ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 31.03.2021
Просмотров: 6619
Скачиваний: 50
561
признак ответа: «верный», «неверный», «предполагаемый» и т.д. Далее программа переходит к
тому кадру сценария, который соответствует полученному признаку.
Таким образом, автор курса формирует кадры, предъявляемые обучаемому в зависимости
от признака ответа, что создает иллюзию «понимания» системой смысла введенной фразы, так как
при разных ответах
на один и тот же вопрос обучаемый получает и различную реакцию компью-
тера.
В современных инструментальных системах реализованы следующие методы сравнения
эталонного ответа с ответом обучаемого.
1.
Анализ по ключевым словам.
Этот метод анализа достаточно прост и универсален. Эта-
лонный ответ, заранее введенный преподавателем, используется в качестве ключа, который срав-
нивается с ответом обучаемого на протяжении всей строки. Ключом может быть один символ,
слово или группа слов.
При использовании ключевых слов можно достичь достаточно хороших результатов. Но при-
менять метод надо достаточно осторожно, так как возможности распознавания смысла с его по-
мощью ограничены. Недостаток ключевого поиска выражается в том, что ответ не распознается
при перестановках внутри ключа.
2.
Синтаксический анализ
с использованием символов частичной обработки ответа обучае-
мого. Этот метод анализа целесообразно использовать в том случае, когда требуется выполнить
сравнение не по ключу, а по жесткому эталону. Лишний символ должен считаться ошибкой, про-
белы не игнорируются. Выполняется как бы прямое (посимвольное) сравнение посимвольного от-
вета с эталоном. При совпадении всех символов ответа с символами эталона вырабатывается при-
знак «верно».
Однако при работе обучаемых с курсом могут возникнуть ситуации, когда необходимо, с
целью более корректного толкования смысла ответа, сделать некоторые отступления от правил
прямого сравнения. В подобных ситуациях метод синтаксического анализа предусматривает сред-
ства частичной обработки ответов обучаемого.
Символы частичной обработки ответа (спецсимволы), включенные в эталон ответа, позво-
ляют исключить, игнорировать в ответе обучаемого один или несколько символов (слов) при
сравнении с эталоном. Все остальные символы, отличные от символов частичной обработки, в
тексте обучаемого должны следовать в том
же
порядке, что и в эталоне ответа.
3.
Логический анализ.
Логический метод анализа дает возможность формирования ответа в
свободно-конструируемой форме. В данном случае ответ может представлять собой фразу или
предложение, в котором порядок слов строго не определен. В словах могут игнорироваться окон-
чание или другие части.
Основным отличием данного метода анализа от анализа по ключевым словам является то,
что исключается необходимость перечисления всех возможных последовательностей ключевых
слов при рассмотрении многословных ответов, так как логический метод позволяет с помощью
одного эталона проанализировать насколько вариантов ответов. Цель этой деятельности - преодо-
ление чрезмерной заданностн ответов обучаемого, что является общим недостатком многих ППС.
Недостатками такого рода программ являются
• снижение мотивации в ходе работы с программой;
• возникновение «провалов» (пробелов) в знаниях, связанных с непроизвольным рассеяни-
ем внимания в процессе работы с программой, а также ослаблением системного связывания зна-
ний при отсутствии их интонационного выделения;
• сложность и высокая трудоемкость организации учебного диалога, а также диагности-
рующей и управляющей обучением части программы.
Ввиду чрезвычайно высокой трудоемкости написания программ такого рода на языках про-
граммирования и высоких требований к программистской квалификации разработчиков, они часто
разрабатываются с использованием программных оболочек автоматизированных учебных курсов,
имеющих свой язык программирования, интерфейс, рассчитанный на разработчика-
непрограммиста.
Существует и продолжает разрабатываться большое количество инструментальных про-
грамм такого вида. Общим их недостатком является высокая трудоемкость разработки, затрудне-
ния организационного и методического характера при использовании в реальном учебном процес-
се школы. Организационные трудности связаны с тем, что такие программы невозможно исполь-
562
зовать в структуре урока из-за больших различий в темпе обучения разных учащихся. Методиче-
ские трудности проявляются в том, что многие педагоги нередко склонны не соглашаться с мето-
дическими решениями и ходами при изложении теоретического материала, предложенными раз-
работчиками инструментальной программы. В работе хорошего учителя много творческих, автор-
ских моментов, в важности которых часто не отдают себе отчета создатели программ.
