Автоматизированные обучающие системы

Преимущество программ такого типа заключается в том, что они реализуют индивидуальный подход к обучению. Эти программы позволяют преподавателю работать с большой группой студентов, причем принцип их построения допускает значительную долю вероятности того, что с каждым учащимся компьютер будет «разговаривать» по отдельной теме и ни разу не повторится.

В целом следует отметить, что работа с фактическим материалом в форме обычного компьютерного диалога (т.е. в случае, когда последовательно отрабатывается один факт за другим) может и не давать должного учебного эффекта, т.к. эта форма не всегда обеспечивает достаточный стимул для усвоения потоков дат, имен, событий. Однако существует вполне приемлемый, эффективный исследовательский прием, позволяющий избежать указанного недостатка диалоговых обучающих систем и вместе с тем остаться в контексте «диалоговой идеологии» построения АОС.

Так, например, мобилизация интеллектуальных способностей обучаемых с помощью компьютера может осуществляться в два приема: первое, когда они работают с фактическим материалов и вступают в. диалог с ЭВМ путем свободно конструируемых ответов с целью экспертизы тех или иных фактов и событий; второе, когда посредством того же диалога, они решают задачи по обобщению фактов, по выходу на те или другие закономерности историко-философского процесса, отрабатывают новые историко-философские понятия.

 

§ 4. Комплексные АОС: общие принципы построения, пример.

 

Комплексными называют такие обучающие системы, в которых задействованы не один, а несколько принципов построения АОС.

Стандартные комплексные АОС должны соответствовать следующим требованиям:

- иметь максимально дружественный  интерфейс, погружающий обучаемого в состояние повышенного психологического комфорта[8] ;

- включать в себя элементы  психологического тестирования, позволяющего выявить психо-физиологические характеристики обучаемого;

- «уметь» обеспечивать адаптацию  студентов к учебному материалу, имея в виду их психо-физиологические  характеристики;

включать в себя блок средств релаксапедии[9] ;

обязательно иметь блок обучения контроля  (комплексные АОС должны «уметь» проводить - как рубежный, так и текущий контроль;

- иметь обширные «справочники»  и «энциклопедии», др.

Давайте разберем несколько из этих требований и выясним, с помощью каких средств  они выполняются (см. схему 3).

Существенным элементом комплексных АОС являются средства психологического  тестирования. Психологическое тестирование позволяет выявлять (наряду с другими важными данными (такую значимую в обучении характеристику как тревожность учащегося. Тревожность  оказывает значительное, часто отрицательное влияние на ход обучения и в частности, увеличивает время работы студента на компьютере.

Как может АОС «снимать» это состояние?   

Одним из верных, апробированных средств является формирование т.н. «кадров обратной связи» (КОС) - таких «состояний» экрана компьютера, которые варьируются в зависимости от уровня тревожности обучаемого. Комплексная АОС должна «уметь» реагировать на сообщения учащегося, имеющие тот или иной характер. Например, верный, неверный, непредусмотренный, предположительно неверный, повторно непредусмотренный ответы; типовые ошибки; запросы помощи, подсказки, справки, проч. «КОС» формируется блоком адаптации АОС и подключается к блоку обучения контроля. Каждый кадр «КОС» обычно состоит из следующих частей: констатирующей, адресной, эмоциональной, итоговой.  В каждой из этих частей содержится определенная «реакция» АОС на тот или иной уровень тревожности учащегося. При высокой тревожности «КОС» должны вселять уверенность в своих силах, в принципиальной разрешимости поставленных задач; при низкой - «заводить» студента на более результативную работу. «Режимы» «КОС» выбираются, как правило, интуитивно. Их «банки» формируются учетом: а) ограниченной емкости экрана дисплея; б) напряжения зрительного анализатора;  в) экономии компьютерного времени;  г) целостности изображения «КОС»

Важными элементами комплексных АОС являются средства релаксопедии.

Дело в том, что в силу особенности мышления гуманитария работа на компьютере нередко требует от него большей траты сил, чем у его коллеги-математика. В этих условиях избыточное интеллектуальное напряжение может вызвать «неприязнь» к компьютеру. Чтобы не допустить такой установки квантификаторы ставят под контроль ЭВМ не только работу студентов, но и периодические «паузы» для отдыха.

Блок релаксопедии включает в себя тесты на усталость, а также небольшие по объему «банки» шуток, анекдотов, курьезных случаев, проч.  .

Тесты на усталость помогают определять уровень усталости учащегося. В зависимости от последнего комплексные АОС «предлагают» студенту прекратить на время работу, отдохнуть вне компьютерного класса, выводят на экран «кадры» шуток, проч.

«Банки шуток» состоят ив коллекции анекдотов, курьезных случаев, др., приведение которых уместно при изучении данной темы.

Набор тем, представленных в «банках шуток», как правило, приближается к 10, а общий объем каждого банка превышает объем учебной информации не более, чем в 2-3 раза. При создании коллекции шуток, принято избегать низкопробных острот (они могут вызывать раздражение у студентов, обладающих развитым чувством юмора), но подбирать такие остроты, которые несут достаточный заряд веселости и хорошего настроения.

Во многих комплексных АОС предусмотрена «умная реакция» компьютера на поведение студента, желающего «излить» свое недовольство из-за неудачной работы (усталости) на машину. В подобных случаях машина реагирует спокойной, благожелательной репликой, «настраивающей» студента на нормальный режим работы.

Примером удачной комплексной АОС может служить система,  созданная в Белорусском университете (г, Минск; разработчик: Е.Н.Балыкина, др.)[10] .

Эта АОС включает в себя целый пакет компьютерных программ;  имеет информационный и контрольно-обучающий модули.

