Авторская система TeachLab CourseMaster
Авторская система TeachLab CourseMaster
А.А. Пугачев, кафедра математики и информатики
Улан-Удэнский филиал Восточно-Сибирского института МВД
России,
Улан-Удэ, Россия
Введение
Анализ
опыта внедрения в школах, вузах и различных предприятиях, компьютерных программ
учебного назначения показывает, что важным фактором, препятствующим их широкому
применению, является неполное соответствие предлагаемого материала идеям и
методам преподавания той или иной дисциплины. Многие педагоги проявляют
значительную осторожность в использовании обучающих программ и педагогических
программных средств. Идеальным решением этой проблемы является полный учет
требований пользователя (преподавателя), что практически недостижимо. В
настоящее время в сфере разработки обучающих и других учебных программ
доминируют интересы и предпочтения производителя, то есть
программистов-разработчиков компьютерных программ. В печати и на конференциях
различного уровня не раз высказывалось мнение, что современному педагогу,
скорее нужен не диск с полным мультимедийным курсом по предмету, а некоторые
элементарные кирпичики, которые он мог бы использовать в качестве красочных
иллюстраций своих идей и методов и которые более органично вписались бы в
традицию использования наглядных пособий, подбираемых педагогом для своего
занятия.
В
связи с этим представляется целесообразным создание не законченной обучающей
продукции, а своеобразных электронных конструкторов - инструментальных
программных средств (авторских систем) для создания педагогом собственных ЭУК.
В настоящее время существует довольно много таких систем, как коммерческих, так
и исследовательского уровня, различающихся простотой освоения, предоставляемыми
возможностями, стоимостью и т.д. В рамках данной статьи рассмотрена авторская
система TeachLab CourseMaster ( #"95829.files/image001.jpg">,
где
- коэффициенты,
определяющие приоритет того или иного показателя, - поправочный коэффициент.
Существенным,
в данном подходе, является использование, наряду с понятием вес вопроса,
понятия - вес ответа, который определяется как степень соответствия j ответа
текущему вопросу, выраженная в процентах или долях единицы.
Итоговый
балл, получаемый тестируемым, при выполнении i задания теста определяется
выражением:
,
где
t
- тип вопроса (в настоящей работе: 0 - "одиночный выбор", 1-
"множественный выбор", 2 - "ввод с клавиатуры", 3 -
"область на рисунке", 6 - "соответствие" и 4, 5 -
"конструктор вопросов");
kij
- степень соответствия j ответа содержанию i вопроса;
NF
- число ответов выбранных неправильно (для вопросов "множественный
выбор" и "соответствие");
NT
- число ответов выбранных правильно (для вопросов "множественный
выбор" и "соответствие").
Адаптация к предметной области
Адаптация
к предметной области позиционирует систему CourseMaster, как совокупность
инструментальных средств, на базе которых появляется возможность разработки
учебных курсов из различных областей знаний. Технология положенная в основу
авторской системы инвариантна к различным предметным областям. Разумеется,
инвариантность не следует трактовать в абсолютном смысле. При переходе от одной
предметной области к другой отдельные составляющие технологии могут модифицироваться
(адаптироваться), однако ядро системы, реализующее общие принципы и механизмы
построения электронных учебных курсов, остается неизменным.
Процедуры
адаптации к новым предметным областям достаточно гибкие, в результате чего
затраты, на настройку системы на новую предметную область, как минимум, на
порядок меньше затрат на разработку новой системы "с нуля".
Практической
стороной решения этой проблемы явилось:
наличие
в системе визуальных средств конструирования и корректировки интерфейса и
содержания учебного курса;
наличия
широкой палитры обучающих компонент и простых средств их включения в учебный
курс.
Процесс
конструирования страниц курса аналогичен процессу разработки программ в любой
среде визуального программирования, например, Delphi (Рисунок 2):
проектирование интерфейса путем манипуляции набором компонент и связывание их с
помощью кода на Object Pascal (VBScript или JavaScript).
Набор
компонент достаточно обширен (идентичен компонентам Delphi), кроме того,
предусмотрена возможность подключения дополнительных компонент и элементов
управления ActiveX, для расширения функциональных возможностей программы.
Рис.
3. Подключение компонент и элементов ActiveX.
Решение
некоторых типовых задач в системе TeachLab CourseMaster
При
разработке электронных учебных курсов естественно возникновение ряда типовых
задач и ситуаций. Методы и способы решения некоторых типовых задач рассмотрены
ниже.
Объединение
вопросов и упражнений в тесты
Тест
- объективное и стандартизированное измерение, легко поддающееся количественной
оценке, статистической обработке и сравнительному анализу.
Структурно
тест представляет собой взаимосвязанный набор из серий заданий равной
трудности, направленных на один объект исследования (тему, умение, навык и
т.п.).
При
проведении тестов с целью итогового контроля, определения общего уровня
владения предметом, диагностики знаний возникает задача проверки и оценки
знаний, умений и навыков испытуемого по широкому перечню областей, в то время,
как каждый конкретный тест обычно направлен на какой-то один объект
тестирования. В этом случае применяют так называемые "тестовые
батареи". Формально тестовая батарея представляет собой один большой тест,
измеряющий сразу несколько характеристик испытуемого.
Структура
тестовой батареи определяется структурой предметной области, и для ее
формирования разработан механизм, который позволяет из базового набора вопросов
и упражнений (тестов) формировать произвольные тестовые батареи.
Для
работы с тестовыми батареями, в системе TeachLab CourseMaster можно
использовать обучающий компонент TTestButton и/или встроенную функцию.
Обучающий
компонент TTestButton. Компонент имеет большое количество настраиваемых
свойств, но непосредственно на сеанс тестирования влияют только следующие:
Таблица
2. Свойства обучающего компонента TTestButton .
Свойство
|
Пример
|
Описание
|
Test3
|
50
|
Процентное соотношение
набранных баллов к возможному числу баллов для получения оценки
"три".
|
Test4
|
75
|
Процентное соотношение набранных
баллов к возможному числу баллов для получения оценки "четыре".
|
Test5
|
85
|
Процентное соотношение
набранных баллов к возможному числу баллов для получения оценки
"пять".
|
TestCount
|
15
|
Количество вопросов в сеансе
тестирования.
|
TestQuery
|
Tema=0 and Gamma=1
|
Строка, определяющая фильтр, по
которому будут выбираться вопросы для данного теста (см. следующую таблицу).
|
TestTime
|
20
|
Время для прохождения данного
теста в минутах. Если время равно 0, то время не ограничено.
|
TestTitle
|
Основные понятия
|
Определяет строку для заголовка
окна тестирования и переменную, в которой будут сохранены результаты
тестирования в Модели пользователя.
|
Наиболее
существенным является свойство TestQuery, определяющее фильтр, по которому
будут выбираться вопросы для данной тестовой батареи.
Таблица
3. Параметры фильтра.
Переменная
|
Алиас
|
Диапазон значений
|
Описание
|
Tema
|
Тема
|
0..N
|
Включить в тестовую батарею
вопросы только по указанной теме тестирования. N - число тем.
|
Уровень усвоения
|
0..2
|
Включить в тестовую батарею
вопросы только указанного уровня усвоения учебного материала.
|
Beta
|
Уровень представления
|
0..3
|
Включить в тестовую батарею
вопросы только указанного уровня научности учебного материала.
|
Gamma
|
Уровень осознанности
|
0..2
|
Включить в тестовую батарею
вопросы только указанного уровня осознанности.
|
TypeQuest
|
Тип вопроса
|
0..6
|
Включить в тестовую батарею
вопросы только указанного типа.
|
Page
|
Страница курса
|
0..M
|
Включить в тестовую батарею
только вопросы, соответствующие определенной странице учебного курса. M -
число страниц учебного курса.
|
Impotent
|
Важность
|
0..2
|
Включить в тестовую батарею
только вопросы определенной степени важности.
|
Настройка
данного свойства осуществляется с помощью визуального построителя запросов.
Рисунок
5. Настройка фильтра.
Обеспечение интеграции учебных курсов
Практически
в каждой учебной дисциплине может потребоваться наличие знаний из другой
дисциплины, т.е. при изучении тем одного учебного курса могут потребоваться
сведения из другого.
Физическое
объединение всех необходимых знаний в рамках одного учебного курса неизбежно
приведет к их дублированию, и, как следствие, к увеличению сроков и стоимости
разработки и сопровождения. Кроме того, такое объединение может оказаться
неэффективным ввиду быстрого изменения самих предметных знаний.
В
связи с этим обязательное свойство современной обучающей системы - возможность
интеграции информации из различных учебных курсов и внешних источников (файлы
на жестком диске, данные Intranet и Internet).
Для
решения проблем, связанных с интеграцией знаний, в системе TeachLab
CourseMaster можно использовать обучающий компонент TMHotSpot и/или встроенные
функции.
Использование
компонента TMHotSpot. Компонент TMHotSpot имеет большое количество
настраиваемых свойств, но наиболее существенными, для решения проблемы
интеграции знаний, являются следующие:
Таблица
4. Свойства обучающего компонента TMHotSpot.
Свойство
|
Пример
|
Описание
|
HotSpotType
|
hstInternet
|
Значение данного свойства
определяет способ организации перехода:
- hstMainWnd - при активизации
гиперссылки новая страница замещает текущую в главном окне программы;
- hstPopUp - при активизации
гиперссылки новая страница открывается в дополнительном окне;
- hstInternet - при активации
гиперссылки запускается браузер (например, IE) и открывается указанная
страница;
- hstCourse - при активации
гиперссылки запускается копия Проигрывателя курсов и открывается курс,
указанный в свойстве
- PageName (без повторной
регистрации пользователя);
- hstCustom (только для опытных
разработчиков) - при активизации гиперссылки вызывается событие OnClick
данного компонента.
|
PageName
|
#"95829.files/image007.jpg">
Рис.
4. Редактор диалогов.
Использование
вышеописанных возможностей анимированных педагогических агентов делает
возможным более точно моделировать те виды диалогов и взаимодействий, которые
возникают в процессе обучения.
Для
упрощения процедуры моделирования таких диалогов в авторской системе CourseMaster
реализован редактор "Диалогов педагогических агентов".
Создание и использование понятийных карт (concept
maps)
Использование
методов инженерии знаний в качестве дидактических инструментов и в качестве
формализмов представления знаний способствует более быстрому и полному
пониманию структуры знаний предметной области конкретного электронного учебного
курса
Представление
предметных знаний в форме понятийной карты: .
дает
исчерпывающее описание понятий и связей между ними;
способствует
глубокой обработке знаний, что способствует их лучшему запоминанию и извлечению
из памяти, а также повышает способности применять знания в новых ситуациях;
позволяет
связывать новые понятия с существующими понятиями и представлениями, что
улучшает понимание;
позволяет
заменить оглавление в электронных учебниках, энциклопедиях и т.д. на некоторую
наглядную логическую картину.
Для
использования в рамках электронных учебных курсов понятийных карт в системе
TeachLab CourseMaster используется обучающий компонент TConceptMap.
Компонент
имеет большое количество свойств, доступных для изменения как программно, так и
в визуальной среде проектирования, но наиболее существенными являются
следующие:
Таблица
5. Свойства обучающего компонента TConceptMap.
Свойство
|
Описание
|
Options
|
Определяет опции концепт-карты
fcoCanDelete- разрешает удалять
элементы концепт-карты;
fcoCanDrag- разрешает
перетаскивать элементы концепт-карты;
fcoCanSelect- разрешает
выделять элементы концепт-карты;
fcoMultiSelect- разрешает
выделять несколько элементов концепт-карты одновременно.
|
Zoom
|
Задает масштаб концепт-карты.
Принимает значения от 0 до 100%. Если равно 0, то карта масштабируется для
полного помещения.
|
Коллекция связей между
концептами концепт-карты.
|
Objects
|
Коллекция концептов предметной
области
|
SelectedObject
|
Концепт предметной области,
выбранный пользователем
|
SelectedConnection
|
Связь между концептами
предметной области, выбранная пользователем.
|
Рис.
6. Создание понятийной карты.
Заключение
Разработанная
система может использоваться как для работы с артикулируемыми, так и с
неартикулируемыми знаниями, используя, соответственно, тематический и задачный
подходы или их комбинацию [Атанов Г.А., 2001]. Это позволяет разрабатывать в
системе различные педагогические программные средства: электронные учебные
курсы, компьютеризированные учебники, контролирующие программы, тренажеры,
справочники, энциклопедии и т.д. Причем, анализ решения типовых задач,
возникающих при разработке данных педагогических средств, позволяет утверждать,
что, в зависимости от потребностей разработчика и уровня его знаний, одни и те
же задачи могут быть решены различными методами.
Список литературы
[Гаврилова
Т. А., Хорошевский В. Ф., 2000] Гаврилова Т. А., Хорошевский В. Ф., Базы знаний
интеллектуальных систем /Т. А. Гаврилова, В. Ф. Хорошевский - СПб: Питер, 2000.
- 384 с.: ил.
[Норенков
Ю. И., 1993] Норенков Ю. И., Исследование и разработка принципов построения
адаптивных обучающих систем: Дис. на соискание ученой степени кандидата тех.
наук - М:, 1993.
[Беспалько
В. П., 1977] Беспалько В. П. Основы теории педагогических систем. Воронеж:
Изд-во Воронеж. ун-та, 1977. 303 с.
[Пугачев
А. А., 2001] Пугачев А. А. Адаптивные компьютерные обучающие системы //
Материалы международной научно-практической конференции "Информационные
технологии в науке и образовании". - Шахты, 2001. C. 29-31.
[Аршинский
Л. В., 1998] Аршинский Л. В. Методы обработки нестрогих высказываний. Иркутск:
ВСИ МВД РФ, 1998. - 40 с.
[Аршинский
Л. В., Пугачев А. А., 2002] Аршинский Л. В., Пугачев А. А. Программный комплекс
диагностики знаний TeachLab TestMaster// Информатика и образование. №7, 2002.
С. 68-74
[Атанов
Г.А., 2001] Атанов Г.А. Деятельностный подход в обучении. - Донецк: ЕАИ-пресс,
2001.
Похожие работы на - Авторская система TeachLab CourseMaster
|