Разработка модели темы, изучаемой в рамках курса

6.2.1 Разработка модели темы, изучаемой в рамках курса

Разработка модели темы. Модель темы используется для определения последовательности изучения входящих в нее тем и представляет собой ориентированный граф с нагруженными ребрами. Множество вершин графа соответствует понятиям темы, множество ребер – связям между ними, а весовые коэффициенты ребер указывают степень связи между понятиями (Зайцева, 2003). Используя математические методы можно определить оптимальный путь прохождения вершин графа, который и является оптимальной последовательностью изучения понятий темы. Такой подход соответствует адаптивной технологии “Построение последовательности обучения” (Curriculum sequencing) (Brusilovsky, 1998).

Разработка структуры курса. Структура курса разрабатывается на основе модели темы. При этом используется принцип декомпозиции. Архитектура курса может быть представлена в одном из трех вариантов:

· линейная – понятия темы изучаются последовательно, т.е. сначала обучаемому выдается информационный объект обучения (ИОО), содержащий учебный материал, а затем несколько задачных (ЗОО) для закрепления УМ (рис. а);

· разветвленная, которая используется, когда понятия темы не связаны друг с другом и могут быть изучены в произвольной последовательности. В этом случае выбор последовательности их изучения предоставляется обучаемому (свойство адаптируемости) (рис. б);

· комбинированная – объединяет оба предыдущих варианта, т.е. некоторые понятия изучаются последовательно, а порядок изучения остальных выбирается обучаемым.

Курс завершается рядом контрольных ЗОО (КОО) для проверки усвоения темы.

На следующем шаге детально проектируется каждая связка ИОО – ЗОО. ИОО может содержать информацию разных видов и степени детальности: краткую информацию об объекте изучения; поясняющий пример; расширенную информацию об объекте изучения; подробную информацию об объекте изучения; подробное пояснение примера (Зайцева, 2006) и др., каждая из которых может быть предусмотрена для различных групп обучаемых в зависимости от их характеристик, хранимых в модели обучаемого. Учебный материал, включаемый в ИОО, делится на отдельные кадры, уточняется содержание каждого из них и форма его представления. В детальный проект также надо включить все ЗОО, следующие за ИОО и используемые для закрепления учебного материала, возможно, предусмотрев для каждого дополнительный наводящий вопрос и помощь при выполнении задания.

Если для демонстрации учебного материала или выполнения задания (например, работа с моделями) необходимо написание программного модуля, составляется спецификация требований к нему.

Определение метаданных объектов обучения. В проекте стандарта IEEE (IEEE, 2002) определены девять категорий, включающих в целом 40 различных метаданных: наименование ОО, описание, язык, платформа, размер, возраст обучаемых, время изучения и др. Методы регистрации перечисленных в (IEEE, 2002) метаданных описаны в работе (Dahl, 2007). Представленные в (IEEE, 2002) метаданные способствуют повторному использованию ОО, но для создания адаптивных ЭУК их недостаточно. Поэтому при разработке ЭУК целесообразно использовать дополнительные метаданные – дидактические характеристики ОО. К ним относятся: трудность (представлена в (IEEE, 2002)), сложность, значимость и спецификация.

Трудность отражает степень трудности усвоения УМ или выполнения задания для обучаемых и определяется по результатам экзаменов, зачетов и контрольных работ. В (IEEE, 2002) определены пять значений трудности ОО: очень легкий, легкий, средний, трудный, очень трудный (very easy, easy, medium, difficult, very difficult), которая задается константой от 1 до 5. В работе (Зайцева, 1989) описан метод определения трудности заданий по трехбалльной шкале (минимальная, средняя, максимальная), который может быть использован и для рекомендуемой IEEE пятибалльной шкалы. В общем случае можно принять следующие значения трудности ОО:

– очень легкий (1) – ОО правильно выполняют не менее 80% обучаемых;

– легкий (2) – ОО правильно выполняют 61-80% обучаемых;

– средний (3) – ОО правильно выполняют 41-60% обучаемых;

– трудный(4) – ОО правильно выполняют 21-40% обучаемых;

– очень трудный (5) – ОО правильно выполняют не более 20% обучаемых;

Трудность ЗОО может быть изменена по мере работы обучаемых с ЭУК.

Сложность отражает степень сложности УМ или задания и определяется по модели предмета, которым является ориентированный граф. Для этого выделяется подграф с конечной вершиной – ОО, сложность которого требуется определить. Число дуг подграфа суть сложность ОО, т.е. сложность S = Σ di (i=1,n), где di – дуга подграфа. Данная характеристика нами не использовалась из-за трудоемкости ее определения и неполной ясности ее применения.

Значимость рассматривается в смысле значения данного ОО для дальнейшей практической работы и изучения последующих ОО. Значимость ОО Z1 для практической работы можно определить методом экспертного опроса (Зайцева, 1989), а значимость Z2 для изучения последующих ОО – используя модель предмета (ориентированный граф с нагруженными ребрами). Для этого выделяется подграф с конечной вершиной – ОО, значимость которого требуется определить. Значимость Z2 вычисляется по формуле Z2 = Σ wi (i=1,n), где wi – весовой коэффициент i-ой дуги графа, указывающий степень связи объектов обучения. Так как диапазон полученных значений достаточно велик, то для перехода к пяти- или трехбалльной шкале максимальное значение следует принять за 100% и определить значимость, например, аналогично определению трудности. Значимость ОО Z = max (Z1, Z2).

Так, если модель предмета, включающая девять ОО представлена на рисунке 5, то сложность объекта обучения 6 (вершина графа) определяется из подграфа G1: S(6) = Σ di = 5, а значимость для изучения последующих ОО – из подграфа G2: Z2(6) = Σ wi = 13.

