Типы обучающих программ системы компьютерной диагностики знаний

Обновлено: 07.07.2024

В основе классификации обучающих программ обычно лежат особенности учебной деятельности обучаемых при работе с программами. Условно можно выделить 4 типа обучающих программ:

тренировочные и контролирующие;

имитационные и моделирующие;

Рассмотрим последовательно перечисленные типы программ.

Программы 1-го типа (тренировочные и контролирующие) предназначены для закрепления умений и навыков. В этих программах предполагается, что теоретический материал уже изучен. Учащимся в случайной последовательности предлагаются вопросы и задачи. Затем подсчитывается количество правильно и неправильно решенных задач. Если ответ был неправильным, то в качестве помощи возможна подсказка.

Программы 2-го типа (наставнические) предназначены для управления ходом обучения. Обучающимся предлагается теоретический материал. Для организации диалога в этих программах используются задачи и вопросы. Если ответ неверен, то программа предлагает повторить теоретический материал. Программы 2-го типа являются прямым продолжением программированного обучения 60-х годов(Скиннер – американский психолог).

Основным элементом программированного обучения является программа, которая представляет собой упорядоченную последовательность задач, которые должны быть выполнены. Имеется несколько разновидностей программированного обучения.

Линейное программированное обучение (Скиннер,1954г). Обучение основано на принципе S - R , т.е. при появлении некоторых факторов (S - stimulus) должна быть реакция на них (R - reaction).

Разветвленная программа (Кроудер) основана на выборе одного правильного ответа из нескольких заданных. Она ориентирует на возможность многократного выбора.

Основой линейной программы является стремление избежать ошибки и она основана на «управлении ответами». Разветвленная программа нацелена на возможность обнаружить недостатки в знаниях обучаемого, поэтому она сводится к «управлению процессом мышления», Постепенно оба классических типа уступили место смешанным формам.

Педагогическое программное средство (ППС), реализующее программированный подход, содержит следующие блоки:

Блок ориентировочной основы действий (ООД). Он представляет собой текстово-графическое изложение теоретических основ какого-либо раздела курса;

Контрольно-диагностический блок, контролирующий усвоение ООД и управляющий обучением;

Блок автоматизированного контроля знаний, формирующий итоговую оценку знаний учащихся.

Существует несколько видов организации программ наставнического типа, которые по-другому называются алгоритмами программированного обучения.

Последовательно-подготовительный алгоритм. Начальный элемент задания (НЭЗ) довольно прост. Он подготавливает выполнение второго, более сложного, а тот, в свою очередь - третьего и т.д. Последние элементы имеют достаточно высокий уровень сложности.

Параллельно-подготовительный алгоритм. Начальные элементы заданий независимо друг от друга

подготавливают выполнение следующего за ним комплексного элемента высокого уровня.

Последовательно – корректирующий алгоритм. ачальный элемент задания (НЭЗ) имеет высокий уровень сложности, а каждый последующий элемент корректирует выполнение предыдущего.

Параллельно – корректирующий алгоритм. Предлагается комплексный элемент высокого уровня, а последующие элементы играют роль наводящих (подсказывающих), причем с разных позиций, независимо один от другого.

Алгоритм переноса. Задаются два массива элементов A(N) и B(N). Ими могут быть понятия, отношения, действия, характеристики и т.д. Требуется установить логическое соответствие между ними.

Аналитический алгоритм. Предлагаются элементы массива A(N) . Надо установить принадлежность каждого из них к одному из классов массива B(K).

Cинтезирующий алгоритм. Элементы массива A(N) уже разбиты на подгруппы. Задача обучаемого – установить критерий, по которому осуществлялась классификация.

Алгоритм упорядочения. Эементы массива A(N) необходимо упорядочить по некоторому указанному критерию В(К). Этот алгоритм требует для своего выполнения комплексной умственной деятельности.

этого типа являются промежуточными между заданиями с выборочным ответом и свободно-конструируемым.

Со свободно - конструируемым ответом. Задания данного типа наиболее предпочтительны для автоматизированного обучения и контроля. Они позволяют слушателю общаться с компьютером на естественном языке, имитируя диалог обучаемого и преподавателя. Однако, такие задания наиболее сложны и для обучаемого и для преподавателя создающего ответы для анализатора инструментальной системы.

В зависимости от признака ответа в программе формируются соответствующие кадры, которые предъявляются обучаемому.

В современных инструментальных системах реализуются следующие методы сравнения эталонного ответа с ответом обучаемого.

Анализ по ключевым словам.

Синтаксический анализ с использованием символов частичной обработки ответа обучаемого. Это метод анализа по жесткому эталону.

Логический анализ. Он дает возможность формирования ответа в свободно-конструируемой форме.

Для разработки таких трудоемких обучающих программ часто используются программные оболочки автоматизированных учебных курсов, которые имеют свой язык программирования и интерфейс, который рассчитан на разработчика-непрограммиста. В ходе разработки таких программ часто приходится сталкиваться с трудностями организационного и методического характера (например, разный темп обучения).

