Адаптивный подход к дистанционному обучению

Размещено на http://www.allbest.ru/

Адаптивный подход к дистанционному обучению

Новиков С.В.

Обучающие информационные технологии развиваются на протяжении более четверти века. На заре своего появления программно-методические комплексы использовались в основном для обучения студентов новым информационным технологиям.

Появление и развитие Web-технологий стало огромным толчком для применения и развития информационных технологий в обучении. Таким образом, начала свое становление концепция открытого образования - система предоставления образовательных услуг с помощью средств информационно-образовательной среды, адаптированных под конкретные запросы пользователя.

Принципы открытого образования нашли свое применение в технологиях дистанционного обучения.

Отличительной особенностью системы дистанционного образования является увеличение количества времени, отводимого на самостоятельную работу студентов. Учебно-практические пособия, используемые при этом, носят специфический характер, особенно для общепрофессиональных и специальных дисциплин технических специальностей.

Рисунок 1 - Схема процесса обучения

Процесс обучения можно трактовать как процесс управления усвоением знаний, что не противоречит современной педагогике [1, 2]. Этот процесс реализуется в замкнутой системе и (как для любой замкнутой системы управления) характеризуется целью управления, имеет объект управления (обучаемых), устройство управления и канал обратной связи.

Критерием качества управления могут служить результаты контроля знаний. Схема, приведенная на рисунке, является упрощенной и формальной. Она не учитывает (и не может учитывать) те особенности, которые накладывает на реальный процесс обучения участие в нем человека. Но эта схема дает общее представление о предмете обсуждения. В соответствии с целью обучения устройство управления вырабатывает набор управляющих воздействий на обучаемого (например, предъявление учебного материала или контрольного задания). Ответная реакция обучаемого (уточняющий вопрос, ответ и т.п.) по каналу обратной связи передается устройству управления и позволяет ему корректировать управляющие воздействия для достижения желаемого результата.

Очевидно, что любое обучение является адаптивным процессом. Следовательно, система дистанционного обучения также должна максимально адаптироваться к обучаемому, а обучаемый, соответственно, к системе. Адаптация обучающей системы может заключаться в изменении параметров управления и изменении набора правил, вырабатывающих управляющее воздействие.

Для реализации всех функций обучающая система должна содержать общие и специальные знания трех видов [3]:

1. О предметной области (модель предметной области).

Модель предметной области должна отражать структуру ПО. Она может быть использована при определении последовательности изучения тем и проведения контрольных занятий.

2. Об учащемся (модель обучаемого).

Модель обучаемого включает динамически обновляемый набор параметров, отражающих общие характеристики обучаемого, и проекцию его знаний на знания системы (на модель предметной области).

3. О стратегии обучения.

Стратегия обучения определяет последовательность изучения тем (на основе модели предметной области) и формирует задания для контроля знаний обучаемого (на основе модели обучаемого).

К сожалению, в настоящее время отсутствуют реально используемые в учебном процессе системы, содержащие все упомянутые выше модели (предметной области, стратегии обучения и обучаемого) [3], а без них невозможна полноценная адаптация системы к обучаемому.

Необходимо подробнее рассмотреть принципы организации и взаимодействия этих моделей.

Взаимодействие с обучаемым

Выделяют три подхода к организации управления взаимодействием с обучаемым в автоматизированных обучающих системах [4]:

1) либеральный;

2) консервативный;

3) адаптивный.

В первом случае управление со стороны системы отсутствует, обучаемый самостоятельно выбирает последовательность изучения материала. Единственной подсказкой здесь может служить оглавление курса, задающее целесообразный порядок изучения предмета. Такая организация подобна выдаче обучаемому списка рекомендованной литературы.

При консервативном подходе последовательность подачи учебных материалов жестко запрограммирована (и обычно дозирована). Эта последовательность описывается в сценарии курса, выполнение которого управляется программно. При программированном обучении [5] обучающая система получается негибкой: она одинаково управляет разными пользователями, и теряется одно из преимуществ использования АОС - индивидуальность обучения. Введение же альтернативных сценариев, во-первых, сопряжено с большими дополнительными расходами времени и сил разработчиков, а, во-вторых, не решает проблему полностью, т.к. по отдельности каждый альтернативный сценарий все равно остается запрограммирован.

Наиболее эффективным способом организации управления обучением является адаптивный подход. Система подстраивается под обучаемого, устанавливая очередность и интенсивность изучения материалов на основании достигнутых обучаемым результатов. При разработке обучающих программ нельзя идти по пути применения какого-либо одного метода управления взаимодействием с обучаемым. Необходимо предусмотреть различные методы управления как по инициативе системы ДО, так и по инициативе обучаемого [6].

Система, претендующая на то, чтобы называться автоматизированной системой обучения, должна предоставлять преподавателю возможность использовать любой из этих трех вариантов. Очевидно, что наибольшие трудности для реализации представляет адаптивный вариант, а либеральный и консервативный способы организации управления обучением могут считаться частным случаем адаптивного.

Подсистема управления обучением

Формирование управляющих воздействий на обучаемого (стратегия управления обучения) обычно определяется алгоритмом функционирования системы. Но принцип открытости обучающей системы подразумевает возможность алгоритмической настройки системы (без необходимости программирования), поэтому алгоритмы управления обучением нельзя программировать.

