АОС с обратной связью

 

Весьма распространенным типом АОС среди замкнутых систем являются имитационные автоматизированные обучающие системы. Здесь функции ведущего "элемента" выполняет фактор моделирования реальной ситуации в той или иной сфере предметной области. Элемент обратной связью в виде реакции ученика на предъявляемый АОС учебный материал является основой непрерывного взаимодействия системы "АОС-обучаемый", так как то или иное воздействие на систему со стороны пользователя ведет сразу к ответной реакции со стороны обучающей системы. Примером подобных АОС могут служить всевозможные игровые тренажеры, имитаторы и т.п. В частности, имитационная программа компании Maxis позволяет имитировать развитие и управление городом. Здесь имитируются различные ситуации, начиная от размещения промышленных предприятий и транспортных сетей и заканчивая моделированием экстремальных ситуаций и путей их ликвидации.

В имитационных АОС используется комплексный подход в обучении. Программа не только обучает, но и одновременно проверяет полученные на текущий момент знания учащимся. Здесь важным фактором служит отклик учащегося на то или иное информационное воздействие. В зависимости от отклика, обучающая система может перестроить ход урока в том или ином направлении. В АОС данной структуры очень часто вводят игровые элементы. Как правило, такие АОС рассчитаны на учащихся младших возрастов, для которых игра является важным инструментом обучения. Здесь вопрос (информационное воздействие) ставится в виде игровой ситуации, на основании которой учащийся может находить верный или неверный выход (отклик). На основании принятого учащимся решения, АОС формирует следующий вариант игровой ситуацию. Примером такой системы может служить курс обучения английскому языку Bridge to English.

Таким образом, является очевидным, что наиболее широкими возможностями с учетом современных требований к АОС обладают замкнутые обучающие системы, обеспечивающие максимальную "гибкость" в общении с пользователем.

При реализации любой из ранее рассмотренных структур АОС используются вполне определенные алгоритмические подходы, диктуемые методикой проведения учебного занятия. Обычно любая обучающая система представляет собой совокупность порций информации, называемой слайдами, которые в той или иной форме предъявляются ученику. Современная вычислительная техника обладает широкими функциональными возможностями и позволяет использовать в слайдах информацию, представленную в виде обычного текста, графического изображения, аудио и видео фрагментов. При этом в слайдах можно сосредоточить все средства представления информации, существующие в настоящее время для повышения эффективности учебного процесса. С другой стороны, использование звукового представления и видеозаписей ведет к удорожанию персонального компьютера, что не всегда является оправданным. В настоящее время, как наиболее оптимальный вариант в большинстве курсов программированного обучения, применяют текстовое и графическое представление информации.

При использовании линейных алгоритмов АОС (рис.6) учащемуся, согласно методики, последовательно предъявляются слайды, заложенные в АОС. В качестве достоинств линейного алгоритма АОС можно отметить простоту разработки такой системы, а в качестве недостатков - трудоемкость раскрытия некоторых тем и невозможность гарантированного закрепления полученных знаний. В АОС построенных с использованием нелинейных алгоритмов появляется возможность изменять последовательность предъявления слайдов в зависимости от того или иного отклика учащегося на информационное воздействие. Здесь важнейшую роль играют слайды, содержащие вопросы и требующие принятие решения учащимся. В таких слайдах, которые назовем слайдами выбора, используются следующие средства выбора направления обучения:

рис 5. Классификация АОС по принципам алгоритмического построения

 

рис 6. Линейный алгоритм АОС.

 

Открытые вопросы - это вопросы, состоящие только из формулировки вопроса. Ответ должен ввести ученик. В качестве ответа выступает числовое значение, которое может быть однозначным или лежать в некотором заданном допустимом диапазоне. Не допускается в качестве ответов на открытые вопросы символьные строки, содержащие буквы, пробелы и другие символы, так как в этом случае затруднено определение правильности ответа из-за возможных ошибок пользователя при вводе информации (например, ввод двух вместо одного пробелов). Обучающая программа определяет правильность ответа и выбирает ту или иную дальнейшую последовательность предъявления слайдов.

Закрытые вопросы - это вопросы, состоящие из формулировки вопросов и нескольких вариантов ответа. Ученику ставится задача выбрать один или несколько правильных вариантов ответа. Допускается наличие от 3 до 6 вариантов ответов, причем правильными могут быть некоторые, все, или только один из ответов. Не допускается ситуация, когда все ответы на закрытый вопрос являются неправильными. В закрытых вопросах нельзя применять наличие открытых вариантов, например, формулировки "другие ответы", хотя допускается формулировка "нет правильных ответов". Выбор должен производится только из предлагаемого списка ответов. Правильность ответа можно засчитывать по сумме правильно выбранных вариантов или по одному правильно выбранному варианту. В соответствии с результатом ответа обучающая программа выбирает ту или иную последовательность слайдов для дальнейшего предъявления.

Гиперссылки - новый способ выбора последовательности предъявления слайдов, осуществляемый самим учеником. Применяется в курсах программированного обучения, созданных с использованием методов международной сети Internet. Определенная часть слайда ставится в соответствие другому слайду. При указании пользователем на эту гиперссылку обучающая программа открывает поставленный в соответствие этой гиперссылке слайд.

Нелинейные алгоритмы, в свою очередь, делятся на циклические, направленные и комбинированные.

Циклические алгоритмы предполагают повторный возврат к слайдам, отражающим темы, которые учащийся недостаточно усвоил. Как показано Рис 7 если ученик принимает неверное решение задачи поставленной ему слайдом выбора, то АОС может повторно предъявить слайды, которые уже ранее были показаны, для повторного прохождения темы или ее закрепления.

Рис 7. Циклический алгоритм АОС

Рис 8. НаправленныйалгоритмАОС

Направленные алгоритмы (Рис 8) по-прежнему предполагают наличие слайдов выбора, однако в зависимости от принятого решения учащимся выбирается та или иная последовательность и возврата обратно не предполагается. В комбинированных алгоритмах используется оба принципа. По результатам решения принятого учащимся для ответа на вопрос слайда выбора, АОС изменяет последовательность предъявления слайда, однако на N-ом шаге возможен возврат к предыдущим слайдам

Таким образом, каждая из представленных структур позволяет предъявлять учебный материал, в соответствии с последовательностью, который обеспечивает приемлемое предъявление учебного материала в соответствии с требованием предметной области

Рассмотренные принципы классификации алгоритмического и структурного построения охватывают практически весь спектр существующих АОС, и позволяют автоматизировать процесс построения обучающих систем, путем разработки стандартных программных элементов, учитывая основные положения.

Список литературы

 

Бухаров М.Н. Практическая теория компьютерного обучения, деловые игры и экспертные системы

Бычков С.Н., Строганов А.С., Шеховцев С.Г., Шикин Е.В. О тождестве фундаментальности и гуманитарности в общем образовании

Гусева А.И. Оценка качества распределенных обучающих систем.

Клебанов И.И. Групповой анализ дифференциальных уравнений в базовом математическом образовании

Мельников А.В, Цытович П.Л., Цитович Б.Ф. Основные принципы автоматизации проектирования обучающей системы

Мельников А.В, Цытович П.Л. Модель взаимодействия виртуальных объектов для имитации работы в сети Internet

Мельников А.В, асс. Цытович П.Л. Принципы построения обучающих систем и их классификация

Полат Е.С. Дистанционное обучение