Программы 3-го типа (моделирующие)

Эти программы позволяют проводить компьютерный эксперимент. Они основаны на графически

-иллюстративных и вычислительных возможностях компьютера. Программы данного типа позволяют наблюдать

на экране дисплея некоторый процесс и влиять на его ход с помощью команд, меняющих значения параметров.

Программы 4-го типа (игры)

Данный тип программ предоставляет в распоряжение обучающегося некоторую воображаемую среду, набор каких-то возможностей и средств их реализации. Использование таких программ приводит к развитию обучаемого, формированию у него познавательных навыков, открытию закономерностей, отношений объектов действительности.

Из рассмотренных выше типов программ наибольшее значение получили программы 1-го и 2-го типов в связи с их невысокой сложностью, а также возможностью унификации при разработке отдельных блоков программ. Технология создания этих программ значительно упростилась с появлением инструментальных средств и автоматизированных обучающих систем (АОС).

Основные действия, выполняемые программами 1-го и 2-го типов:

Представление кадра с текстом и графическим изображением;

Представление вопроса и меню вариантов ответа;

Анализ и оценка ответа;

Предоставление кадра помощи при нажатии специальной клавиши.

Для создания обучающих программ можно использовать отечественные АОС: «Урок», «Адонис», «Магистр», а также зарубежные системы: ”Linkway”, “TeachCad” и др.

Рассмотрим, какие существуют стадии создания обучающей системы с помощью инструментальных программ.

Разработка сценария обучающей программы.

Ввод в компьютер текстов отдельных кадров будущей программы, рисование картинок,

Связывание отдельных элементов обучающей программы в целостную диалоговую систему, установление взаимосвязей между кадрами, вопросами и помощью, окончательная доводка программы.

Сопровождение программы во время ее эксплуатации, внесение изменений и дополнений.

При проведении урока с использованием компьютера можно выделить следующие этапы:

Планирование урока (место урока в системе знаний по данному предмету, время проведения в кабинете ВТ, тип урока и его структура, программные средства);

Подготовка программных средств (наполнение оболочек контролирующих программ и обучающих систем соответствующими дидактическими материалами, подбор моделирующих программ, размещение программных средств на магнитных дисках, проверка запускаемости программ);

Проведение самого урока;

Подведение итогов (внесение исправлений в обучающие программы, архивирование их для будущего использования, обработка результатов компьютерного тестирования, удаление временных файлов с магнитных дисков).

Отдельным направлением использования компьютера в обучении является интегрированное изучение предметных учебных курсов и информационных технологий. При этом компьютер используется уже не как средство обучения, а как средство обработки информации, получаемой при изучении соответствующих дисциплин (математики, иностранные языки, географии и т. д.). Стиль учебной деятельности на занятиях в этом случае приближается к стандартам современной научной, технологической и управленческой деятельности.

Другим перспективным направлением использования компьютера является применение компьютерных телекоммуникаций, локальных и глобальных компьютерных сетей, Имеется опыт использования телекоммуникационных групповых проектов в обучении. Метод проектов содержит следующие моменты:

первоначальную мотивацию исследования, постановку проблемной задачи;

поиск объяснения проблемы, построение гипотез;

проведение исследований, экспериментов, наблюдений и измерений, работа с литературой с целью доказать или опровергнуть гипотезу;

групповое обсуждение результатов, составление отчета, проведение научной конференции;

решение вопроса о практическом применении результатов исследований;

разработку и защиту итогового проекта по теме.

Содержание обучения по методу проектов является межпредметным, интегрированным, привлекающим знания из различных областей, а также проблемы, возникающие на практике. Обучение по методу проектов, кроме изучения конкретных разделов наук, позволяет достигать и другие педагогические цели:

развитие письменной речи;

овладение компьютерной грамотностью, освоение текстового редактора, телекоммуникационных программ;

развития общих навыков решения проблем;

развития навыков работы в группе;

развития навыков творческой работы.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Основанием для классификации служат обычно особенности учебной деятельности обучаемых при работе с программами. Многие авторы выделяют четыре типа обучающих программ:

• тренировочные и контролирующие;

Программы 1-го типа (тренировочные) предназначены для закрепления умений и навыков. Предполагается, что теоретический материал уже изучен. Эти программы в случайной последовательности предлагают учащемуся вопросы и задачи и подсчитывают количество правильно и неправильно решенных задач (в случае правильного ответа может выдаваться поощряющая ученика реплика). При неправильном ответе ученик может получить помощь в виде подсказки.

Программы 2-го типа (наставнические) предлагают ученикам теоретический материал для изучения. Задачи и вопросы служат в этих программах для организации человеко-машинного диалога, для управления ходом обучения. Так если ответы, даваемые учеником, неверны, программа может «откатиться назад» для повторного изучения теоретического материала.