Графовая модель учебного предмета

Спецификация указывает специфику ОО, определяется по его типу и может иметь одно из четырех значений (Зайцева, 1989):

– определение – терминологическая информация или задание на знание терминологии;

– строение – информация о правильности написания, представления, изображения объекта учебного предмета или задание на конструирование объекта;

– правило – информация, поясняющая использование объектов учебного предмета или задание на правильность применения объектов;

– пример – информация, иллюстрирующая определение, строение или правило, или задание на выполнение последовательности действий.

Разработка сценариев работы с ЭУК. Сценарии разрабатываются на основе структуры курса с учетом метаданных ОО. Структура ЭУК является общим сценарием курса. При разработке адаптивных ЭУК создаются сценарии для каждой группы обучаемых в зависимости от их уровня подготовленности, который является одним из параметров модели обучаемого (Zaitseva, 2003; Зайцева, 2006).

Рассмотрим разработку сценария на примере одной связки ИОО – ЗОО, которая в структуре курса определена, как показано на рисунке 6а. Информационный объект обучения (ИОО) состоит из шести составляющих: ИООВ представляет собой видеоинформацию (например, вступительное слово преподавателя); ИООО – основная часть ИОО, включающая краткую учебную информацию; ИООП – пример, поясняющий информацию, изложенную в ИООО; ИООР – расширенная учебная информация; ИООД – детальная (подробная) учебная информация; ИООП2 – подробное пояснение примера. Для закрепления учебной информации предусмотрено шесть заданий, имеющих следующие дидактические характеристики трудности, значимости и спецификации соответственно: ЗОО1 – средний, максимальная, строение; ЗОО2 – очень легкий, минимальная, определение; ЗОО3 – средний, максимальная, пример; ЗОО4 – легкий, средняя, пример; ЗОО5 – легкий, средняя, правило; ЗОО6 – трудный, средняя, правило. Требуется разработать сценарии для трех уровней подготовленности обучаемых: «слабые», «средние», «сильные». Для этого надо установить, какие ИОО и ЗОО целесообразно включить в сценарий, предназначенный для каждой группы обучаемых. Так, для «слабых» обучаемых в сценарий следует включить учебную информацию в детальном изложении и ЗОО минимальной и средней трудности, для «сильных» достаточно краткой учебной информации, а ЗОО должны быть максимальной и/или средней трудности. Разработанные сценарии представлены на рисунке 6: «слабые» (рис. 6б), «средние» (рис. 6в), «сильные» (рис. 6г).

В развитых компьютерных обучающих системах формирование сценария работы с ЭУК для различных групп обучаемых выполняется автоматически. Для этого достаточно задать перечень ОО, включаемых в каждый сценарий, или лишь метаданные ОО, например, как это показано в таблице 1.

Уровень подготовленности обучаемых, для которых предназначен ОО, можно также указать при определении метаданных ОО. В любом случае видео и аудио ОО следует включить в каждый сценарий.

Математическая модель автоматического формирования сценариев описана в работах (Зайцева, 1981; Зайцева, 1989) и была использована в АОС «Контакт» для создания многоуровневых обучающих программ.

К этапу проектирования относится также разработка интерфейса пользователя, которая здесь не рассматривается, т.к. при реализации ЭУК в компьютерной системе обучения интерфейс, как правило, разработан заранее и может быть использован для любых курсов.

Таким образом, результатом этапа проектирования являются: модель и последовательность изучения понятий темы; структура курса и форма представления каждого ОО; метаданные ИОО и ЗОО; сценарии работы с ЭУК (рис. 7).

Похожие работы

Разработка анимационно-обучающей программы механической системы

Скачать

102471

0

17

... следует курсор установит на отметку “Exit” и нажат клавишу <Enter>. 14. Для повторения работы необходимо выполнить последовательно пункты с 4-го по 13-й. §2.3 Текст анимационно-обучающей программы механической системы Program Water_Program; Uses Crt, Graph; Const { Vvod Unit Graphics } FunWeb='c:tpBgi'; Var Gd,Gm,I,X,Y,X1,Y1,XX,YY,Rad,J:Integer; Z,J1,J2,W,V,G:Integer; ...

Разработка обучающей программы по классам в C++

Скачать

40982

2

9

... с тенью); ·           использовать палитру цветов, поддерживаемую всеми инструментальными средами. 1.6 Цель работы Целью работы является разработка обучающей программы в среде Macromedia Authorware 6.5 по теме "работа с классами в C++". Изучить основные возможности инструментальных средств для разработки и создания мультимедийного приложения, основные этапы создания мультимедийного ...

Некоторые психолого-педагогические особенности создания и использования компьютерных обучающих программ в вузе

Скачать

31050

0

0

... отметить факторы, сдерживающие эффективное использование обучающих программ в учебном процессе: отсутствие заинтересованности преподавателей в использовании компьютерных обучающих программ; недостаточная информированность преподавателей о компьютерной технологии обучения и компьютере, как средстве обучения. Необходима существенная перестройка отношения преподавателей к методике использования ...

Создание электронного обучающего комплекса по дисциплине "Инновационный менеджмент"

Скачать

107365

2

8

... мы все сделали правильно, воспроизведем курс с начала, щелкнув кнопку Restart на панели управления. Создание кадров «Автор» и «Уч. пособ» идентично созданию кадра «Заголовок». Первый отображает фамилию и инициалы автора, а второй указывает, что это – электронный обучающий комплекс. Пятый и шестой кадр {Wait Icon и Erase Icon) весьма тесно связаны друг с другом. Эта пара обеспечивает управляемый ...