Понятие обучающих компьютерных систем реферат кратко

Обновлено: 07.07.2024

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.

Огромную роль в этом играют информационные обучающие системы, одним из видов которых являются автоматизированные обучающие системы. Компьютерные обучающие системы -это системы, помогающие осваивать новый материал, производящие контроль знаний, помогающие преподавателям готовить учебный материал [1].

В настоящее время в практике создания компьютерных обучающих систем преобладает использование стандартных программных средств ведущих фирм-производителей программного обеспечения в виде набора соответствующих программных продуктов (Power Builder, Delphi, Visual Basic, Exсel, Access). Выбор и использование требуемого набора стандартных программных продуктов при построении каждой конкретной предметно-ориентированной КОС требует большого времени, высокой квалификации и опыта разработчиков. При разработке КОС необходимо учитывать системно-организующую основу операционно- инструментальной среды (ОИС), которая может опираться на стандартные операционные системы, имеющие широкое распространение (ОС Windows, Linux). Для интеллектуализации программных процедур построения КОС в ОИС имеются соответствующие текстовые и графические редакторы как специализированные, так и общего назначения (MS Word, MS Paint), а также средства создания и специализации соответствующих макрофункций.

При реализации современного подхода к созданию инструментального обеспечения для разработки компьютерных средств обучения имеют место тенденции универсализации и специализированности с учетом необходимого обеспечения предметной ориентированности создаваемых обучающих средств. Конструктивным решением является разделение технических- общесистемных компьютерных инструментальных возможностей и специализированных, определяемых спецификой предметной области применения компьютерных средств обучения. При этом общесистемные компьютерные инструментальные возможности в основе своей опираются, как правило, на стандартные программные средства, инвариантные к области применения создаваемого программного продукта (Delphi, ПО СУБД и др.), с помощью которых осуществляются достаточно стереотипные компьютерные процедуры (ввод и отображение информации, вычисления, организационно-логические преобразования). Таким образом, базовая составляющая ОИС формируется на универсальной инструментально-образующей основе, опирающейся, в том числе, на стандартные инструментальные возможности Win-приложений. Адаптивная составляющая [2]. На рисунке 1 представлена концептуальная макроструктура ОИС.

Рис. 1. Макроструктура операционно- инструментальной среды

Создание компьютерной обучающей системы с использованием инструментальных программ обычно проходит четыре стадии:

Планирование разработки.
Разработка содержания курса.
Отладка и тестирование компьютерной обучающей системы.
Эксплуатация и внедрение.

Выделяют следующие типовые компьютерные обучающие системы:

справочные системы;
системы контекстной помощи;
автоматизированные учебные пособия;
библиотечные системы;
мультимедийные обучающие системы (Тренажеры)

1. Компьютерные справочные системы

Для решения различного рода задач на компьютере применяются различные классы программ. Так, для обработки текстов используются текстовые редакторы, для обработки изображений - графические редакторы, для хранения и обработки справочной информации, используются специализированные базы данных - компьютерные справочные системы.

Именно справочные системы решают все поставленные задачи по обеспечению потребителей нормативной информацией. Справочные системы имеют целый ряд уникальных достоинств и возможностей.

2. Системы контекстной помощи

Основные типы помощи пользователям программных средств [2]:

-контекстно-независимая помощь, реализованная либо в виде статических руководств, либо в виде обучающих систем. Статические руководства, в свою очередь, могут быть представлены в виде онлайновой помощи и реализованы с помощью различных средств (Microsoft Winhelp, Microsoft Compressed HTML Help, HTML Help 2.0, AP Help 1.0). Однако, стоимость поддержки систем помощи, выполненных в виде статических руководств, является отдельной сложной задачей, так как при изменении программного средства также необходимо обновлять и систему помощи.

-контекстно-зависимая помощь, реализованная в некоторых моделеориентированных средствах (CTTE, TWIW, CACTUS, FUSE, UIDE).

3. Автоматизированные учебные пособия

Под автоматизированным (компьютерным) учебным пособием понимается структурированная совокупность упорядоченных знаний и данных, обеспечивающая внедрение новых информационно-педагогических технологий решения дидактических задач обучения.