Программы наставнического типа являются прямыми наследниками средств программированного обучения 60-х годов в том смысле, что основным теоретическим источником современного компьютерного или автоматизированного обучения следует считать программированное обучение. В публикациях зарубежных специалистов и сегодня под термином «программированное обучение» понимают современные компьютерные технологии. Одним из основоположников концепции программированного обучения является американский психолог Б.Ф.Скиннер.

Главным элементом программированного обучения является программа, понимаемая как упорядоченная последовательность рекомендаций (задач), которые передаются с помощью дидактической машины или программированного учебника и выполняются обучаемыми. Существует несколько известных разновидностей программированного обучения.

1.Линейное программированное обучение. Основатель - Б.Ф.Скиннер, профессор психологии Гарвардского университета, США. Впервые выступил со своей концепцией в 1954 г. При ее создании Скиннер опирался на бихевиористскую психологию, в соответствии с которой обучение основано на принципе S - R, т.е. на появлении некоторых факторов (S - stimulus) и реакции на них (R - reaction). По этой концепции для любой реакции, соответственно усиленной, характерна склонность к повторению и закреплению. Поощрением для обучаемого является подтверждение программой каждого удачного шага, причем, учитывая простоту реакции, возможность совершения ошибки сводится к минимуму.

Линейная программа в понимании Скиннера характеризуется следующими особенностями:

• дидактический материал делится на незначительные дозы, называемые шагами, которые обучаемые преодолевают относительно легко, шаг за шагом;

• вопросы, содержащиеся в отдельных рамках программы, не должны быть очень трудными, чтобы обучаемые не потеряли интереса к работе;

• обучаемые сами дают ответы на вопросы, привлекая для этогонеобходимуюинформацию;

• в ходе обучения учащихся сразу же информируют о том, правильны или ошибочны их ответы;

• все обучаемые проходят по очереди все рамки программы, но каждый делает это в удобном ему темпе;

• во избежание механического запоминания информации однаи та же мысль повторяется в различных вариантах и нескольких рамках программы.

Вопросы, в понимании Кроудера, имеют целью

• проверить, знает ли ученик материал;

• в случае отрицательного ответа отсылать обучаемого к координирующим и соответственно обосновывающим ответ порциям информации;

• возможность закрепления основной информации с помощьюрациональныхупражнений;

• увеличение усилий обучаемого и одновременную ликвидациюмеханическогообучения через многократное повторение информации;

• формирование требуемой мотивации обучаемого.

Если основой линейной программы является стремление избежать ошибок, то разветвленная программа не направлена на ликвидацию ошибок в процессе обучения; ошибки Кроудер трактует как возможность обнаружить недостатки в знаниях обучаемых, а также выяснить, какие проблемы обучаемые уяснили недостаточно; благодаря этому о его программе можно было бы сказать, что она сводится к «управлению процессом мышления», в то время как линейная программа основана на «управлении ответами».

Постепенно оба классических типа - линейное и разветвленное программированное обучение-уступили место смешанным формам.

По своей методической структуре педагогическое программное средство (ППС), реализующие программированный подход, характеризуются наличием следующих блоков:

• блока ориентировочной основы действий (ООД), содержащего текстово-графическое изложение теоретических основ некоторого раздела автоматизированного курса;

• контрольно-диагностического блока, контролирующего усвоение ООД и управляющего обучением;

• блока автоматизированного контроля знаний, формирующего итоговую оценку знаний учащегося.

Известно несколько видов организации программ наставнического типа, называемых также алгоритмами программированного обучения.

1. Последовательно-подготовительный алгоритм. Начальный элемент задания относительно прост, он подготавливает выполнение второго, более сложного, а тот, в свою очередь, третьего и т.д. Заключительные элементы имеют достаточно высокий уровень сложности.

2. Параллельно-подготовительный алгоритм. Начальные элементы заданий независимо один от другого подготавливают выполнение следующего за ним комплексного элемента высокого уровня.

3. Последовательно-корректирующий алгоритм. Начальные элементы задания имеют высокий уровень сложности, а каждый последующий элемент корректирует выполнение предыдущего, указывая, например, на противоречия, к которым приводят неправильные ответы.

4. Параллельно-корректирующий алгоритм. Обучаемому предлагается комплексный элемент высокого уровня, последующие элементы играют роль наводящих (подсказывающих), причем с разных позиций, независимо один от другого.

5. Алгоритм переноса. Приводятся два массива элементов A(N) и B(N).Ими могут быть понятия, отношения, действия, характеристики и т.д. Требуется установить логическое соответствие между ними.

6. Аналитический алгоритм. Предлагаются элементы A(N). Необходимо установить принадлежность каждого из них к одному из классов В(К).

7. Синтезирующий алгоритм. Элементы массива A(N) уже разбиты на подгруппы. Задача обучаемого - установить критерий, по которому осуществлялась классификация.

8. Алгоритм упорядочения. Элементы массива A(N) необходимо упорядочить по некоторому указанному критерию В(К). Этот алгоритм требует для своего выполнения комплексной умственной деятельности.

Такой вариант задания наиболее удобен для машинной реализации, так как ЭВМ анализирует лишь номер, по которому легко определяет правильность ответа. На первый взгляд задания с выборочным ответом имеют ряд недостатков, а именно: обязательное предъявление верного ответа, возможность его угадывания, а значит, ограничение мыслительной деятельности обучаемого. Эти недостатки существенно снижаются путем правильного, творческого и остроумного применения различных принципов составления таких заданий.

Вероятность угадывания правильного ответа сводится к минимуму следующими простыми приемами:

• повторением аналогичного по смыслу вопроса в нескольких различных формах;

2. С частично-конструируемьш ответом. Задания этого типа являются промежуточным и связующим звеном между заданиями с выборочным ответом и свободно-конструируемым. Частично-конструируемый ответ составляетсяиз частей, предложенных преподавателем.

Эта форма используется для заданий по составлению определений законов, теорем, стандартных формулировок и т.д. В верный ответ входят, как правило, не все элементы задания, и порядок их выбора не является жестким.

Эталон может содержать, как правило, не более 80 символов, включая пробелы. Ответ обучаемого на заданный вопрос сравнивается с текстом эталона и вырабатывается соответствующий 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 ответахна один и тот же вопрос обучаемый получает и различную реакцию компьютера.

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. Эталонный ответ, заранее введенный преподавателем, используется в качестве ключа, который сравнивается 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 применять метод надо достаточно осторожно, так как возможности распознавания смысла с его помощью ограничены. Недостаток ключевого поиска выражается в том, что ответ не распознается при перестановках внутри ключа.

2. Синтаксический анализ с использованием символов частичной обработки ответа обучаемого. Этот метод анализа целесообразно использовать в том случае, когда требуется выполнить сравнение не по ключу, а по жесткому эталону. Лишний символ должен считаться ошибкой, пробелы не игнорируются. Выполняется как бы прямое (посимвольное) сравнение посимвольного ответа с эталоном. При совпадении всех символов ответа с символами эталона вырабатывается признак «верно».

Символы частичной обработки ответа (спецсимволы), включенные в эталон ответа, позволяют 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 томжепорядке, 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 окончание или другие части.

Недостатками такого рода программ являются

• снижение мотивации в ходе работы с программой;

• возникновение «провалов» (пробелов) в знаниях, связанных с непроизвольным рассеянием внимания в процессе работы с программой, а также ослаблением системного связывания знаний при отсутствии их интонационного выделения;

• сложность и высокая трудоемкость организации учебного диалога, а также диагностирующей и управляющей обучением части программы.

Ввиду чрезвычайно высокой трудоемкости написания программ такого рода на языках программирования 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 программ такого вида. Общим их недостатком является высокая трудоемкость разработки, затруднения организационного и методического характера при использовании в реальном учебном процессе школы. Организационные трудности связаны с тем, что такие программы невозможно использовать в структуре урока из-за больших различий в темпе обучения разных учащихся. Методические трудности проявляются в том, что многие педагоги нередко склонны не соглашаться с методическими решениями и ходами при изложении теоретического материала, предложенными разработчиками инструментальной программы. В работе хорошего учителя много творческих, авторских моментов, в важности которых часто не отдают себе отчета создатели программ.

Программы 3-го типа (моделирующие)основаны на графически-иллюстративных возможностях 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 воображаемую среду, существующий только в компьютере мир, набор каких-то возможностей и средств их реализации. Использование предоставляемых программой средств для реализации возможностей, связанных с изучением мира игры и деятельностью в этом мире. приводит к развитию обучаемого, формированию у него познавательных навыков, самостоятельному открытию им закономерностей, 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 двухтипов:

• предъявление кадра с текстом и графическим изображением;

• предъявление вопроса и меню вариантов ответа (или ожидание ввода открытого ответа);

• анализ и оценка ответа;

Создание обучающей системы с использованием инструментальных программ обычно проходит четыре стадии.

3. Связывание отдельных элементов обучающей программы в целостную диалоговую систему, установление взаимосвязей между кадрами, вопросами и помощью, окончательная доводка программы.

4. Сопровождение программы во время ее эксплуатации, внесение в нее исправлений и дополнений, необходимость которых обнаруживается при ее использовании в реальном процессе обучения.

Очевидно, что создание обучающих программ средствами инструментальных систем поможет снять остроту главной проблемы компьютерного обучения -отсутствия в достаточном количестве 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.

Следующая проблема компьютерного обучения связана с тем, что использование компьютера не вписывается в стандартную классно-урочную систему. Компьютер - это средство индивидуального 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 консультацию по работе с обучающей программой и по материалу, в ней содержащемуся, помочь преодолеть 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 программ, размещение программных средств на соответствующем магнитном диске, проверка запускаемости программ);

• проведения самого урока;

• подведения итогов (внесение исправлений в обучающие программы, архивирование их для будущего использования, обработка результатов компьютерного тестирования, удаление лишних временных файлов с магнитных дисков).

Отдельное направление использования компьютера в обучении - интегрирование предметных учебных курсов и информатики. При этом компьютер используется уже не как средство обучения, а как средство обработки информации, получаемой при изучении традиционных дисциплин - математики, физики, химии, экологии, биологии, географии. С помощью инструментальных программ на компьютере можно решать математические задачи в аналитическом виде, строить диаграммы и графики, проводить вычисления в табличном виде, готовить текст, схемы и т.д. Компьютер 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, моделирующий деятельность реального научного сообщества. Такая технология включает следующие моменты:

• первоначальную мотивацию исследования; обнаружение какого-либо парадокса, постановку проблемной задачи;

• поиск объяснения парадокса, построение гипотез;

• проведение исследований, экспериментов, наблюдений и измерений,литературных изысканий с целью доказать или отвергнуть гипотезы, объяснения;

• групповое обсуждение результатов, составление отчета, проведение научной конференции;

• 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 новые парадоксы, т.е. создается мотивация для осуществления новых проектов.

Содержание обучения по методу проектов является межпредметным, интегрированным, привлекающим знания из различных областей, как и проблемы, возникающие на практике. Обучение 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.

Как уже неоднократно отмечалось, создание, и совершенствование компьютеров привело и продолжает приводить к созданию новых технологий в различных сферах научной и практической деятельности. Одной из таких сфер стало образование - процесс передачи систематизированных знаний, навыков и умений от одного поколения к другому. На наших глазах возникают нетрадиционные информационные системы, связанные с обучением; такие системы естественно называть информационно-обучающими.

С началом промышленного изготовления компьютеров первых поколений и их появлением в образовательных учреждениях возникло новое направление в педагогике - компьютерные технологии обучения. Первая обучающая система была разработана в США в конце 1950-х гг. и развивалась в течение 20 лет. Массовыми создание и использование обучающих программ стали с начала 1980-х гг., когда появились и получили широкое распространение ПК.

Благодаря своим конструктивным и функциональным особенностям современный ПК является уникальной по своим возможностям обучающей машиной. Он находит применение в обучении самым разнообразным дисциплинам и служит базой для создания большого числа новых информационных технологий обучения.

Технические возможности ПК, если компьютер используется как обучающее средство, позволяют:

· активизировать учебный процесс;

· повысить наглядность в предъявлении материала;

· повысить интерес учеников к обучению.

Активизация обучения связана с диалоговым характером работы компьютера и ученика, т.к. ученики работают каждый за своим компьютером. При традиционном классном обучении основное - это восприятие учащимися информации в устной форме, при этом ученику не часто приходится проявлять активность на уроке и учитель не в состоянии организовать и контролировать активную работу каждого ученика на его рабочем месте.

Индивидуализация обучения при использовании компьютера также связана с интерактивным характером работы с компьютером и наличием компьютеров на рабочих местах: каждый ученик теперь может сам выбирать темп обучения, делать в работе паузы. С помощью начального теста программа может определить уровень обучения ученика, и в соответствии с этим уровнем предъявлять теоретический материал, вопросы и задачи, а также подсказки и помощь.

Компьютерная технология повышает интерес к обучению предметам, не связанным с информатикой. Новое в организации учебного процесса с участием компьютера, само изменение характера работы ученика на уроке способствуют повышению интереса к учебе. Важное значение имеют элементы игры, состязательности в компьютерном обучении (например, подсчет очков и сравнение достижений различных учеников) или звуковые и зрительные эффекты (звучание музыкальных мелодий, мигание и цвета на экране дисплея).

Глава I. Компьютерные обучающие системы

Типы обучающих программ

· тренировочные и контролирующие;

· имитационные и моделирующие;

Программы 2-го типа (наставнические) предлагают ученикам теоретический материал для изучения. Задачи и вопросы служат в этих программах для организации человеко-машинного диалога, для управления ходом обучения. Так, если ответы, даваемые учеником, неверны, программа может «откатиться назад» для повторного изучения теоретического материала.

Программы 3-го типа (моделирующие) основаны на графически-иллюстративных возможностях 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 воображаемую среду, существующий только в компьютере мир, набор каких-то возможностей и средств их реализации. Использование предоставляемых программой средств для реализации возможностей, связанных с изучением мира игры и деятельностью в этом мире, приводит к развитию обучаемого, формированию у него познавательных навыков, самостоятельному открытию им закономерностей, 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 многих блоков программ. Если программы 3 и 4-го типов требуют большой работы программистов, психологов, специалистов в области изучаемого предмета, педагогов-методистов, то технология создания программ 1 и 2-го типов ныне сильно упростилась 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.

Весьма перспективной технологией обучения является метод групповых исследовательских проектов, моделирующий деятельность реального научного сообщества. Такая технология включает следующие моменты:

· первоначальную мотивацию исследования; обнаружение какого-либо парадокса, постановку проблемной задачи;

· поиск объяснения парадокса, построение гипотез;

· проведение исследований, экспериментов, наблюдений и измерений, литературных изысканий с целью доказать или отвергнуть гипотезы, объяснения;

· групповое обсуждение результатов, составление отчета, проведение научной конференции;

· решение вопроса о практическом применении результатов исследований;

· разработку и защиту итогового проекта по теме.

Содержание обучения по методу проектов является межпредметным, интегрированным, привлекающим знания из различных областей и проблемы, возникающие на практике.

Обучение 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.

Системы компьютерной диагностики знаний

Диагностика качества знаний и контроль обучения являются одними из основных проблем современного образования.

В настоящее время тестовый контроль определяют как педагогическую деятельность по измерению уровня усвоения и качественной оценки структуры предметных и учебных дисциплин.

В чем причины популярности компьютерных тестов? Во-первых, компьютер позволяет сократить время тестирования, а также сократить до минимума разрыв времени между диагностикой и интерпретацией результатов, что очень важно в процессе обучения и воспитания личности. Во-вторых, компьютер - «педагог без эмоций» - обеспечивает одинаковые условия для всех испытуемых. В-третьих, компьютер предоставляет возможность контролирования степени «откатки», проведения адаптивного тестирования (когда компьютер приспосабливает уровень сложности теста к ученику), «снятия» информации о процессе деятельности испытуемого при выполнении заданий и т.п. С развитием компьютерной техники и телекоммуникационных технологий выявились дополнительные преимущества компьютерного тестирования, основными из которых являются: возможность реализации контроля и диагностики в условиях дистанционного образования; возможность предъявления заданий с использованием мультимедийных технологий.

В технологиях компьютерной диагностики знаний, как правило, используют принципы «белого и черного ящиков». В качестве «белого ящика» используется экспертная модель знаний предметной области, а «черный ящик» - это исследуемая система, то есть учащийся.

Педагогическая диагностика осуществляется путем сравнительного анализа результатов тестирования (выходных данных) с эталонными, полученными от подобного воздействия на «белый ящик».

Множество тестовых заданий (тестовое пространство), согласно принципу исчерпывающего тестирования, может быть бесконечным. Однако очевидно, что существует конечное подмножество тестовых заданий, использование которых позволяет с большой вероятностной точностью оценить соответствие знаний учащегося экспертной модели предметной области (полный тест). Из полного теста можно выделить эффективный тест (оптимальный по объему набор тестовых заданий, гарантирующий объективную оценку по заданным критериям).

Современные компьютерные средства, телекоммуникационные системы имеют возможности создания открытого объединенного ресурса для целей диагностики качества образования. В настоящее время многими исследователями проектируются и создаются информационные системы компьютерной диагностики знаний.

Система имеет точки открытого доступа (входа), обозначенные кружочками со стрелками. Среди участников системы выделим три группы: экспертов, пользователей, технический персонал (программисты, администраторы).

В настоящее время разработаны и разрабатываются компьютерные системы тестирования. В них, как правило, содержатся четыре блока: администрирования, разработки тестов, тестирования и интерпретации результатов тестирования (аналитико-статистический блок).

Необходимым ресурсом для целей тестирования является пространство тестовых заданий. Его формирование может производиться всеми участниками образовательного процесса: учеными, преподавателями вузов, учителями и т.п.

Одной из самых сложных является задача разработки тестовых заданий. Тестовое задание (ТЗ) - это четкое и ясное предписание, требующее однозначно определяемого ответа или определенного алгоритма действий, которое в совокупности с ответом выражает соответствие знаний, умений, навыков испытуемого выбранным критериям.

В настоящее время используется множество различных форм ТЗ. Выделим среди них наиболее приемлемые для реализации в компьютерных системах:

· открытые ТЗ дополнения требуют самостоятельного ответа испытуемого, но формулировка вопроса должна предполагать однозначный ответ;

· открытые ТЗ конструирования также требуют самостоятельного ответа, но имеется набор ключевых слов, с помощью которых можно его формулировать;

· закрытые ТЗ множественного выбора предполагают наличие вариативности в выборе. Состоят из вопроса и вариантов ответа (дистракторов), среди которых один или несколько верных. Канонической считается форма, содержащая вопрос и четыре варианта ответа, среди которых один верный;

· закрытые ТЗ восстановления соответствия. В таких заданиях необходимо восстановить соответствие между элементами двух списков.

Перечисленные формы тестовых заданий не исчерпывают их многообразия. Выбор форм ТЗ зависит от особенностей предметной области, возможностей тестовой оболочки, опыта и мастерства экспертов. Наиболее удобной для использования в компьютерных тестах является каноническая форма ТЗ.

Описание слайда:

Обучающие компьютерные программы
Раздобреева А.Е., учитель начальных классов
Слайд 1 с информацией о кадрах

Описание слайда:

Компьютерная обучающая программа
Слайд 2 с информацией о кадрах
Компьютерная обучающая программа — это программное средство, предназначенное для решения определенных педагогических задач, имеющее предметное содержание и ориентированное на взаимодействие с обучаемым.
Приведенное определение фиксирует то, что КОП является средством, специально созданным для решения педагогических задач, т.е. использование в учебном процессе — его главное назначение. Компьютерные средства, применяемые при обучении, но имеющие другое основное назначение и не реализующие педагогические функции, не относятся к КОП. Они рассматриваются как предмет изучения или выступают в качестве инструментария при решении образовательных задач.

Описание слайда:

Можно выделить следующие основные педагогические задачи, решаемые с помощью КОП:
1) начальное ознакомление с предметной областью, освоение ее базовых понятий и концепций;
2) базовая подготовка на разных уровнях глубины и детальности;
3) выработка умений и навыков решения типовых практических задач в данной предметной области;
4) выработка умений анализа и принятия решений в нестандартных (нетиповых) проблемных ситуациях;
5) развитие способностей к определенным видам деятельности;
6) проведение учебно-исследовательских экспериментов с моделями изучаемых объектов, процессов и среды деятельности;
7) восстановление знаний, умений и навыков (для редко встречающихся ситуаций, задач и технологических операций);
8) контроль и оценивание уровней знаний и умений.

Несмотря на интегральный характер перечисленных задач, их решения влияют друг на друга. Поэтому виды КОП, как правило, соотносятся не с отдельными задачами, а с группами наиболее коррелирующих задач.

Описание слайда:

Требование предметного содержания компьютерной образовательной программы
Требование предметного содержания подразумевает, что КОП должен включать учебный материал по определенной предметной области (дисциплине, курсу, разделу, теме). Под учебным материалом понимается информация как декларативного (описательного, иллюстративного) характера, так и задания для контроля знаний и умений, а также модели и алгоритмы, представляющие изучаемые объекты и процессы. Наличие предметного содержания позволяет отделить КОП от вспомогательных средств, обеспечивающих техническую и методическую поддержку учебного процесса (электронные журналы успеваемости, мониторы для дистанционного контроля и консультирования и др.).

Описание слайда:

Компьютерная обучающая программа — это продукт для обучаемого.
Решение педагогических задач осуществляется в процессе взаимодействия последнего с КОП. Ориентация на обучаемых означает, что они составляют базовую категорию пользователей, в расчете на которых определяются содержание и функции, воплощаемые в КОП. Прочие участники учебного процесса (преподаватели, инструкторы, методисты) применяют КОП в своей профессиональной деятельности, но не входят в базовую категорию их пользователей. Программно-технические средства учебного назначения, для которых обучаемые не являются базовой категорией пользователей, не принадлежат к классу КОП. Например, в общем случае не относятся к КОП компьютерные презентации, применяемые преподавателями на лекциях.
Ориентация на самостоятельную работу обучаемых — важнейшая характеристика КОП. В то же время она не является их неотъемлемой чертой, так как существуют КОП, рассчитанные на групповые формы обучения (например, многоролевые тренажеры).

Описание слайда:

Основные принципы построения компьютерных обучающих программ:
1. Теоретическое обоснование выбранного метода обучения;
2. Создание с опорой на выбранный метод технологии обучения;
3. Построение обучающей программы, реализующей выбранную технологию обучения.

Описание слайда:

Слайд 9 с информацией о кадрах
Тренировочные и контролирующие;
Наставнические;
Имитационные и моделирующие;
Развивающие игры.

Типы обучающих программ:

Описание слайда:

Тренировочные
Программы предназначены для закрепления умений и навыков. Предполагается, что теоретический материал уже изучен. Эти программы в случайной последовательности предлагают учащемуся вопросы и задачи и подсчитывают количество правильно и неправильно решенных задач. При неправильном ответе ученик может получить помощь в виде подсказки.

Описание слайда:

Наставнические
Программы предлагают ученикам теоретический материал для изучения. Задачи и вопросы служат в этих программах для организации человеко-машинного диалога, для управления ходом обучения. Так, если ответы, даваемые учеником неверны, программа может «откатиться назад» для повторения изучения теоретического материала.

Описание слайда:

Моделирующие
Программы основаны на графически-иллюстративных возможностях 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.

Описание слайда:

Игры
Программы предоставляют в распоряжение ученика некоторую воображаемую среду, существующий только в компьютере мир, набор каких-то возможностей и средств их реализации. Использование предоставляемых программой средств для реализации возможностей, связанных с изучением мира и деятельностью в этом мире, приводит к развитию обучаемого, формированию у него познавательных навыков, самостоятельному открытию им закономерностей, отношений объектов действительности.

Описание слайда:

Схема разработки обучающей
программы
идея
сценарий
Создание учебной программы
Опытная эксплуатация
анализ
доработка
ТИРАЖИРОВАНИЕ

Описание слайда:

Примеры обучающих компьютерных программ для начальной школы:
Слайд 8 с информацией о кадрах
Тренажер по математике к учебнику Л.Г.Петерсон. 1 класс.
Год выпуска: 2011
Разработчик: «МАРКО ПОЛО»
Язык: русский
Особенности установки:
Перед/при вводе ключика запретить приложению выход в интернет
Описание: Интерактивный тренажер по математике охватывает весь объем материала, изучаемого в 1 классе по программе учебника Л.Г.Петерсон, и обеспечивает эффективную тренировку учеников в счете и решении типовых задач. В каждой задаче приводится 3-5 вариантов постановки вопроса и неограниченное количество изменений численных значений используемых объектов.
Электронное учебное пособие включает демонстрационные материалы к изучаемым разделам, интерактивные тренажеры по математике и образцы решения рассматриваемых на уроках задач.
Также на диске вы найдете программу «Угомон», предназначенную для ограничения времени доступа ребенка к компьютеру. «Угомон», работая в ваше отсутствие, ограничивает время игры ребенка до уровня, разрешенного вами. Выключившись, компьютер не даст ребенку снова включить себя без помощи родителей, установивших пароль. «Угомон» предупреждает ребенка о том, что скоро компьютер выключится, поэтому автоотключение не является для него пугающей
неожиданностью.
Простота в использовании делает «Угомон» незаменимым помощником современных родителей и позволяет эффективно управлять свободным временем ребёнка.

Описание слайда:

Окружающий мир - Живая природа (электронное учебное пособие для 2-4 классов)
Обучающе-развивающая программа для детей начального школьного возраста. Содержит в себе фото, видео и аудио материалы, анимации, игры и различные задания.

Год выпуска: 2014
Разработчик: Фирма "ДОС"
Совместимость с Vista: да

Системные требования:
ОС Windows 2000, XP, Vista.
Минимальные требования к компьютеру:
-процессор с тактовой частотой не менее 700 МГц;
-ОЗУ 256 Мб;
-видеоадаптер с системной памятью 32 Мб;
-звуковая плата;
-разрешение экрана не менее 800х600;
-аккустическая система или наушники;
-650 Мбайт свободного места на жестком диске.
Язык интерфейса: только русский
Таблэтка: Не требуется

Установка: запустить файл go_setup(1).exe
Формат: EXE/RAR
Размер: 511,75 Мб

Описание слайда:

Раннее развитие. Логика и память 1-2 класс. Разработчик: ООО "Издательство"
На диске представлены развивающие игры для детей 4-8 лет, направленные на расширение кругозора, тренировку памяти, логики, мышления и освоение основ работы с компьютером. Шаг за шагом ребенок научится классифицировать предметы, составлять из них различные комбинации; тренировать пространственное воображение; следовать алгоритму; собирать последовательности, используя схему; делать логические выводы. Кроме того, в играх развиваются следующие виды памяти: кратковременная, зрительная и слуховая; механическая и ассоциативная, а также долговременная слуховая память. Вместе с Домовенком Бу и его сестренкой игроку предстоит побывать в парке аттракционов. Здесь их ждет множество конкурсов. В каждом из них малыш получит приз: игрушку спирограф, с помощью которой он сможет нарисовать разные забавные фигурки.
А затем маленький игрок сможет перевоплотиться в тайного агента и обезвредить опасное, но смешное существо Забывашку. Чтобы не попасть под влияние Забывашки, агент должен тренироваться и быть готовым к выполнению разных ответственных заданий. Для этого Малышу придется познакомиться с различными видами памяти и помочь друзьям, которые забыли очень важные вещи!
Яркая анимация, динамичные сюжеты игр и озвученные пояснения и комментарии сделают процесс обучения увлекательным и результативным.

Описание слайда:

Снежная королева: Путешествие на край земли. 1 класс.
Разработчик: Гонгальский А.Б.
Вы на пороге увлекательного путешествия с любимыми героями сказки Ганса Христиана Андерсена "Снежная королева". Вашего ребенка ждет встреча с очень храброй и отважной девочкой Гердой. Она отправляется на поиски своего брата Кая, которого похитила Снежная Королева. По дороге она встретится со смелой разбойницей, капризной королевой, мудрым вороном и другими героями, которые помогут найти ей путь на север, в Лапландию. Там она должна отыскать замок Снежной королевы и спасти своего брата Кая.
Помимо сказочного приключения ваш ребенок не только получит знания по природоведению и географии нашей планеты, но и узнает, как пользоваться картой, компасом и что такое солнечные часы. Это и многое другое поведают ему герои сказки. Кроме того, юного исследователя ждут игры, загадки и не простые головоломки от Снежной Королевы!
Особенности игры:
Классическая сказка Г.Х. Андерсена в новой трактовке.
Оригинальные игры и загадки.
Материалы по природоведению и географии для детей 1-го класса.

Описание слайда:

Спасибо за внимание!
Слайд 10 с информацией о кадрах

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Читайте также: