Автоматизированные обучающие системы реферат

Обновлено: 30.06.2024

В настоящее время в процесс обучения активно внедряются программные технологии на базе персональных ЭВМ, применяемые для передачи ученику учебного материала и контроля степени его усвоения. При этом на рынке программного продукта за последнее десятилетие появилось достаточно большое количество обучающих систем, в том числе и автоматизированных (АОС), которые охватывают различные предметные области, и призваны решать задачи обучения на различных этапах жизни человека - от начальных классов средней школы до процесса обучения в высших учебных заведениях. Вместе с тем, большая часть программ носит субъективных характер, отражающий интеллектуальный уровень знаний авторов в области программирования, и написаны в соответствии с взглядами разработчиков на компьютерную технологию обучения. Это приводит к тому, что ряд программ имеют крайне ограниченные функциональные возможности и не позволяют в полной мере усвоить обучаемым преподносимый материал, а в некоторых случаях вообще дискредитируют саму идею АОС на базе персональных ЭВМ.

Автоматизированные обучающие системы, их задачи и классификация

Автоматизированные Обучающие Системы (АОС) представляют собой программно-технические комплексы, включающие в себя методическую, учебную и организационную поддержку процесса обучения, проводимого на базе информационных технологий.

В общем случае, в рамках автоматизированных обучающих систем могут решаться следующие задачи:

· задачи, связанные с регистрацией и статистическим анализом показателей усвоения учебного материала: определение времени решения задач, определение общего числа ошибок и т.д. К этой же группе относятся и задачи управления учебной деятельностью;

· задачи, связанные с проверкой уровня знаний, умений и навыков учащихся до и после обучения, их индивидуальных способностей и мотиваций;

· задачи АОС, связанные с подготовкой и предъявлением учебного материала, адаптацией материала по уровням сложности, подготовкой динамических иллюстраций, контрольных заданий, лабораторных работ, самостоятельных работ учащихся;

· задачи администрирования системы, доставки учебного материала на рабочие станции и задачи обратной связи с обучаемым.

Известно, что любая программа представляет собой набор алгоритмов (компонентов), которые взаимодействия между собой решают поставленную задачу. При этом программа будет являться программной системой [8], если она представляет собой совокупность взаимосвязанных компонентов, каждый из которых выполняет вполне определенные функции. В общем случае любая обучающая программа может считаться программной системой, так как в ней обязательно присутствует компонента интерфейса пользователя, и компонента, реализующая предлагаемую методику. Автоматизированной обучающей системой будет являться любая АОС, так как согласно, ряд задач, например отображение информации или анализ правильного ответа, выполняются без участия человека. Каждая АОС имеет определенную структуру на основе группы элементов с указанием связей между ними и дающее представление о системе в целом. Поэтому структура системы может быть охарактеризована по имеющимся в ней типам связей.

На основе проведенного анализа можно сделать вывод, что каждая обучающая система имеет четко выраженную структуру, и эти структуры можно классифицировать следующим образом:

рис 1. Классификация структурного построения АОС

По структурным признакам взаимодействия обучающей системы с пользователем АОС подразделяются на два базовых класса (рис.1): разомкнутые (без обратной связи) и замкнутые (с обратной связью) системы, которые отличаются принципиальным подходом к процессу обучения.

Содержание работы

Автоматизированные обучающие системы и их задачи и классификация 4

АОС без обратной связи 6

АОС с обратной связью 10

Список литературы 16

Содержимое работы - 1 файл

реферат.docx

Федеральное агентство по образованию РФ

Марийский Государственный Технический Университет

Реферат на тему:

Выполнила: ст-ка гр. ЛСДм-51

Проверила: к.т.н. Кубашева Е.С.

