Дидактическое flash-приложение по ДСМ-методу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

УДК 004.855.3

Подмаркова Н.О. 125267, г. Москва, Миусская пл., д.6, РГГУ, podmar@rambler.ru.

В данной работе дается описание разработанного автором приложения, обучающего ДСМ-методу. Это приложение предназначено для студентов ВУЗов обучающимся по специальностям "Интеллектуальные системы", "Информационные системы" и т.п. В качестве средств реализации использовалась мультимедийная среда Macromedia Flash MX и язык Action Script 2.0.

Введение

Приложение, о котором мы будем говорить ниже, разрабатывалось в рамках новой образовательной парадигмы, которая включает такие компоненты, как интерактивные курсы, интеллектуальные обучающие системы. В Internet-среде данное направление известно, как e-Learning, также "дистанционное обучение", компьютерное обучение. Применение интерактивных информационных обучающих систем повышает динамику и содержательность учебных заданий.

1. Flash-приложение "Обучение ДСМ-методу"

Описываемая flash-система создавалась для студентов ВУЗов. Стиль подачи материала был обусловлен стремлением преодолеть часто встречающийся у студентов барьер перед новым, интересным, но непростым материалом. Для создания неформальной атмосферы использовались динамические элементы, варьировались цвета элементов фона, применялась анимация.

1.2 Основные требования к системе

При разработке системы учитывалось, что для эффективной работы в электронной системе обучения особое значение приобретают методы визуализации исходных данных. Важным требованием интерфейса является его интуитивность. Управляющие элементы интерфейса должны быть удобными и заметными, и, вместе с тем, они не должны отвлекать от основного содержания. Для снижения нагрузки на зрительный анализатор предполагалось выполнение таких эргономических требований, как обеспечение достаточной контрастности, использование зелено-голубого участка спектра для окраски фона подробно эргономические требования к компьютерным обучающим системам описаны в [Штенников и др., 2002]..

При разработке приложения к нему предъявлялись следующие требования:

· хорошая структурированность подаваемого материала,

· подача материала отдельными "порциями", приближенными по размеру к объему кратковременной памяти человека В качестве источников для рассматриваемого приложения, обучающего ДСМ-методу, использовались лекции д.т.н., проф. кафедры математики, логики и интеллектуальных систем в гуманитарной сфере, заведующего отделением интеллектуальных систем Института лингвистики РГГУ В.К. Финна, лекции проф. той же кафедры д.ф. -м.н. Аншакова О.М., а также такие работы, как [Финн, 1999a], [Финн,1999b], [Финн 1999c], [Объедков, 1999].,

· подача материала по запросу учащегося (например, по "клику" мыши), в удобном для него индивидуальном темпе,

· наличие активных объектов для быстрого доступа к нужной части информации, наличие разветвленных меню, системы подсказок,

· наличие тестового модуля для проверки степени усвоения материала, вычисление оценки с использованием аппарата нечеткого вывода,

· удобное размещение элементов на экране,

· наличие общего дизайна стандартных элементов навигации;

· использование специфических возможностей Flash, как-то: цвет, движение, звук для активизации процессов восприятия и повышения внимания обучаемого. дидактическая дсм метод алгоритм

1.3 Среда разработки

В качестве средства разработки описываемой обучающей системы была выбрана среда macromedia Flash MX 2004 со встроенным языком Action Script 2.0. Использование векторной графики, сжатие звуковых файлов, встроенный объектно-ориентированный язык делают эту среду удобной для разработки мультимедийных проектов. В результате использования векторного формата файлы получаются относительно небольших размеров даже при работе со сложными рисунками, что важно при размещении модулей системы в среде Интернет.

1.4 Совместимость

Для каждого Internet-браузера компанией Macromedia выпущены специальные программы-надстройки (plug-ins), которые встраиваются в браузер и служат для просмотра Flash-страниц, что решает возможные проблемы совместимости Flash-приложений.

1.5 Описание приложения

Приложение состоит из нескольких независимых модулей, каждый из которых соответствует некоторому тематическому разделу. Каждый раздел состоит из последовательности кадров. Каждый кадр может также включать в себя последовательности кадров. На порядок "проигрывания" некоторых последовательностей кадров обучаемый влиять не может. Остальные кадры - управляемы (из них можно перемещаться в любые другие управляемые кадры). Система построена таким образом, чтобы из каждого модуля можно было перейти в каждый. Для навигации первого уровня существует специальный модуль с меню, обеспечивающий возможность переходов по разделам.

Рис. 1. Меню В данной статье приводятся черно-белые иллюстрации, однако в самой описываемой системе все выглядит несколько иначе. Используется иной формат изображений, присутствует большее количество цветов и их оттенков.

Перед входом в меню на несколько секунд появляется Flash-заставка, в которой наглядно показана этимология названия "JSM": ДСМ - инициалы английского ученого Джона Стюарта Милля (John Stuart Mill).

Рис. 2. Заставка

1.5.1 Модуль "Введение"

В программе реализованы различные уровни сложности подачи материала. Самая простая, неформальная часть - "Введение". Она включает элементы анимации и звукового сопровождения. В этом разделе впервые вводятся и иллюстрируются на примерах понятия "объект", "фрагмент", "свойство".

Рис. 3. Связь понятий "объект", "фрагмент", "свойство"

В этот раздел включены анимационные элементы, демонстрирующие примеры объектов, их свойств и гипотез о возможных причинах этих свойств.

Рис. 4. Пример объекта: птица

Рис. 5. Пример объекта: лимон

1.5.2 Модуль "1 Шаг простого ДСМ-метода"

От модуля "Введение" предлагается перейти к разделу "1 шаг простого ДСМ-метода". Здесь обучаемому предоставляется возможность получить целостное представление о работе ДСМ системы. Материал объясняется на достаточно простом примере.

Сначала вводится матрица объектов и их свойств (при наведении курсором на основные символы появляется описание того, что каждый из них обозначает).

Рис. 6. Матрица свойств объектов

Далее вводится описание того, как интерпретируется данная матрица и её значения. Определяется основная задача:

Рис. 7. Постановка задачи ДСМ-системы

В следующих кадрах говорится о том, что существуют так называемые правила первого рода. Эти правила используются на первом этапе работы ДСМ-системы для порождения гипотез о возможных причинах свойств и нужны для доопределения исходной матрицы. Приводятся варианты правил первого рода.

Рис. 8. Пример правила первого рода

Вводится матрица фрагментов для приведенных ранее объектов.

Рис. 9. Матрица фрагментов объектов

В дальнейших кадрах этого раздела по правилам первого рода порождаются матрица гипотез о возможных причин, свойств объектов, после чего рассуждение переходит ко второму этапу. Вводятся правила второго рода, которые позволяют приписать объектам некоторые новые свойства, относительно которых изначально объекты не были определены. То есть, происходит прогнозирование свойств.

Рис. 10. Пример правила второго рода

Следующие шаги позволяют обучаемому увидеть, как порождаются гипотезы о свойствах объектов и как доопределяется исходная матрица. Заметим, что элементы навигации в системе таковы, что они дают возможность пользователям мгновенно перемещаться на любой интересующий кадр.

1.5.3 Модуль "Простой ДСМ-метод"

Этот уровень предполагает более строгую формализацию всех ранее введённых понятий.

Сначала приводится общая схема ДСМ-рассуждений. Говорится об индукции, аналогии и абдукции. Приводится анимированная схема работы ДСМ-системы:

Рис. 11. Схема алгоритма работы ДСМ-системы

Далее происходит конкретизация правил, описываются разновидности ДСМ-методов:

· простой ДСМ-Метод,

· простой ДСМ-метод с запретом на контрпример,

· обобщенный ДСМ-метод.

Известно, что формальный аппарат любой теории использует метод построения одних понятий из других, усложняя и модифицируя введённые на первом шаге определения. Одним из факторов, затрудняющих усвоение новых понятий, может стать небольшой объем кратковременной памяти среднестатистического студента. Чтобы облегчить обучаемому запоминание новых определений, в приложении используются многочисленные динамические окна-подсказки, где приводятся определения понятий, сопутствующих текущему. Данные окна открываются по нажатию на кнопку с интуитивно-понятной пиктограммой, и закрывается стандартным щелчком мыши на кнопке закрытия окна. Такие окна можно свободно перемещать по экрану. В данном приложении предусмотрены специальные кнопки-подсказки, например, "Показать определение", "Показать интерпретацию формулы". Любое понятие, встречающееся в кадре, раскрывается без необходимости возвращаться к тому месту, где оно было впервые представлено.

Рис. 12. Пример формальной записи правил первого рода

1.5.4 Модуль "Теория формальных понятий"