В структурном отношении она состоит из информационной и справочной частей и банка заданий, содержащего вопросы проблемного xapактера. Данная АОС «умеет» работать в четырех режимах. А именно. Она включает в себя два теста уровня знаний («входной» и «выходной»),  т.н. «теорию» (особым образом сформулированное краткое содержание учебного курса); блоки обучения и контроля знаний.

В программной части этой АОС реализованы следующие авторские решения: время «прохождения» теста и контроля учащимся ограничено, а вопросы задаются с помощью датчика случайных чисел, но с равнозначной выборкой по каждой теме, что исключает их дублирование. При этом, когда студент работает с содержательной частью AOС, он не ограничен во времени. Вместо этого компьютер «устанавливает» определенное количество попыток ответить на вопрос (от 2 до 18 в зависимости от уровня сложности).

АОС Е.Н.Балыкиной обеспечивает «линейный» режим обучения студента, т.е. алгоритм прохождения каждой программы построен таким образом, что обучаемый вынужден отрабатывать тему до тех пор, пока не дает верные ответы на все вопросы. При этом он может получать необходимые справки, помощь или подсказки; студент может предлагать в свободно-конструированные ответы. В этой АОС предусмотрена диагностика типовых ошибок и неполных ответов. В случае отказа от ответа обучаемый получает правильный ответ. По итогам работы в каждом режиме АОС формирует т.н. «протокол», включающий в себя следующие сведения (рассмотрим их по графам): фамилия, имя, отчество студента; дата работы; темы обсуждения; время работы на ЭВМ; номер выполненных заданий; их количество; соотношение верных и неверных ответов; их содержание; оценка.

В целом нужно отметить, что построение комплексных АОС чаще всего используется при сознании и автоматизированных учебных курсов (АУК, а также «компьютерных учебников»).

 

§ 5 Зачем нужны АОС?

 

Это вопрос отнюдь не праздный. Многие гуманитарии сомневаются в целесообразности использования АОС в процессе обучения.

Что же. Давайте обратимся к фактам. В Белорусском госуниверситете был проведен широкомасштабный многолетний эксперимент, имеющий целью определение, эффективности использования АОС при обучении дисциплинам гуманитарного цикла.

В эксперименте приняли участие более 600 студентов старших и младших курсов естественных и гуманитарных факультетов вузов. Апробации подверглись более двух десятков различных АОС (по философии, истории, историографии, проч.).

В целях обеспечения чистоты эксперимента студенческие группы были разделены на два разряда: контрольные (т.е. те, в которых компьютер не использовался) и экспериментальные. При подведении итогов учитывались такие обстоятельства: несменяемость преподавателей, единый характер заданий; равная численность студентов в группах, одинаковые средний балл успеваемости и количество студентов по его категориям, единое расписание занятий и т.д.

Все студенты были обеспечены единообразным методическим материалом. Контрольным группам была выдана инструкция с перечнем вопросов, обсуждаемых в экспериментальных группах и обязательной методикой их отработки. Контрольные замеры осуществлялись традиционным образом, т.е. путем письменного опроса по выполненным заданиям с одинаковой продолжительностью контроля. При сравнении его результатов учитывались такие ответы: абсолютно верные; частично верные; неполные е указанием степени полноты; с небольшими ошибками.

Что же показал эксперимент? Смотрите:

По качеству знаний - количество ошибок в экспериментальных группах в 2,1 - 8,3 раза меньше, чем в контрольных;

по прочности знаний – потеря информации по истечении летних месяцев в экспериментальных группах - 20%, в  контрольных – 60%;

- по уровню освоения материала  – в экспериментальных группах  он повысился в среднем с 2,7 баллов до 4,95 к исходу работы на ЭВМ по четырехбалльной  шкале от 2 до 5 баллов.

Результаты говорят сами за себя[11] .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

[1] См., напр.: Ennals J.K. Artifical Intelligence applications to logical reasoning & historical research. Ellis Holliwood. 1985.

[2] Балыкина Е.Н. Компьютеризация  обучения истории в вузе((История и компьютер. Новые информационные технологии в исторических исследованиях и образовании. М. Геттинген. 1993. С.234-235.

[3] Здесь имеется в виду прежде  всего ограниченность объемов  экрана, но возможность использования  диалогового режима, динамической графики, проч.

[4] Так, например, можно накапливать  учебный материал в декартовых  системах координат: на одной  оси обозначить виды философского  знания (гносеология, онтология, проч.), на другой - буквы в алфавитном  порядке; на третьей - хронологию; затем использовать созданную таким образом «энциклопедию-матрицу» при построении АОС.

[5] Кстати, при создании игровой  АОС вовсе не обязательно вникать  во все тонкости программирования. Возьмите, например, книгу «Персональные  компьютеры в играх и задачах» (М.1988). В ней Вы найдете листинги (т.е. тексты) 63 программ. Наполните их нужным содержанием и, пожалуйста, эффективные АОС у Вас в руках.

[6] Правильный ответ можно угадать  по внешним признакам заданного, объекта или по его качественным  характеристикам, нередко напоминающим и дополняющим сведения, имеющиеся в учебных пособиях; а также путем угадывания от одной до шести букв в требуемом слове.

[7] Для этoгo на каждом занятии  нужно вводить фамилии студентов  в компьютер.

[8] Это особенно важно для  студентов-гуманитариев, нередко впервые сталкивающихся с ЭВМ.

[9] Т.е. таких средств, которые будут  способствовать расслаблению учащегося, работающего на компьютере.

[10] Комплексная АОС выбирает  как тематику, так и «кадры»  шуток при помощи датчика случайных  расстановок.

[11] Подробнее об этом эксперименте  см.: Балыкина Е.Н. Компьютеризация обучения истории в вузе ((История и компьютер. Новые информационные технологии в исторических исследованиях и образовании… - С.236.