Технология разработки компьютерных обучающих средств в. А. Красильникова

Вид материала

Документы

Содержание Основы технологии разработки КОС Для второго направления технологии разработки КОС необходимо Требования к разработке КОС Основные дидактические возможности программы ИСТОК Дополнительные возможности программы АИССТ Для обучающихся

Подобный материал:

• К вопросу о принципах разработки компьютерных обучающих программ, 66.92kb.
• Методические указания по выполнению контрольной работы с использованием компьютерных, 1010.76kb.
• Автоматизированное проектирование ис (case-технология), 75.02kb.
• Поддержки курса, 32.04kb.
• Рабочая программа по дисциплине «Физика» для направления подготовки дипломированного, 282.66kb.
• В. А. Красильникова, П. В. Веденеев, А. С. Заварихин,, 66.24kb.
• Просмотр модульных лекций (слайд-лекций сл и сд), тьюторингов по подготовке к экзаменам,, 65.03kb.
• Технология проектирования и разработки баз данных, 237.4kb.
• Игровая технология как ведущая технология при работе с детьми 5-7 лет, 395.08kb.
• Кадровое обеспечение мбдоу №9 «Березка», 105.5kb.

ТЕХНОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ КОМПЬЮТЕРНЫХ

ОБУЧАЮЩИХ СРЕДСТВ


В.А. КРАСИЛЬНИКОВА


В статье рассматриваются основные вопросы разработки инструментальных компьютерных контролирующих/обучающих средств сетевого интерактивного режима работы. Представлены выполненные по алгоритмам автора программные средства ИСТОК и АИССТ, которые внедрены в учебный процесс университета.


In clause the basic questions of development of tool computer supervising / trainee means of interactive mode of operations are considered(examined). Are submitted executed on to algorithms of the author of software a ISTOK and AISST, which are introduced into educational process of university.

Основы технологии разработки КОС

В основу технологии разработки компьютерных обучающих средств (КОС) положены идеи, взятые из различных областей науки.

1. Теории управления (системный подход, алгоритмизация действий, формализация и передача ряда функций исполнителя ЭВМ, непрерывный контроль процесса выполнения действий, реализация обратной связи);

2. Психологии (использование подхода к формированию умственной деятельности через внешние воздействия - явление интериоризации), учет индивидуальных особенностей обучаемого.

3. Педагогики (положительные идеи и разработки программированного обучения; использование личностно-деятельностного подхода к обучению; особая форма подготовки материала: детализация, пошаговая подача материала, другое; методика организации занятий на основе поиска рационального сочетания индивидуальных, групповых (малых групп) и коллективных форм организации обучения; видоизменение роли преподавателя).
   

Разработка технологии создания компьютерных обучающих средств преследует цель выявления общих закономерностей с целью использования на практике наиболее эффективных и экономичных производств компьютерных средств обучения (на основе опред. технологии, СЭС, 1989, С.1341).

Результатами разработки технологии создания КОС должно стать:

1. создание условий для ускорения разработки, повышения качества и надежности программ обучения и контроля;
   
2. создание предметно-независимых КОС, предоставляющих преподавателю-предметнику, не являющемуся специалистом в области программирования, подготовку авторских автоматизированных курсов обучения и контроля, что позволит больше уделить внимания на содержание обучения, непрерывное уточнение и обновление материала;
   
3. предоставление возможности организационного и методического обеспечения самостоятельной работы обучающегося и формирования навыков самообразования.
   

При разработке КОС необходимо выделить два самостоятельных направления: разработка, собственно, компьютерного программного средства, разработка обучающего материала.

Среди основных этапов разработки первого направления исследования необходимо выделить следующие:

1. моделирование познавательной деятельности обучающегося с предположением разного уровня подготовленности, необходимости интерактивной работы и индивидуальной траектории обучения (1,2);
   
2. моделирование поисковой деятельности обучающегося, что особенно важно на современном этапе развития средств компьютерной техники, средств телекоммуникационной связи и нарастающего объема информационных ресурсов;
   
3. разработка компьютерной программы или инструментальной программной среды для подготовки автоматизированных курсов обучения и контроля с учетом дидактических возможностей современной компьютерной техники и средств телекоммуникационной связи;
   
4. испытание программ не только с точки зрения их работоспособности, но и с точки зрения достижения запланированных результатов обучения;
   
5. доводка и, если необходимо, корректировка алгоритма КОС и доработка программного кода.
   

Для второго направления технологии разработки КОС необходимо:

1. обоснование целесообразности применения компьютера для изучения темы (предмета), то есть, необходимо представлять, с какой целью должно разрабатываться конкретное КОС и какой результат следует ожидать от его внедрения;
   
2. выделение конкретной темы (вопроса), при изучении которой применение компьютера позволит расширить (или углубить) знания о предмете (процессе), узнать новые свойства предмета или проследить развитие процесса в таких условиях, которые трудно или невозможно реализовать в обычных (лабораторных) условиях;
   
3. структурирование и тщательная проработка обучающего материала, содержащего все необходимые дидактические компоненты (программа курса, схема изучения материала, необходимые схемы, рисунки, вопросы для автоматизированного контроля, другое);
   
4. описание последовательности отдельных этапов в изучении (рассмотрении) вопросов, имеющих ключевые значения, обеспечение структуры ссылок при обращении к другим разделам, предметам, ранее созданным обучающим и информационным средам;
   
5. подготовка разнообразных по целям включения, структуре, последовательности, сложности, формам представления обучающих заданий (Готлиб М; Красильникова В.А., Минеева И.В., Румянцев И.А.);
   

Очень важным являются способы внедрения КОС в образовательный процесс, разработка моделей организации занятий с применением новых средств обучения. Это направление исследований должно отражать:

1. разработку моделей организации групповых занятий;
   
2. разработку методики проведения групповых занятий, поскольку непродуманным применением любого самого совершенного средства обучения можно дискредитировать не только его целесообразность применения, но и получить отрицательный эффект от его внедрения;
   
3. разработку рекомендаций, отражающих новую роль преподавателя при организации занятий с элементами автоматизированного обучения;
   
4. разработку рекомендаций для обучающихся по применению КОС при организации самостоятельной работы и самообразования;
   
5. проведение непрерывного мониторинга по эффективности работы обучающихся в новых образовательных средах;
   

6. оценка эффективности внедрения КОС в образовательный процесс в комплексе.
   

Разработка педагогического программного продукта имеет свою специфику, поскольку речь должна идти не просто о программном продукте, а о продукте, ориентированном на внедрение в учебный процесс. Следовательно, при разработке КОС необходимо учитывать закономерности процесса обучения, и следует максимально использовать дидактические возможности компьютера, предоставляющие возможности организации интерактивных сред обучения.

Требования к разработке КОС

1. реализация гибкого алгоритма управления процессом познавательной деятельности на основе анализа успехов обучения конкретного обучающегося;
   
2. учет индивидуальных особенностей обучающегося:
   

• типа мыслительной деятельности и уровння развития памяти;
  

• анализ начального уровня подготовленности;
  

1. индивидуальный темп обучения;
   
2. предоставление обучающемуся возможности самостоятельного выбора траектории обучения и последующей ее корректировки в зависимости от результатов работы последнего;
   
3. обеспечение разноуровневого обучения и контроля;
   
4. обеспечение различного уровня контроля (пошаговый, поэтапный, итоговый) с предоставлением информации о результатах контроля обучающемуся и преподавателю в разной степени детализации и форме;
   
5. возможность проведения апелляций в случаях несогласия со стороны обучающегося с результатами аттестации по любому вопросу;
   
6. обеспечить непосредственное включение преподавателя в работу системы в on/off line режиме;
   
7. предоставление возможности обучающимся вводить не только ответы на вопросы в любой форме, но и делать запросы системе, в случаях непонимания или неоднозначного восприятия поставленного обучающего задания;
   
8. предоставление возможности преподавателю ведения настройки методики процесса обучения с помощью КОС;
   
9. предоставление возможности обучающемуся индивидуальной настройки работы с системой.
   

Как видим из приведенных рассуждений, разработка КОС очень непростая задача, точнее комплекс задач, решение которых позволит создать условия для самостоятельной работы обучающегося, повышения качества подготовки специалистов и обеспечения непрерывного самообразования.

Рассмотрим более подробно один вопрос – определяющий при разработке КОС - управление познавательной деятельностью. В работе 1 представлена модель действий преподавателя при организации учебного процесса и на основе этой модели разработаны алгоритмы, положенные в основу работы программ ниже рассмотренных. При разработке модели были учтены наиболее часто встречающиеся педагогические ситуации. Операционная структура действий, возникающих при организации учебного про­цесса, в основном одна и та же, изменяется содержание обуче­ния в зависимости от предмета и цели обучения.

Проведенный анализ учебной деятельности позволяет выделить единые по форме действия при изучении вопроса: ориентирование, планирование, исполнение, контроль и коррекция. Для разработки и анализа автоматизированной модели обучения применен метод структурного анализа, который позволяет любой процесс описать формулой: вход - процесс - выход.

Предложенные алгоритмы позволяют разрабатывать программы разно уровневого контроля с возможностью предоставления обучающимся выбора уровня входного контроля, с возможностью дальнейшего выбора индивидуальной траектории обучения/контроля.

Предлагаем рассмотреть дидактические возможности разработанных нами программ ИСТОК (Инструментальная СисТема Обучения Контроля) и программы АИССТ (Автоматизированная Интерактивная Система Сетевого Тестирования).

Инструментальная система обучения и контроля ИСТОК с успехом используется в образовательном процессе в нашем университете более пяти лет, имеет проработанный алгоритм с учетом практически всех требований, предъявляемых к КОС. Система ИСТОК написана для работы в операционной системе DOS, хорошо зарекомендовала себя в работе по локальной сети.

Основные дидактические возможности программы ИСТОК

1. Подготовка курсов обучения и контроля по каркасному принципу, что позволяет готовить различные курсы обучения и контроля.
   
2. Обеспечение разно уровневого контроля с предоставлением обучающемуся свободу выбора траектории обучения.
   
3. Предоставление возможности обучающимся ввода ответов в разнообразной форме (свободной фразе по ключевым словам; сложного ответа с перестановкой смысловых зон; ответа строгой конструкции; ответа-маска; альтернативного ответа).
   
4. Предоставление возможности апелляции в случае несогласия обучающегося с аттестацией, предложенной программой (с сохранением в БД ответов обучающихся для отсроченного анализа последних преподавателем).
   
5. Настройка времени и методики оценки ответа – это позволяет разрешить разногласия преподавателей по методике оценки подготовленности.
   

Ограничения и недостатки

1. Работа в системе MS DOS накладывает сложности при подготовке графического материала.
   
2. Недостаточно высокая защищенность подготовленной программы от несанкционированного доступа.
   
3. Достаточно высокая трудоемкость оформления ответов.
   

Основными отличительными особенностями системы являются проработанный механизм анализа ответа разной формы. Данный механизм позволяет выделять смысловые зоны в ответе, что дает дополнительные возможности при постановке обучающих заданий. Система совмещает в себе инструментальные средства создания курсов контроля, проведения и проверки результатов контроля. При этом для доступа к функциям оформления и проверки результатов прохождения контроля необходим ввод логина и пароля, что ограничивает несанкционированный доступ к материалу.

Немаловажной функцией системы является процедура проведения апелляции результатов контроля, в процессе которой обучающийся отстаивает справедливость каждого своего ответа, а преподаватель имеет возможность исправить оценку, выставленную системой, если принят ответ обучающегося. Блок апелляции дает возможность непрерывного совершенства обучающего материала.

К недостаткам системы можно отнести ее реализацию для локальной сети, что снижает защищенность предметного материала и модулей системы. Кроме этого формат хранения данных является ограничивающим моментом при моделировании новых возможностей проведения контроля.

Сохранение и расширение дидактических возможностей алгоритма программы ИСТОК, применение новых технологий программирования и современных программных средств, позволило разработать новую версию, которая получила собственное имя АИССТ (автоматизированная интерактивная система сетевого тестирования).

Программа АИССТ создана как дальнейшее развитие программы ИСТОК на основе современных программных средств и технологий программирования: технология КЛИЕНТ-СЕРВЕР; модульный подход в программировании; использование языка PERL для разработки WEB-приложений, работа системы под управлением стандартных browse.

Система АИССТ создана по открытой технологии, которая позволяет без больших доработок программного кода реализовать новые возможности на базе имеющихся разработанных моделей или путем подключения дополнительного модуля с новыми возможностями, содержащего программный код реализации. При этом все модули системы имеют определенный интерфейс взаимодействия с основным ядром системы. Основным вариационным модулем системы является модуль проведения контроля, в котором сосредоточены функции оценки правильности ответа, введенного обучающимся, выборки очередного вопроса, настройки параметров контроля, формирования итоговой оценки. Таким образом, путем замены одного модуля на другой можно поменять всю логику проведения контроля. Кроме этого систему контроля можно использовать, как систему тестирования или анкетирования со свойственными им особенностями.

Дополнительные возможности программы АИССТ

Для преподавателей: создание и настройка курсов контроля; ввод предметного материала в любом формате, поддерживаемом HTML; подготовка обучающих заданий с разной конфигурацией ответа; проведение контрольных занятий с выходом различные компьютерные сети; разграничение прав доступа и делегирование части прав автора курса другим преподавателям; on/off line режим анализа работы обучающихся, ряд других.

Для обучающихся: зарегистрированный доступ к системе контроля по глобальной компьютерной сети, в том числе, и с домашнего компьютера; произвольный порядок выбора вопросов при ответе; оперативная информация о ходе работы; расширенные возможности апелляции в конфликтных ситуациях; настройка интерфейса.


Использование современных технологий программирования и инструментальных средств при реализации системы АИССТ снимает ограничения использования операционной системы на клиентской рабочей станции. Кроме этого, достигается изолированность предметного материала и основных модулей системы от несанкционированного доступа со стороны пользователя. Достижения современных языков программирования в области Internet технологий позволяют создать удобный и настраиваемый интерфейс по требованиям и ограничениям пользователя.

В системе реализована расширенная иерархия прав и возможностей для разграничения не только предметного материала, но и групп студентов между преподавателями. Предусмотрена индивидуальная настройка методики контроля, что позволяет реализовать индивидуальный режим работы обучающегося.

При реализации системы АИССТ была модернизирована процедура оформления предметного материала с возможностью выбора автоматического режима оформления ответа, что значительно облегчает работу по подготовке предметного материала и ускоряет подготовку автоматизированных курсов контроля. В системе АИССТ реализована возможность ввода обучающимся ответа различной конфигурации: выбор одного варианта из нескольких (классическая схема тестирования), выбор нескольких правильных ответов их списка (расширенная схема тестирования); указание точки на схеме/изображении (графическое представление ответа); ввод ответа в свободной форме текстовый ответ) или комбинация этих форм. Таким образом, у преподавателя появилась возможность разнообразить процесс контроля путем создания обучающих заданий с использованием различных форм ответа и их комбинаций. Кроме этого была добавлена возможность указания процента правильности каждого ответа. Следовательно, в зависимости от каждого ответа может меняться ход контроля (определяется модулем контроля), то есть исключается предопределенность процесса контроля, что позволяет более достоверно/адекватно оценить уровень знаний тестируемого.

Для сохранения наработанных в системе ИСТОК предметных материалов для применения последних в системе АИССТ была создана процедура конвертирования файлов с ранее подготовленными и оформленными вопросами. Учитывая, что весь графический материал системы ИСТОК хранился в файлах PCX, были написаны соответствующие модули для конвертирования графической информации из формата PCX и BMP, файлы которых имеют большой размер, в файлы формата GIF, который является стандартом представления графической информации в системе Internet. Кроме этого возможности данного графического формата позволяют создавать прозрачные изображения, которые более естественно воспринимаются человеком, нежели прямоугольные. Графическая информация может храниться, кроме GIF формата в форматах JPEG и PNG. То есть система способна работать с наиболее популярными графическими форматами, что исключает необходимость приведения изображений к определенному формату, облегчая работу преподавателя с системой.

Модульная структура системы создает предпосылки к использованию ее возможностей, как в виде самостоятельной системы, так в качестве составляющей части других систем.


Автоматизированная интерактивная система сетевого тестирования «АИССТ» внедрена в учебный процесс университета, представлена в РОСПАТЕНТ на экспертизу и регистрацию.


СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА по теме

1. Красильникова В.А. «Методика автоматизированного обучения (на примере курса «Программирование и применение ЭВМ»), автореферат канд. Дисс., 1990г., Л.: ЛГПИ
   
2. Красильникова В.А., Кутузов В.И., Румянцев И.А. Один из подходов к разработке обучающих программ. сб.н/т НГУ, Новосибирск, 1991г , c.32-38.
   
3. Красильникова В.А., Минеева И.В., Румянцев И.А. Оценка эффективности контрольно-обучающих программ. сб.н/т НГУ, Новосибирск, 1991г., c.20-31.