Автоматизированные обучающие системы и их задачи и классификация 4

АОС без обратной связи 6

АОС с обратной связью 10

Список литературы 16

Автоматизированные обучающие системы, их задачи и классификация

В общем случае, в рамках автоматизированных обучающих систем могут решаться следующие задачи:

рис 1. Классификация структурного построения АОС

АОС без обратной связи

В разомкнутых АОС не учитываются отклики учащихся на поставленные вопросы и не корректируется последовательность предъявления учебного материала в функции степени усвоения учащимся изучаемой темы. Здесь лишь выполняется определенная заранее заданная программным путем последовательность изложения урока или контрольных вопросов. При этом наиболее простыми из числа разомкнутых АОС являются системы с презентационной структурой, представляющей собой последовательное включение звеньев "АОС" и "Учащийся" (рис 2)

Рис 2. Структурная схема презентационной системы обучения

В АОС данного типа присутствует только прямая информационная связь между системой и учащимся, которому последовательно предоставляется визуальная информация с монитора ЭВМ. При этом обучаемый находится в режиме пассивного наблюдателя, от которого не требуется ни каких откликов по взаимодействию с АОС. Примером презентационной АОС может служить обучающая программа по курсу Visual Basic, разработанная автором, представляющая набор слайдов с демонстрационными примерами.

В тестирующих АОС без обратной связи (рис.3) основной упор делается на выявление уровня знаний учащихся в определенный период учебного процесса. Используя различную методику, такие системы предъявляют обучаемому открытый или закрытый вариант вопроса (вопрос с вариантами выбора ответа). От учащегося ожидается отклик в виде ответа (управляющего воздействия) на поставленный вопрос. Ответ фиксируется в блоке фиксатора ошибок. По результатам опроса выставляется определенный балл, который служит критерием для результирующей оценки по степени усвоения учащимся требуемого учебного материала.

Рис 3. Структурная схема тестирующей системы обучения

Примером разомкнутой тестирующей АОС является программная система компании Drake Prometric, которая ориентированна на простое предъявление вопросов, для выявления знаний претендентов на тот или иной сертификат той или иной фирмы.

Наиболее широкими функциональными возможностями и высокой эффективностью в учебном процессе обладают АОС, где организована обратная связь между учащимся и обучающей системой.

Рассмотрим обобщенный принцип функционирования системы "АОС-учащийся". Процесс взаимодействия учащегося с АОС может быть представлен в виде системы с внешней обратной связью, где АОС направлена на повышение уровня знаний пользователя, и тем самым уменьшение количество ошибок им совершаемых (рис.1.6 .6). Звеном прямого канала регулирования здесь выступает АОС, объектом регулирования - "Учащийся". Генерация воздействий на учащегося со стороны АОС строится в соответствии со знаниями учащегося на основе накопленного им ранее опыта и входным заданием, а также в зависимости от принятых в программном обеспечении критериев достоверности оценки знаний обучаемого. В зависимости от характера воздействия со стороны АОС учащийся принимает определенное, достоверное с его точки зрения, решение, доказывающее, по его мнению, факт усвоения им поданного материала, и генерирует его на вход ЭВМ.

Самым сложным процессом в рассматриваемой модели является выявление критерия степени достоверности усвоения учащимся полученной информации и исключения фактора случайности, когда АОС делает ошибочный вывод о правильном усвоении учащимся предложенного материала. Поступившая от АОС информация, рассматривается учащимся в совокупности с имеющимися в его памяти данными путем их обновления, сопоставления, взаимного дополнения и коррекции. На основании этого процесса ученик приходит к принятию соответствующего решения, анализируя которое АОС должна подтвердить или опровергнуть факт усвоения учеником текущей и предыдущих порций учебного материала.

Рис 4. Обобщенная структурная схема замкнутой системы "АОС - учащийся" (а) и качественный вид процесса усвоения учебного материала (б)

Функции решений (откликов) ученика в АОС обычно выполняют ответы на вопрос и/или выбор той или иной ссылки для получения учащимся дополнительной развернутой информации об изучаемом предмете. Как результат действия АОС предъявляет новую порцию информации, после чего весь цикл повторяется.

АОС с обратной связью

Весьма распространенным типом АОС среди замкнутых систем являются имитационные автоматизированные обучающие системы. Здесь функции ведущего "элемента" выполняет фактор моделирования реальной ситуации в той или иной сфере предметной области. Элемент обратной связью в виде реакции ученика на предъявляемый АОС учебный материал является основой непрерывного взаимодействия системы "АОС-обучаемый", так как то или иное воздействие на систему со стороны пользователя ведет сразу к ответной реакции со стороны обучающей системы. Примером подобных АОС могут служить всевозможные игровые тренажеры, имитаторы и т.п. В частности, имитационная программа компании Maxis позволяет имитировать развитие и управление городом. Здесь имитируются различные ситуации, начиная от размещения промышленных предприятий и транспортных сетей и заканчивая моделированием экстремальных ситуаций и путей их ликвидации.

