Тема. Классификация знаний и систем обучения

Процесс имитации можно представить в виде следующей схемы:

 

 

 

 

 

 

 

Для формулирования проблемы необходимо наличие лица, принимающего решение (ЛПР), у которого имеется, по крайней мере, две альтернативы решения некоторой задачи и который не может однозначно предпочесть одну из них. Кроме того, должно быть четкое осмысление ЛПР цели, которой он хочет добиться при анализе возможных путей решения.

Определение объекта - это установление границ, ограничений и измерителей эффективности объекта, подлежащего изучению.

Формулирование модели - это переход от реального объекта к некоторой логической схеме (абстрагирование). Формулирование модели предполагает обычно вычленение отдельных, относительно простых частей всего объекта, для которых можно построить простые модели, основываясь на представлениях о функционировании каждой части. Эти модели могут иметь различную природу. Чаще всего это математические модели. Помимо расчленения объекта на части на этом этапе происходит объединение этих частей в целое. Для этого исследуется взаимосвязь частей объекта.

При подготовке данных происходит отбор данных, необходимых для построения модели и представление их в соответствующей форме. Переход к формулированию модели возможен в тех случаях, когда подготовленные нами данные выходят за пределы области допустимости данных в сформулированной нами ранее модели. Для исправления этого необходимо переформулирование модели с учётом подготовленных данных.

Трансляция модели представляет собой написание программы на каком-либо языке программирования. Программа может быть написана как на любом универсальном языке программирования, так и на специализированных языках, предназначенных для моделирования.

При оценке адекватности происходит повышение до приемлемого уровня степени уверенности, с которой можно судить о реальном объекте относительно корректности выводов, полученных на основании обращения к моделям. Адекватность модели обычно проверяется путем сопоставления данных, собранных на этапе подготовки данных, с результатами моделирования для таких же условий.

 

Тема. Классификация знаний и систем обучения

 

Систематические исследования в области компьютерной поддержки процесса обучения имеют более чем 30-летнюю историю. За этот период во многих странах было разработано большое количество компьютерных систем учебного назначения, ориентированных на различные типы ЭВМ.

С начала 80-х годов интенсивно развивается новое направление в компьютеризации обучения - интеллектуальные обучающие системы (ИОС), основанные на работах в области искусственного интеллекта.

Существенной частью ИОС являются:

- модели обучаемого;

-модели процесса обучения;

-модель предметной области,

на основе которых для каждого обучаемого может строиться рациональная стратегия обучения.

Базы знаний ИОС могут содержать:

-формализованные знания;

- экспертные знания в предметных областях и в сфере обучения.

 

Информационные технологии обучения (ИТО) - совокупность электронных средств и способов их функционирования, используемых для реализации обучающей деятельности.

В состав электронных средств входят аппаратные, программные и информационные компоненты, способы применения которых указываются в методическом обеспечении ИТО.

Прогресс в развитии аппаратных и инструментальных программных средств ИТО предоставляет хорошие технические возможности для реализации различных дидактических идей.

 

В основе концепции построения и применения системы Комплексов Автоматизированных Дидактических Средств лежит классификация знаний и учебных компьютерных систем (рис.1).

Артикулируемая часть знания легко поддается превращению в информацию, которая является удобным средством передачи знаний. Она может быть передана от учителя к ученику с помощью учебных текстов и графических изображений, заранее подготовленных и хранящихся на каком-либо носителе, например на бумаге, на магнитном или оптическом диске.

Неартикулируемая часть знания представляет собой тот неосязаемый, но очень важный личностный компонент знания, который принято называть опытом, интуицией и т. п. Эта часть знания охватывает умения, навыки, интуитивные образы и другие формы личностного опыта, которые не могут быть переданы непосредственно от учителя к ученику. Они могут быть "добыты" учеником лишь в ходе самостоятельной учебной деятельности по решению практических задач.

Будем называть компьютерные системы для поддержки процесса обучения артикулируемой части знания декларативными. К их числу могут быть отнесены "электронные" книги, базы данных и другие компьютерные средства, позволяющие накапливать, хранить и передавать информацию учебного назначения, причем не только в виде текстов, но и в форме графических, аудио- и видеоиллюстраций.

Компьютерные системы для поддержки процесса освоения неартикулируемой части знания будем называть процедурными. Эти системы построены на основе математических моделей, которые позволяют обучаемому в ходе детерминированного или свободного учебного исследования получать (добывать) знания о свойствах изучаемых объектов или процессов.

 

Учебное пособие содержит теоретические материалы по теме в виде учебного текста и графических иллюстраций к нему, рекомендации для преподавателей (как учить с помощью комплекса) и для учащихся (как учиться с помощью комплекса), сборники задач для тренажеров и учебных ППП.

АУК - определенным образом подготовленные знания (структурированную информацию и систему упражнений для ее осмысления и закрепления), сценарии учебной работы и реализующие их программы для ЭВМ, предназначенные для самостоятельного изучения учебного материала с помощью компьютера.

Тренажеры предназначаются для формирования и развития практических умений и навыков, развития интуиции и творческих способностей, ускоренного накопления профессионального опыта.

Учебные пакеты прикладных программ (ППП), используются для решения учащимися различных задач по тематике комплекса.

Дидактически обоснованная последовательность усвоения учебного материала предполагает следующий порядок работы с комплексами системы:

- изучение теоретического материала по пособию;

- осмысление и закрепление теории с помощью АУК;

- приобретение и развитие практических умений, ускоренное накопление профессионального опыта на тренажерах;

- решение задач по тематике комплекса с помощью ППП.

 

Электронный учебник (ЭУ) можно определить как программно-информационную систему, состоящую из программ для ЭВМ, реализующих сценарии учебной деятельности, и определенным образом подготовленных знаний (структурированной информации и системы упражнений для ее осмысления и закрепления).

Отсюда следуют ключевые проблемы проектирования ЭУ:

- подготовка информационного описания теоретического материала (учебных текстов, эскизов графических иллюстраций, сценариев демонстрационно-иллюстрирующих программ и анимаций, видеоклипов и т.п.),

- создание упражнений для активизации процесса усвоения теории,

- разработка сценариев (алгоритмов управления) для организации эффективной целенаправленной познавательной деятельности учащихся.