Для того чтобы обеспечить алгоритмическую настройку системы, можно воспользоваться механизмом вывода, реализованным в системах, основанных на знаниях, и вынести за рамки программного кода правила управления обучением. Эти правила (база знаний) должны определять последовательность работы системы на основе модели предметной области и модели обучаемого.

При разработке подсистемы управления очень важно правильно выбрать форму представления знаний. Это связано с тем, что представление знаний в конечном итоге определяет характеристики системы [7]. Выбор оптимального способа представления знаний зависит от характера и сложности решаемой задачи.

В подсистему управления знания закладываются преподавателем - разработчиком конкретной обучающей системы. Эта подсистема должна соответствовать следующим требованиям:

легкость пополнения и модификации базы знаний (БЗ);

естественность представления знаний (правила должны отражать способ оформления экспертами собственного опыта для решения проблемы);

простота создания и понимания отдельных правил БЗ;

возможность получения четких пояснений действий системы.

Из четырех основных моделей представления знаний этим требованиям наиболее полно удовлетворяет продукционная модель [8].

На основании правил этой базы знаний обучающая система будет определять последовательность изучения материала и степень свободы обучаемого в управлении этой последовательностью.

При моделировании консервативного подхода к организации обучения система сама определяет последовательность прохождения тем курса в соответствии со связями, отраженными в модели предметной области, "разрешая" переходить к очередной теме только после успешного изучения предшествующих тем.

При моделировании либерального подхода обучаемый сам определяет последовательность изучения материала, а система лишь может выдавать ему рекомендации и консультировать относительно возможных причин пробелов в знаниях обучаемого, которые выявляются в ходе контроля знаний.

При моделировании адаптивного управления обучением могут использоваться разные подходы. Например, устанавливаются некоторые контрольные точки, и обучаемый может выбирать: начинать ему сразу сдавать эти контрольные точки или сначала "почитать теорию". Пока он сдает эти контрольные точки успешно, система не вмешивается; но если контрольная точка не сдана, система берет управление на себя и не позволяет обучаемому двигаться дальше, пока он не изучит соответствующий этой контрольной точке учебный материал, и не позволяет сдавать контрольные точки в этот же день. То есть как бы сообщает обучаемому о том, что ему необходимо подготовиться для сдачи данного материала.

Модель предметной области (МПО)

В автоматизированном обучении модель предметной области приобретает особую роль, т.к. качество обучения практически определяется алгоритмом управления процессом обучения, который базируется на МПО.

Модель предметной области (учебного курса) можно использовать как для управления процессом обучения, так и для обоснованного решения вопроса о включении тех или иных фрагментов знаний в программу учебного курса. Она упрощает разработку и понимание учебных программ, особенно типовых и базовых, а также проведение экспертизы их качества [9].

Предметная область (ПО) характеризуется сущностями и связями между ними. В качестве сущностей ПО в обучающих системах можно рассматривать понятия или темы, каждой из которых соответствует единица учебного материала, не требующая (с точки зрения преподавателя) деления на подтемы. Каждая тема описывается набором параметров (атрибутов), существенных для управления обучением.

Связь между темами i и j подразумевает зависимость между ними, которую можно интерпретировать так: для понимания темы j нужно знать тему i. Например, для возможности изучать решение уравнений матричным способом, необходимо изучить основы линейной алгебры: что такое матрица, определитель, минор и т.п. Таким образом, связи могут определять последовательность изучения тем. Связи между темами могут быть факультативными и обязательными. В случае факультативной связи последовательность изучения тем носит рекомендательный характер.

Связи могут иметь также различную семантику и взаимозависимости. В частности, структура предметной области не может содержать циклов. В остальном никаких ограничений на структуру предметной области не накладывается.

Соответственно, необходимым условием существования ДО вообще является не только наличие технических средств, позволяющих реализовать данный вид обучения, но и программной составляющей, посредством которой обучаемый сможет получать доступ к методическим материалам, контактировать с преподавателем, выполнять предусмотренные учебным планом задания. образование дистанционный обучение автоматизированный

Концепция управления учебно-познавательной деятельностью обучаемого при ДО должна быть направлена на развитие познавательной активности студента, и СДО должна не столько регламентировать, сколько помогать, направлять и корректировать познавательную деятельность обучаемого. Таким образом, целесообразно использовать адаптивный подход к дистанционному обучению.

Литература

1. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. - М.: 1995.

3. Домрачев В.Г., Ретинская И.В. О классификации образовательных информационных технологий // Информационные технологии. - 1996, № 2. - с. 10-13.

4. Норенков Ю.И. Исследование и разработка принципов построения адаптивных обучающих систем. / Автореферат. М.: 1993. - 20 с.

5. Александров Г.Н. Программированное обучение и новые информационные технологии обучения. // Информатика и образование, 1993, №5. - с. 7-19.

7. Представление и использование знаний: Пер. с япон. / Под ред. Х. Уэно, М. Исидзука. - М.: Мир, 1989. - 220 с.

8. Марселлус Д. Программирование экспертных систем на Турбо Прологе: Пер. с англ. / Предисл. С.В. Трубицына. - М.: Финансы и статистика, 1994. - 256 с.

9. Морозевич А.И., Комличенко В.Н., Гедранович В.В. Стратегия автоматизации управления познавательной деятельностью на основе информационной модели образовательного процесса // Информационные технологии, 2000, № 5.- с. 47-52.

Размещено на Allbest.ru