Программы 3-го типа
(моделирующие)
основаны на графически-иллюстративных воз-
можностях компьютера, с одной стороны, и вычислительных, с другой, и позволяют осуществлять
компьютерный эксперимент. Такие программы предоставляют ученику возможность наблюдать
на экране дисплея некоторый процесс, влияя на его ход подачей команды с клавиатуры, меняющей
значения параметров.
Программы 4-го типа
(игры) предоставляют в распоряжение ученика некоторую вообра-
жаемую среду, существующий только в компьютере мир, набор каких-то возможностей и средств
их реализации. Использование предоставляемых программой средств для реализации возможно-
стей, связанных с изучением мира игры и деятельностью в этом мире. приводит к развитию обу-
чаемого, формированию у него познавательных навыков, самостоятельному открытию им законо-
мерностей, отношений объектов действительности, имеющих всеобщее значение.
Наибольшее распространение получили обучающие программы первых двух типов в связи
с их относительно невысокой сложностью, возможностью унификации при разработке млогих
блоков программ. Если программы 3-го и 4-го типов требуют .большой работы программистов,
психологов, специалистов в области изучаемого предмета, педагогов-методистов, то технология
создания программ 1-го и 2-го типов ныне сильно опростилась с появлением инструментальных
средств или наполняемых автоматизированных обучающих систем (АОС).
Основные действия, выполняемые программами первых двух
типов:
• предъявление кадра с текстом и графическим изображением;
• предъявление вопроса и меню вариантов ответа (или ожидание ввода открытого ответа);
• анализ и оценка ответа;
• предоставление кадра помощи при нажатии специальной клавиши. Они могут быть легко
и унифицированно запрограммированы, так что разработчику обучающей программы остается
ввести в компьютер только соответствующий текст, варианты ответов, нарисовать на экране с по-
мощью манипулятора «мышь» картинки. Создание обучающей программы в этом случае выпол-
няется совершенно без программирования, не требует серьезных компьютерных познаний и по
силам любому педагогу-предметнику средней школы. Названия наиболее известных отечествен-
ных АОС: «Урок», «Адонис», «Магистр», «Stratum». Используются в России и зарубежные систе-
мы: «Linkway», «TeachCad» и др. Многие из этих систем имеют хорошие графические подсистемы
и позволяют создавать не только статические картинки, но и динамические графические фрагмен-
ты в духе «мультимедиа» (речь об этом пойдет ниже).
Создание обучающей системы с использованием инструментальных программ обычно про-
ходит четыре стадии.
1. Разработка сценария обучающей программы: на этой стадии педагог должен принять ре-
шение о том, какой раздел какого учебного курса он будет переводить в обучающую программу,
продумать материал информационных кадров, такие вопросы и варианты ответов к ним, чтобы
они диагностировали трудности, с которыми будут сталкиваться ученики при освоении материала,
разработать схему прохождения программы, систему взаимосвязей между ее отдельными кадрами
и фрагментами.
2. Ввод в компьютер текстов отдельных кадров будущей программы, рисование картинок,
формирование контролирующих фрагментов: вопросов, вариантов ответов к ним и способов ана-
лиза правильности ответов. На этой стадии педагогу потребуется минимальное владение функ-
циями компьютера и возможностями ввода и редактирования, встроенными в инструментальную
программу.
3. Связывание отдельных элементов обучающей программы в целостную диалоговую сис-
тему, установление взаимосвязей между кадрами, вопросами и помощью, окончательная доводка
программы.
4. Сопровождение программы во время ее эксплуатации, внесение в нее исправлений и до-
полнений, необходимость которых обнаруживается при ее использовании в реальном процессе
обучения.
563
Очевидно, что создание обучающих программ средствами инструментальных систем по-
может снять остроту главной проблемы компьютерного обучения -отсутствия в достаточном ко-
личестве и разнообразии качественных обучающих программ, так чтобы компьютерное обучение
могло превратиться из жанра «показательных выступлений» на открытых уроках в действительно
систематическое обучение учебным дисциплинам или их большим разделам.