В имитационных АОС используется комплексный подход в обучении. Программа не только обучает, но и одновременно проверяет полученные на текущий момент знания учащимся. Здесь важным фактором служит отклик учащегося на то или иное информационное воздействие. В зависимости от отклика, обучающая система может перестроить ход урока в том или ином направлении. В АОС данной структуры очень часто вводят игровые элементы. Как правило, такие АОС рассчитаны на учащихся младших возрастов, для которых игра является важным инструментом обучения. Здесь вопрос (информационное воздействие) ставится в виде игровой ситуации, на основании которой учащийся может находить верный или неверный выход (отклик). На основании принятого учащимся решения, АОС формирует следующий вариант игровой ситуацию. Примером такой системы может служить курс обучения английскому языку Bridge to English.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Рожкова Юлия Викторовна

1. Становление и развитие адаптивные обучающих систем (АОС)

2. Модели адаптивного обучения в компьютеризованных системах

3. Управление качеством процесса разработки адаптивных обучающих систем

Список использованной литературы

В современном образовании важное место в компьютеризированном обучении имеет такое перспективное направление, как адаптивные и мультимедиа технологии. Большое распространение получили системы адаптивного тестирования и адаптивных гипермедиа. Адаптивные обучающие системы (АОС), которые базируются на принципах адаптации и различных видах обратных связей, способны повысить существенно возможности современного компьютеризированного учебного процесса, что и обуславливает актуальность выбранной темы.

Данные адаптивные технологии содержат в себе широкий спектр программно-аппаратных решений, которые позволяют приспосабливать различные способы передачи информации, представления различных видов информации под разнообразные характеристики пользователя в автоматическом режиме.

Также можно отметить, что различные мультимедиа компоненты, включаемые все чаще в последнее время в учебный процесс, позволяют делать компьютеризированное обучение более эффективным, а иногда и незаменимым.

Одной из важнейших центральных проблем компьютерного обучения является проблема создания машинных обучающих программ, которые способны обеспечить эффективную организацию содержания учебного курса, также стратегий усвоения и режимов активного взаимодействия обучающегося с машиной.

Отмечая роль автоматизированных обучающих систем, можно сказать, что они очень сильно помогают преподавателю и обучающемуся во время выполнения различных действий и в различных разделах курса, но есть и отрицательный момент такой, как: каждая отдельно взятая система очень мало помогает при работе с курсом в целом.

1. Становление и развитие адаптивных обучающих систем (АОС)

Становление и развитие адаптивных обучающих систем проходило в контексте идеологии гипертекста. Именно текст в частности его содержательная сторона и иногда графическая составляющая, а также гиперссылки являются единственными объектами адаптации в обучающих системах такого рода. Подобные ограничения делают сегодня применяемые принципов адаптации в новой парадигме обучения менее эффективными. В это и заключается одна из важнейших проблем в области адаптивных обучающих систем.

Обращаясь к истории развития адаптивных обучающих систем, то можно отметить, что первоначально адаптивные технологии развивались в рамках гипертекстовых, гипермедиа систем. Это подход выступал в качестве подхода, направленного на решение задач, связанных с повышением функциональности гипертекста. Развитию следующего поколения адаптивной методики в значительной мере способствовали работы Т. Бернерса-Ли по созданию Всемирной паутины. В середине 90-х годов XX столетия адаптивные техники стали применяться при создании интернет ресурсов (например, техники адаптивной поддержки навигации и сокрытия ссылок).

Значительных успехов удалось достичь в применении адаптивной методики в автоматизированных обучающих системах. Говоря о вкладе ученых в данной направление, то следует отметить такие выдающие фигуры, работающих в данной проблемной области, а именно П.Л. Брусиловский, Г.В. Рыбина, Т.А. Гаврилова, А. Kobsa , M . Spechi , P . De Bra , D . Benoyon , W . Nejdl и другие исследователи 1 .

В последние годы в практике образования наблюдается ситуация, под значимым влиянием которой традиционное тестирование, которое осуществляется с помощью стандартных тестов фиксированной длины, перерастает в современные более эффективные формы адаптивного тестирования.

За рубежом, а именно с начала 90-х годов, адаптивное тестирование получило широкое распространение и признание. Данному процессу принятия адаптивного тестирования способствовали прикладные исследования, нашедшие широкое применение в практике профессионального отбора.

Исследователь М.Б. Челышкова отмечает, что основная идея, движущая исследователями в сфере адаптивного тестирования заключается в следующем: тестовые задания необходимо адаптировать по трудности к уровню подготовленности испытуемых в тестируемой группе. При этом данные исследователи исходят из соображений о том, что слабым испытуемым малоэффективно давать сложные задания, потому что с большой вероятностью они не смогут выполнить их верно. И наоборот, столь же малоэффективным являются легкие задания при тестировании сильных испытуемых. В связи с тем, что все испытуемые имеют различный набор компетенций, то становится очевидным, что очевидное задание приходится подбирать, подстраивать под текущие оценки, из этого следует, что адаптивный тест должен состоять из заданий, каждое их которых на момент представления было оптимальным по трудности для текущего результата тестируемого. Также М.Б. Челышкова отмечает, что все адаптивные тесты внутри группы тестируемых состоят из различных заданий и отличаются по количеству и трудности тем сильнее, чем больше разброс по подготовленности среди тестируемых группы. Таким образом, исследователь под адаптивным тестированием понимает совокупность процессов генерации, предъявления и оценки результатов выполнения адаптивных тестов, обеспечивающую прирост эффективности измерений по сравнению с традиционным тестированием благодаря оптимизации подбора характеристик заданий, их количества, последовательности и скорости предъявления применительно к особенностям подготовки тестируемых обучающихся. Ученый М.Б. Челышкова дает следующее определение адаптивным гипермедиа – это направление исследований в области адаптивных пользовательских систем. Данные исследования направлены на увеличение функциональных возможностей гипермедиа за счет ее индивидуализации. Системы адаптивных гипермедиа формируют модель целей, предпочтений и знаний конкретного пользователя и используют это в процессе взаимодействия с пользователей для адаптации к его потребностям 2 .

Исследователь П.Л. Брусиловский считает, что системы адаптивной гипермедиа могут быть полезны в таких прикладных областях, в которых прогнозируется использование системы людьми с разнообразными целями и знаниями, а также и там, где размер гипермедиа достаточно велик, а именно онлайновые информационные системы, система оперативной помощи, обучающие гипермедиа системы. Пользователи с различными совокупностями целей и уровнями знаний могут быть заинтересованы в получении различной информации, которая представлена на страницах гипермедиа, могут использовать различные ссылки для навигации. Что касается адаптивных гипермедиа, то данный ученый отмечает, что именно адаптивная гипермедиа делает попытку преодолеть существующую проблему используя данные, хранящиеся в модели пользователя, для адаптации информации и ссылок, которые предоставлены конкретному пользователю. Также адаптация помогает пользователю в навигации по гиперпространству, особенно при наличии большого массива информации. Системы такого рода, зная уровень компетенции и цели пользователя, могут осуществлять навигационную поддержку пользователей, через ограничивание рабочего пространства, предлагая наиболее подходящие ссылки для дальнейшей навигации или через обеспечивание адаптивного комментирования видимых ссылок. П.Л. Брусиловский дает следующее определение адаптивной гипермедиа – это все гипертекстовые и гипермедиа системы, отражающие некоторые характеристики пользователя в модели пользователя и применяют эту модель для адаптации различных визуальных аспектов системы к нуждам пользователя, т.е. адаптивные гипермедиа системы предоставляют персонализированных доступ информационным гипермедиа ресурсам. Реальное содержание информационных страниц также различается для всех пользователей 3 .

Таким образом, П.Л. Брусиловский отмечает, что системы адаптивной гипермедиа могут быть полезны в таких прикладных областях:

- где прогнозируется использование системы людьми с различными целями и знаниями;

- где размер гипермедиа довольно велик, онлайновые информационные системы, системы оперативной помощи;

- в обучающих системах, которые используют технологию гипертекста.

Наиболее изученной технологией гипермедиа-адаптации сегодня является адаптивное представление текста. В настоящее время достаточно проработаны и широко используются технические приемы адаптивной поддержки навигации. Суть данных приемов сводится к помощи пользователям найти свой путь в гиперпространстве.

Исследователь П.Л. Брусиловский дает следующую классификацию данных технических приемов в соответствии с методом, который они используют для адаптации процесса представления ссылок:

- адаптация глобальных, локальных карт гипермедиа 4 .

В результате анализа подходов к реализации адаптивной методики автоматизированных обучающих системах, были выявлены следующие тенденции:

1) авторами многих разработанных за последние пятнадцать лет адаптивных автоматизированных обучающих систем являлись специалисты с техническим образованием, в результате ими же предлагались и разрабатывались методики адаптации. Изучение механизмов работы техник адаптации с позиции человеко-машинного взаимодействия, их психологического воздействия на человека проходило уже на практике. Большинство практических исследователей отмечали большую эффективность адаптивных обучающих систем, если была включена какая-либо техника адаптации и наоборот отсутствие данной техники адаптации способствовало снижению эффективности мотивации, формирования компетенций обучающегося. Создание техник адаптации является технической задачей, которая решается самим разработчиком на стадии программной реализации.

2) количество принципов, методов адаптации на сегодняшний день значительно, но программная реализация самих техник адаптации остается уникальной для каждой системы. Автору, решившему дополнить свою систему каким-либо уже известным принципом адаптации, необходимо вновь прорабатывает алгоритмы и программные решения, также создавать, по сути, копии уже много раз реализованных техник адаптации, при этом данная система будет иметь уникальную архитектуру. Здесь же можно и сказать и об уникальности внутренних форматах представления модели пользователя, которые разработаны для каждой системы отдельно, без которых невозможно функционирование техники адаптации.

3) П.Л. Брусиловский и другие специалисты отмечают, что многие разработанные адаптивные системы содержат нетекстовые, мультимедийные элементы, но не могут представлять эти элементы адаптивно 6 .

Таким образом, многие современные адаптивные обучающие системы используют принципы адаптации или мультимедийные компоненты в учебных курсах. Данное применение технологий эффективно и не подлежит сомнению. Адаптивные технологии позволяют автоматизировать индивидуальный подход к каждому обучающемуся в процессе компьютеризированного обучения, в частности мультимедиа дает широкие возможности в предоставлении информации и взаимодействии с обучающимися – наглядности, интерактивности.

использование информационных технологий в образовательном процессе

Автоматизированные обучающие системы ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Понятие открытого образования и дистанционного обучения

* возможность переноса прикладных систем с минимальными изменениями (мобильность систем);
* совместную работу с другими прикладными системами на локальных и удаленных платформах (интероперабельность);
* взаимодействие с пользователями в стиле, облегчающем последним переход от системы к системе (мобильность пользователей)".

Использованием принципов открытых систем при создании технологических систем в образовании позволит обеспечить их глобальную мобильность и интероперабельность.

Открытое образование (ОО) на сегодняшнее время — это система организационных, педагогических и информационно-коммуникационных технологий, обеспечивающее открытые стандарты на интерфейс, формат и протокол обмена данных, чтобы обеспечить мобильность, интероперабельность, стабильность, эффективность и других положительные качества, достигаемые при создании открытых систем.

В основе открытого образования лежат следующие шесть принципов:

Целью открытого образования является создание и интеграция новых образовательных технологий, которые позволяли бы проводить подготовку обучаемых к полноценному и эффективному участию в общественной и профессиональной жизни в условиях информационного общества.

К наиболее важным направлениям формирования открытой системы образования можно отнести:

1. Повышение качества образования путем фундаментализации, применения новых подходов с использованием новых информационных технологий;
2. Обеспечение синхронного с развитием научно-технического прогресса характера развития всей системы образования, ее нацеленности на проблемы будущей постиндустриальной цивилизации с развитием систем массового среднего, специального, высшего и дополнительного образования;
3. Обеспечение большей доступности образования для населения страны путем широкого использования возможностей дистанционного обучения и самообразования с применением информационных и телекоммуникационных технологий (это свойство систем открытого образования распространяется на все виды и формы обучения, особенно на школьное образование, это важно для малонаселенных регионов и сельских школ);
4. Повышение творческого начала в образовании для подготовки людей к жизни в различных социальных средах (обеспечение развивающего образования).

В век информационных технологий открытое образование изменило и понятие образовательных ресурсов.

Многообразие форм представления материала, использование объектов:

Читайте также: