CC BY
323
ИЗВЕСТИЯ
ПЕНЗЕНСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ПЕДАГОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА имени В. Г. БЕЛИНСКОГО ОБЩЕСТВЕННЫЕ НАУКИ № 28 2012
IZVESTIA
PENZENSKOGO GOSUDARSTVENNOGO PEDAGOGICHESKOGO UNIVERSITETA imeni V. G. BELINSKOGO PUBLIC SCIENCES № 28 2012
УДК 37
РЕАЛИЗАЦИЯ АДАПТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ОБУЧЕНИЯ В ИНФОРМАЦИОННОЙ ОБУЧАЮЩЕЙ СИСТЕМЕ
© и. Ю. ДЕНИСОВА*, М. В. БАКАНОВА**
*Пензенский государственный университет, кафедра математического обеспечения и применения ЭВМ e-mail: [email protected] **Пензенский государственный педагогический университет им. В. Г. Белинского, кафедра прикладной математики и информатики e-mail: [email protected]
Денисова И. Ю., Баканова М. В. - Реализация адаптивной технологии обучения в информационной обучающей системе // Известия ПГПУ им. В. Г. Белинского. 2012. № 28. С. 749-752. - В статье определены способы реализации адаптивной технологии обучения в информационных обучающих системах. Описан прототип информационной обучающей системы, разработанный с учетом принципов адаптивного обучения. Приведены результаты внедрения разработанной информационной обучающей системы в учебный процесс.
Ключевые слова: адаптивная технология обучения, дистанционное обучение, информационные обучающие системы.
Denisova I. Yu., Bakanova M. V. - The realization of the adaptive learning technology in information learning system // Izv. Penz. gos. pedagog. univ. im.i V.G. Belinskogo. 2012. № 28. P. 749-752. - The article states some ways of realization the adaptive studying technology in information learning system. The prototype of information learning system based on the principles of adaptive training is described. The results of its introduction into the educational process are given. Keywords: adaptive studying technology, distance learning, information learning system.
Современная концепция открытого образования предполагает многоуровневый характер обучения, а также возможность выбора обучаемым средств, места и времени обучения, соответствующих его запросам. Это подразумевает наличие альтернативных учебных пособий (курсов) и прикладного программного обеспечения для их создания, сопровождения обучения и адаптации к конкретному обучаемому. Немаловажной проблемой является снижение стоимости разработки электронных учебных курсов и расширение возможностей их использования в рамках сетевого обучения. Кроме того, несмотря на наличие автоматизированных средств, позволяющих упростить разработку педагогических правил, невозможно сгенерировать правила, подходящие для любой ситуации. Перечисленные причины привели к поиску решения проблемы разработки электронных учебных курсов, реализующих адаптивное обучение.
Адаптивная технология обучения разработана и внедрена в учебный процесс А. С. Границкой. Создание технологии вызвано рядом педагогических проблем и стремлением использовать идеализированные возможности как всего учебного процесса, так и отдельно взятого урока [1]. Цель технологии заклю-
чается в обучении приемам самостоятельной работы, самоконтроля, приемам исследовательской деятельности; в развитии и совершенствовании умений самостоятельно работать, добывать знания, и на этой основе в формировании интеллекта школьника; в максимальной адаптации учебного процесса к индивидуальным особенностям учащихся.
Основная сущность технологии заключается в одновременной работе преподавателя по:
- управлению самостоятельной работой всех обучающихся;
- работе с отдельными обучающимися - индивидуально;
- осуществлению учета и реализации индивидуальных особенностей и возможностей обучающихся;
- максимальному включению всех в индивидуальную самостоятельную работу.
«В условиях адаптивной системы обучения обучение — это не только сообщение новой информации, но и обучение приемам самостоятельной работы, самоконтроля, взаимоконтроля, приемам исследовательской деятельности, умений добывать знания, обобщать и делать выводы, фиксировать главное в свернутом виде» [4].
В связи с информатизацией образования идеи адаптивного обучения стали использоваться и в компьютерном обучении. Основным требованием, которому должна удовлетворять информационная обучающая система, разработанная с учетом принципов адаптивного обучения, является обеспечение процесса обучения (как в рамках вуза, так и в дистанционном образовании) в соответствии с индивидуальными особенностями обучаемого. Решить данную задачу позволяет реализация в обучающей системе различных технических приемов и методов, связанных с различными вариантами функциональности обучающей системы и различными способами ее реализации.
Построение последовательности курса обучения означает обеспечение обучаемого индивидуально спланированной последовательностью блоков учебного материала. Алгоритмы выводы учебного материала можно разделить на циклические, направленные и комбинированные [3].
Циклические алгоритмы предполагают повторный возврат к блокам учебного материала, которые обучаемый недостаточно усвоил. При реализации направленных алгоритмов в зависимости от принятого решения обучаемым выбирается та или иная последовательность блоков учебного материала и возврата обратно не предполагается. В комбинированных алгоритмах используется оба принципа.
Интеллектуальный анализ ответов обучаемых отвечает за определение степени правильности решения задачи обучаемым, а также недостающих и неполных знаний, ответственных за ошибку. Это представляет обучаемому обратную связь и позволяет обновлять модель обучаемого.
Интерактивная поддержка в решении задач реализует возможность получения обучаемым интеллектуальной помощи при тестировании. Уровень помощи может быть разным: от оповещения о неправильно сделанном шаге до выдачи совета и выполнения следующего шага за студента. Реализация данной функциональной возможности позволяет повысить достоверность оценивания знаний и умений обучаемого, а также выявить и проанализировать пробелы в знаниях, умениях, навыках.
Поддержка в решении задач на примерах помогает обучаемым решать новые задачи, не выделяя их ошибки, а предлагая примеры успешного решения схожих задач из их более раннего опыта (это могут быть примеры, объясненные им, или задачи решенные ими ранее).
Адаптивное представление учебного материала является приспособление содержимого учебного курса к целям, знаниям пользователя, а также к другой информации, хранящейся в модели пользователя. Адаптивное представление очень важно в дистанционном обучении, где одна и та же «страница» должна подходить сильно различающимся обучаемым.
Адаптивная поддержка в навигации - это поддержка обучаемого в ориентации и навигации посредством изменения проявления видимых ссылок. Тремя наиболее популярными способами приспосабливать ссылки являются прямое руководство, адаптив-
ное помечивание ссылок и адаптивное сокрытие ссылок. Под прямым руководством подразумевается то, что система сообщает обучаемому, какая из ссылок на текущей странице приведет его или ее на «лучшую» страницу. Как можно увидеть, адаптивная поддержка в навигации с прямым руководством почти эквивалентна технологии последовательности курса обучения. Тем не менее, есть некоторые различия. Обучаемый может достичь страницы, предлагаемой прямым руководством, за один или несколько шагов без руководства системы. Руководство всего лишь помогает обучаемому осознать, что эта страница «лучшая», и быстрее до нее добраться. Наиболее популярный вид адаптивной поддержки в навигации - помечивание. Другой популярной технологией является сокрытие и отключение. Выбор состоит в том, что можно сделать ссылку полностью нерабочей (ничего не происходит, когда пользователь нажимает на нее), или показать пользователю список страниц, которые необходимо прочесть.
Реализация вышеперечисленных функций в информационной обучающей системе позволит:
- адаптивно выдавать учебные воздействия;
- сопровождать решение задач;
- производить глубокую диагностику знаний обучаемого.
В настоящее время наблюдается всплеск появления систем дистанционного обучения (СДО). Лидирующие позиции в сфере разработки и реализации программных продуктов для дистанционного обучения и внедрения дистанционных технологий в образовательный процесс занимают компания «Виртуальные технологии в образовании» (СДО «Прометей»), компания Cognitive Technologies (СДО «СТ Курс»), компания WebSoft (СДО «WebTutor»).
Выделим основные проблемы разработки СДО. Большинство сетевых образовательных приложений, которые используются для обучения, выполнения практических заданий, тестирования, обладают весьма малой возможностью адаптации содержания электронных курсов к запросам конкретных обучаемых, что не позволяет в нужной степени удовлетворить требование индивидуализации обучения [2]. не всегда решенной остается проблема легкости сопровождения электронных учебников, своевременного отражения в них современного состояния науки и техники. Также необходимо учесть, что возможности информационной обучающей системы должны быть применимы не только для дистанционного обучения, но и для поддержки деятельности преподавателя в рамках обычного учебного процесса. Это чрезвычайно важно, т. к. с одной стороны, позволяет повысить комфортность и эффективность обучения, а с другой стороны, постепенно внедрить использование компонентов дистанционного обучения в культуру преподавания, стимулируя активное освоение преподавателями новых форм и технологий обучения.
Актуальной проблемой является разработка не законченной обучающей продукции, а программных средств для создания педагогом собственных электронных учебных курсов, реализующих принципы открытости, адаптивности и интеллектуальности
ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАУКИ ►►►►>
в обучении и контроле. Использование адаптивной системы подготовки и сопровождения электронных учебных курсов имеет следующие преимущества:
- существенно снижается время на разработку курсов;
- снижаются общие затраты на разработку и использование учебных курсов;
- обеспечивается современный уровень функциональных и коммуникационных возможностей и пользовательского графического интерфейса курсов;
- исключаются многие ошибки начинающих разработчиков электронных учебных курсов.
Применение специализированных средств разработки электронных учебных курсов позволит существенно расширить аудиторию потенциальных разработчиков курсов, так как даже преподаватели, не обладающие глубокими знаниями в области информационных технологий, способны разрабатывать электронные учебные курсы с помощью таких программных средств.
Разработан прототип информационной обучающей системы, поддерживающей формирование адаптивных педагогических программных средств различного типа (электронные учебные курсы, контролирующие программы, справочники, энциклопедии и т. д) в естественных лингвистических категориях. Основные функциональные возможности системы:
- наличие средств формирования и представления учебного материала;
- наличие средств формирования и представления успеваемости обучаемого;
- адаптация к предметной области и обучаемому.
Разработанная информационная обучающая
система была апробирована при проектировании содержания обучения иностранному языку.
В соответствии с разработанной учебной программой дисциплины «Практический курс иностранного языка» в электронный учебный курс по иностранному языку было включено изучение 7 лексических тем бытового характера и 5 лексических тем профессиональной направленности, грамматический материал с упражнениями и тестами, аудио и видеофрагменты. Каждый студент изучал данные темы согласно своей образовательной траектории: опираясь на свой темп обучения и индивидуальные возможности личности, т.е. полностью реализуя адаптивную технологию обучения.
Эффективность работы с информационной обучающей системой обеспечивалась благодаря использованию возможностей средств компьютерной графики, технологии мультимедиа, компьютерной визуализации учебной информации, вкраплению игровых ситуаций, а также эффективности работы с компьютером.
Обязательным условием успешной организации любой работы является контроль, который, как и в любой учебной деятельности, должен носить плановый систематический характер на всех этапах обучения, что обеспечивает ритмичность самостоятельной работы студентов.
Целью контроля на диагностическом этапе являлось проведение входного контроля студентов, то есть
оценка стартовых знании студента для определения необходимой сложности материала. Далее проводился промежуточный контроль знаний, который позволил выявить упущенные области знаний, а также итоговый контроль знаний по всему учебному курсу.
Эксперимент показал, насколько адекватно оценивает система успеваемость студентов. Разработанный прототип информационной обучающей системы апробировался на группе студентов, состоящей из 27 человек (табл. 1).
Таблица 1
Результаты компьютерных тестирований
Оценка Количество учащихся
I тестирование II тестирование
2 5 2
3 14 14
4 7 10
5 1 1
Средняя оценка 3,2 3,4
Определена и проанализирована средняя успеваемость каждого из испытуемых по итогам учебного семестра и результатам двух компьютерных тестирований (рис. 1).
О
0
О
/ \
/ \ \ /' / \ / \ 'V
і; Ч / \ / \ / \ 1 \\ /
/ \ \ \ /
/
3 4 5 6 7
9 10 И 12 13 14 15 16 17
Учащийся
) 21 22 23 24 25 26 27
Средняя оценка по результатам семестра
----- Средняя оценка по результатам 2-х тестирований Рис. 1. Графики средней успеваемости
Проведено ранжирование средней успеваемости студентов по результатам семестра и средней успеваемости учащихся по итогам двух компьютерных тестирований, при этом было учтено наличие связанных объектов, для которых вычислены связанные ранги. Коэффициент ранговой корреляции вычислен по формуле Спирмена с учетом наличия связанных рангов:
I (Г, - * )2
р = 1 -
,=1
\(П - п) - (Т - т) 6
= 0.926,
где п=27 - число пар наблюдений;
1 тг _____
Тг = — ^ (¡3 - ¡г) = 87 ; ,i = 1, тг - число рангов, вхо-
12 = ‘ ‘ '
дящих в ¿-ю группу неразличимых рангов средней успеваемости студентов в течение семестра;
1 т 3 _____
Т = — ^ (^ -¡2 ) = 100.5 ; ^ , j = 1, т2 - число рангов,
12 м 1 1
входящих в 7*-ю группу неразличимых рангов средней успеваемости учащихся по итогам двух компьютерных тестирований.
Проверена значимость коэффициента ранговой корреляции Спирмена на уровне а=0.05:
, = ГЕ1 = 12.264;
,/¡-7
¡0.95,п-2 = 2 06 .
Т. к. t > ¡0 95 25, то ранговый коэффициент корреляции р значим на 5 %-ном уровне. Следовательно, оценка успеваемости учащихся информационной обучающей системой согласуется с оценками педагога. Такая тесная связь обусловлена тем, что педагог сам
разрабатывает базу данных информационной обучающей системы с учетом своего субъективного мнения. Результатом является гибкая интеллектуальная поддержка процессов обучения, тестирования и адаптация к конкретному обучаемому.
Результаты апробации разработанного прототипа информационной обучающей системы в учебном процессе определяют возможность ее применения в системе как традиционного, так и дистанционного образования.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Борк А. Компьютеры в обучении: чему учит история // Информатика и образование. 1990. № 5. С. 110-118.
2. Макарычев П. П., Денисова И. Ю. Информационные обучающие системы. Пенза: Изд-во ПГУ, 2008. 160 с.
3. Мельников А. В., Цытович П. Л. Принципы построения обучающих систем и их классификация // Педагогические и информационные технологии в образовании. 2002. № 4. С. 128-130.
4. Ланг Я. В. Математическое моделирование и алгоритмы формирования электронных учебных курсов на базе учебных объектов. Тюмень, 2011. 23 с.