В качестве первого шага к компьютерным технологиям обучения нужно рассматривать
тренирующие и контролирующие программы. Нет ничего проще (с этой задачей могут справиться
даже учащиеся старших классов, изучающие информатику), чем подготовить контролирующую
программу по любому разделу любого учебного курса на языке программирования BASIC или с
использованием инструментальных программ. Использовать такие контролирующие программы
можно систематически. Это не потребует кардинальных изменений в существующем учебном
процессе и избавит учителя от непроизводительных, рутинных операций по проверке письменных
работ, контролю знаний учащихся, решит проблему накопляемости оценок.
Из-за тотальности
контроля учащиеся получат мощный стимул к обучению.
Следующая проблема компьютерного обучения связана с тем, что использование компью-
тера не вписывается в стандартную классно-урочную систему. Компьютер - это средство индиви-
дуального обучения в условиях нелимитированного времени, и именно в этом качестве он должен
использоваться. Соответствующие организационные формы учебного процесса и труда учителей
еще предстоит найти и внедрить в практику. Важно, чтобы ученик при компьютерном обучении
не был ограничен жесткими временными рамками, чтобы педагогу не надо было работать «на
класс» в целом, а чтобы он мог пообщаться с каждым учеником, дать индивидуальную консульта-
цию по работе с обучающей программой и по материалу, в ней содержащемуся, помочь преодо-
леть индивидуальные затруднения.
При проведении урока с использованием компьютеров работа педагога проходит фазы
• планирования урока (определяется место урока в системе занятий по данной дисциплине,
время проведения в кабинете электронно-вычислительной техники, тип урока и его примерная
структура, необходимые для его проведения программные средства);
• подготовки программных средств (наполнение оболочек контролирующих программ и
обучающих систем соответствующими дидактическими материалами, подбор моделирующих про-
грамм, размещение программных средств на соответствующем магнитном диске, проверка запус-
каемости программ);
• проведения самого урока;
• подведения итогов (внесение исправлений в обучающие программы, архивирование их
для будущего использования, обработка результатов компьютерного тестирования, удаление лиш-
них временных файлов с магнитных дисков).
Отдельное направление использования компьютера в обучении - интегрирование предмет-
ных учебных курсов и информатики. При этом компьютер используется уже не как средство обу-
чения, а как средство обработки информации, получаемой при изучении традиционных дисциплин
- математики, физики, химии, экологии, биологии, географии. С помощью инструментальных про-
грамм на компьютере можно решать математические задачи в аналитическом виде, строить диа-
граммы и графики, проводить вычисления в табличном виде, готовить текст, схемы и т.д. Компь-
ютер выступает при этом в качестве средства предметной деятельности, приближая стиль учебной
деятельности на уроках к стандартам современной научной, технологической и управленческой
деятельности.
Особые ожидания при таком использовании компьютера связываются с компьютерными
телекоммуникациями, с возможностями локальных и глобальных компьютерных сетей. Весьма
перспективной технологией обучения является метод групповых исследовательских проектов, мо-
делирующий деятельность реального научного сообщества. Такая технология включает следую-
щие моменты:
• первоначальную мотивацию исследования; обнаружение какого-либо парадокса, поста-
новку проблемной задачи;
• поиск объяснения парадокса, построение гипотез;
• проведение исследований, экспериментов, наблюдений и измерений,
литературных изы-
сканий с целью доказать или отвергнуть гипотезы, объяснения;
• групповое обсуждение результатов, составление отчета, проведение научной конферен-
564
ции;
• решение вопроса о практическом применении результатов исследований; разработку и
защиту итогового проекта по теме.
Работа над проектом продолжается от двух недель до двух месяцев. На заключительных
стадиях работы над проектом обычно возникают новые проблемные задачи, обнаруживаются но-
вые парадоксы, т.е. создается мотивация для осуществления новых проектов.
Использование компьютера очень хорошо вписывается в эту технологию обучения, осо-
бенно если имеется возможность реализовать компьютерные телекоммуникации: обмениваться
сообщениями по электронной почте с классами в других городах и даже странах, параллельно вы-
полняющими такой же проект. Телекоммуникационная составляющая проекта позволяет резко
повысить интерес учащихся к выполнению проекта, делает естественным использование компью-
тера для представления результатов наблюдений и измерений, способсгвует формированию ин-
формационной культуры учащихся. Проекты, построенные на сопоставлении местных условий,
изучении в них общего и особенного, прививают учащимся глобальное видение мира. Учебные
телекоммуникационные проекты чрезвычайно популярны в Соединенных Штатах. Сотни таких
проектов для десятков тысяч классов во всех странах мира проводят ежегодно многие глобальные
компьютерные сети учебно-научного назначения. Имеется опыт использования телекоммуникаци-
онных проектов и в российских условиях.
Содержание обучения по методу проектов является межпредметным, интегрированным,
привлекающим знания из различных областей, как и проблемы, возникающие на практике. Обуче-
ние по методу проектов, кроме изучения конкретных разделов наук, позволяет достигать и другие
педагогические цели:
• развитие письменной речи;
• овладение компьютерной грамотностью, освоение текстового редактора, компьютерных
телекоммуникационных программ;
• развитие общих навыков решения проблем;
• развитие навыков работы в группе;
• развитие навыков творческой работы.
В перспективе - развитие учебных курсов, использующих метод групповых проектов и
компьютерные телекоммуникации, по разделам краеведения в географии и истории, по биологии и
литературе, по иностранным языкам.
5.3. КОМПЬЮТЕРНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ
Обучение - многогранный процесс, и контроль знаний - лишь одна
из его сторон. Однако
именно в ней компьютерные технологии продвинулись максимально далеко, и среди них тестиро-
вание занимает ведущую роль. В ряде стран тестирование потеснило традиционные формы кон-
троля - устные и письменные экзамены и собеседования.
По-видимому, многие преподаватели уже прошли через некоторую эйфорию при создании
тестов и поняли, что это - весьма непростое дело. Куча бессистемно надерганных вопросов и отве-
тов - далеко еще не тест. Оказывается, что для создания адекватного и эффективного теста надо
затратить много труда. Компьютер может оказать в этом деле немалую помощь.
Существует специальная теория тестирования, оперирующая понятиями надежность, ва-
лидность, матрица покрытия и т.д., не специфических именно для компьютерных тестов. Здесь мы
не будем в нее углубляться, сосредоточившись в основном на технологических аспектах.
Как отмечалось выше, широкое распространение в настоящее время получают инструмен-
тальные авторские системы по созданию педагогических средств: обучающих программ, элек-
тронных учебников, компьютерных тестов. Особую актуальность для преподавателей школ и ву-
зов приобретают программы для создания компьютерных тестов - тестовые оболочки. Подобных
программных средств существует множество, и программисты-разработчики готовы строить но-
вые варианты, так называемых, авторских систем. Однако широкое распространение этих про-
граммных средств сдерживается отсутствием простых и нетрудоемких методик составления тес-
товых заданий, с помощью которых можно «начинять» оболочки. В настоящем разделе представ-
лены некоторые подходы к разработке компьютерных тестов.
Технология проектирования компьютерных тестов предметной области.
Экспертами
565
чаще используется метод нисходящего проектирования модели знаний (технология «сверху -
вниз»). Вначале строится генеральное содержание предметной области с разбивкой на укрупнен-
ные модули (разделы). Затем проводится детализация модулей на элементарные подмодули, кото-
рые, в свою очередь, наполняются педагогическим содержанием .
Другой метод проектирования «снизу - вверх» (от частного к общему) в большинстве слу-
чаев реализуется группой экспертов для разработки модели знаний сложной и объемной предмет-
ной области или для нескольких, близких по структуре и содержанию, предметных областей.
Каждый модуль предполагает входящую информацию, состоящую
из набора необходимых
понятий из других модулей и предметных областей, а на выходе создает совокупность новых по-
нятий, знаний, описанных в данном модуле, рис. 6.13.
Модуль может содержать подмодули. Элементарный подмодуль - неделимый элемент зна-
ния - может быть представлен в виде базы данных, базы знаний, информационной модели. Поня-
тия и отношения между ними представляют семантический граф (рис. 6.14).
Рис. 6.13.
Структуры линейной модели знаний
Рис. 6.14.
Семантический граф модуля знаний
Приведем пример элемента модуля знаний по теме «Исследование графиков
функций»,
рис. 6.15.
Рис. 6.15.
Пример элемента модуля знаний
Модульное представление знаний помогает
• организовать четкую систему контроля с помощью компьютерного тестирования, по-
скольку допускает промежуточный контроль (тестирование) каждого модуля, итоговый контроль
по всем модулям и их взаимосвязям, а также эффективно использовать методику «черного ящи-
ка»;