Способ взаимодействия компьютерного пособия с пользователем реализуется программой, управляющей доступом, переработкой информации и представлением ее в понятном и удобном для пользователя виде. Взаимодействие определяется возможностями пользователя понять, проанализировать информацию, представленную компьютером, и перейти к ответу посредством интерактивной технологии интерфейса (инструментальных, программных и физических средств).

Принципы создания пользовательского интерфейса основаны на формировании оконного интерфейса с вызовом главного меню и всплывающих окон подменю. Наиболее перспективным является принцип объект-действие, который обусловливает минимизацию режимов применения программного продукта и страховку пользователей от возникающих неудобств в работе с ним

4. Библиотечные системы

5. Мультимедийные обучающие системы (Тренажеры)

В настоящее время существует огромное количество обучающих систем. Работу обучающей системы можно организовать на основе мультимедийных технологий. Таким образом, выделяют мультимедийные обучающие системы (МОС), которые также именуются компьютерными тренажерами, тренажерами - имитаторами, стимуляторами (англ. Multimedia training systems).

МОС имеет ряд преимуществ:

· более глубокая индивидуализация обучения; самостоятельная проработка учебного материала и эффективная реализация современных методических и дидактических подходов;

· заданная полнота представления материала;

· интерактивное взаимодействие обучаемого с изучаемым курсом;

· свободный выбор направления изучения за счет гибкого гипертекста;

· звуковое сопровождение изучаемого материала;

· вывод на печать заданных фрагментов курса;

· широкое применение современных средств компьютерного дизайна и мультимедийных технологий;

· материал для изучения представлен в виде разделов, снабженных рисунками, видеофрагментами, фотографиями, схемами, чертежами;

· проверка уровня знаний, умений и навыков учащихся до и после обучения; тестирование знаний в режимах самообучения и экзамена.

Для повышения эффективности использования КОС необходимо учитывать психофизиологическую принадлежность к тому или иному типу. Система должна настраивается на каждого субъекта, в зависимости от его способности быстро воспринимать ту или иную информацию.

Список литературы:

1. Брусиловский П.Л. Построение и использование моделей обучаемого в интеллектуальных обучающих системах // Известия РАН. Техническая кибернетика. – 1992. – № 5. – С. 97–119.

2. Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. – СПб.: Питер, 2000. – 384 с.

ГОСТ

История появления программ компьютерного обучения

Компьютерные технологии обучения в педагогике появились с появлением промышленных компьютеров в образовательных учреждениях. Первой обучающей системой на основе мощной ЭВМ фирмы Control Data Corporation была система Plato, разработанная в США в конце 1950-х гг., которая развивалась в течение 20 лет. Массовым создание и использование обучающих программ стало с начала 1980-х гг. с появлением и широким распространением персональных компьютеров. С тех пор применение ЭВМ для математических расчетов было оттеснено на второй план, а основным их применением стали образовательные функции и обработка текстов и графики.

С появлением примеров программ компьютерного обучения к их созданию приступило огромное количество педагогов, в основном специалистов по техническим наукам. В разрабатываемых программах реализовывался практический опыт преподавания конкретных дисциплин с помощью персональных компьютеров. В силу того, что педагоги-теоретики долгое время не принимали участие в разработке принципов этого нового направления в обучении, до сих пор нет общепризнанной психолого- педагогической теории компьютерного обучения. Таким образом, компьютерные обучающие программы создаются и применяются без необходимого учета принципов и закономерностей обучения.

Возможности компьютерных обучающих систем

Современный персональный компьютер может находить применение в обучении практически всем обучающим дисциплинам.

Возможности персонального компьютера в обучающей деятельности состоят в:

При использовании персонального компьютера в качестве обучающего средства, его технические возможности:

активизируют учебный процесс;
индивидуализируют обучение;
смещают акценты от теоретических знаний к практическим;
повышают наглядность в предъявлении материала;
повышают интерес учеников к обучению.

Диалоговый характер работы компьютера и его персональность позволяет активизировать обучение. При традиционном классном обучении на уроке активно работает 20–30% учащихся. При обучении в компьютерном классе работа с компьютерной обучающей программой стимулирует учеников к деятельности и позволяет контролировать ее результаты.

Готовые работы на аналогичную тему

При организации компьютерного обучения каждый ученик может выбирать подходящий для него темп обучения. Для более глубокого и тонкого учета индивидуальных особенностей учащихся разработаны компьютерные программы, с помощью которых ведется обучение – педагогические программные средства (ППС):

Между легким и сложным уровнем обучающая программа может учитывать более тонкое деление подготовленности учащихся.

Компьютерные обучающие системы (КОС) – это специально разработанные программные модули, которые применяются в образовательном процессе и предназначены для управления познавательной деятельностью обучаемого, формирования и совершенствования его профессиональных знаний, умений и навыков.

Виды компьютерных обучающих систем

Существуют следующие виды КОС:

Интерактивная обучающая система – это компьютерная программа, которая предназначена для обучения и проверки знаний обучаемого в диалоговом режиме с применением современных средств компьютерного дизайна и технологии мультимедиа.

Интерактивная обучающая система может работать в нескольких режимах:

Обучение – предоставляет учебно-теоретический материал, оснащенный рисунками, схемами и видеофрагментами. В конце каждого раздела размещаются контрольные вопросы.
Экзамен – режим проверки усвоения полученного материала, формирование оценки;
Помощь – сведения об обучающей системе;
Лектор – формирование преподавателем демонстрационного блока из рисунков, фотографий, видеофрагментов, которые входят в обучающую систему;
Статистика – вывод информации об успеваемости обучаемого при работе с обучающей системой.

Тренажер-имитатор – компьютерная обучающая программа, которая моделирует технологические ситуации при работе технологического оборудования и которые требуют управляющих воздействий персонала.

Тренажеры-имитаторы также могут работать в нескольких режимах:

Навыки работы – предназначен для обучения управлением имитируемым технологическим оборудованием. Сначала все действия выполняются Мастером, а затем предполагается их самостоятельное повторение.
Обучение – происходит управление технологическим оборудованием с целью приведения технологических параметров к нужному значению.
Экзамен – для выполнения тех же технологических задач, что и в режиме Обучение, но без помощи Мастера и с ограничением по времени.
Помощь – сведения о работе с тренажером-имитатором.

максимально приближены к реальной обстановке при использовании графического 3D-моделирования технологических объектов и полномасштабного математического моделирования всех физико-химических процессов;
дают возможность задавать и корректировать управляющие действия, контролировать все параметры по показаниям приборов на экранах дисплеев на технологической установке в лаборатории;
предоставляют возможность выполнять учебно-тренировочную задачу с помощью Мастера, подсказывающего следующее действие;
выполнение анализа действий ученика с выведением оценки каждого действия и протокола решения учебно-тренировочной задачи.

Обучающие-контролирующие системы и автоматизированные системы контроля знаний.

Интерактивная обучающая система и тренажер-имитатор обладают максимальной информативностью, которая позволяет достичь наибольшей эффективности преподавания материала. С их помощью можно организовывать обучение и осуществлять контроль за результатом использования.

Компьютерные обучающие системы стали обязательным компонентом учебного процесса, в связи с чем возникает все больше вопросов по их использованию. Особенно это касается краткосрочного обучения. Дистанционное обучение с помощью сетей Интранет и Интернет предоставляет учащимся использовать обучающие системы самостоятельно, при этом промежуточный и итоговый контроль за усвоением материала может проводится в традиционном очном режиме непосредственно на аудиторных занятиях с преподавателем.

Преимуществом использования компьютерных обучающих систем в учебном процессе является предоставление возможности оперативной переработки их содержимого, что соответствует высокому темпу технического прогресса и модернизации оборудования.

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 большое количество обучающих систем, в том числе и автоматизированных (АОС), которые охватывают различные предметные области, и призваны решать задачи обучения на всех этапах жизни человека - от начальных классов средней школы до процесса обучения в высших учебных заведениях.

Если проследить весь процесс разработки автоматизированных обучающих систем, то можно выделить ряд задач проектирования и реализации программной системы, которые представлены на рис 1.

При разработке интерфейса пользователя разработчик должен учесть все аспекты, связанные с этим: начиная от удобства работы с программой, и заканчивая умением пользователя работать с ЭВМ.

При проектировании базы данных необходимо решить сложнейший комплекс задач, связанный с выбором СУБД, ее архитектурой, взаимосвязью и целостностью данных.

Методы объектно-ориентированного проектирования обладают, в известной степени, гибкостью и имеют большую возможность к стандартизации и согласованию чем методы структурного проектирования. К наиболее важным преимуществам объектного подхода к решению задачи является тот факт, что природа объектов, составляющих обучающую систему, остается неизменной во всех задачах данного класса. Отсюда следует, что в качестве объектов обучающей системы можно рассматривать набор объектов, входящих в стандартную обучающую систему. Исходя из стандартного набора задач проектирования, можно сделать вывод, что возможна разработка методики автоматизации проектирования обучающих систем, с использованием принципов объектно-ориентированного проектирования .

Основные понятия типовой обучающей системы.

Для разработки такой методики, выделим, прежде всего, объекты составляющую стандартную обучающую систему, которую в дальнейшем будем называть типовой обучающей системой (ТОС). Сформулируем понятия ТОС.

В ТОС обязательно присутствие следующих функциональных блоков:

обучающий блок - реализует средства обучения учащегося и ориентирован на определенную предметную область;

контролирующий блок - реализует средства оценки эффективности обучения в виде тестов или иного способа контроля усвоения материала;

блок базы данных - реализует средства хранения информации по предметной области и процесса обучения;

блок средств интерфейса с пользователем - реализует средства аудио-визуального взаимодействия с пользователем.

Проектирование ТОС и основные концепции автоматизации.

На основании этих данных проведем проектирование ТОС с выделением объектов ее составляющих, а затем сформулируем основные концепции автоматизации.

Как один из методов получения объектов, составляющих ТОС, предлагается метод анализа отношений между объектами и их воздействия друг на друга. Суть предлагаемого метода состоит в том, что необходимо ответить на три вопроса:

Какие объекты входят в рассматриваемую задачу. Ответ на вопрос "что за объекты есть в рассматриваемой задаче, и какова их роль?"

Как названные объекты воздействуют друг на друга. Ответ на вопрос: "что они делают с другими объектами?".

Как названные объекты сообщают о своем состоянии внешнему миру. Ответ на вопрос: "каким объектам они сообщают о своем состоянии?"

При ответе на первый вопрос получают общее представление о решаемой задаче, а также объектах ее составляющих. Здесь необходимо учесть, что некоторые объекты могут логически входить в состав других (агрегативные отношения), а также некоторые объекты могут являться базовыми объектами для других, более высокоорганизованных. Обычно это выясняется в результате уточнения их роли в ходе итерационного процесса построения объектной модели. При объектном анализе широко необходимо использовать понятие полиморфизма, т.е. организовывать работу с подмножеством операций и состояний некоторых объектов, учитывая лишь особенности тех или иных объектов только при ярком их проявлении.

Ответы на второй вопрос позволяют установить отношения воздействия между объектами, которые однозначно определяют механизм их взаимодействия в задаче. По своей сути отношение воздействия есть воздействие одного объекта на другой через вызов операции последнего. В современных языках программирования этот механизм реализуется при помощи вызовов методов.

Ответы же на третий вопрос дают возможность установить отношения отклика между взаимодействующими объектами. При этом нужно учитывать как синхронные, так и асинхронные отклики. Синхронный отклик предполагает ответ на воздействие, а асинхронный отклик - уведомления других объектов об изменении своего состояния. Современные средства разработки реализуют механизм синхронного отклика через функции, возвращающие значения, а асинхронные отклики через механизм событий или исключительных ситуаций.

В результате проведенного объектного анализа задачи были получены следующие объекты:

ученик - воспринимает информацию и отвечает на вопросы. Он является объектом обучения;

кадр - Объект, содержащий обучающую информацию для ученика;

форма ввода - Объект, который является средством воздействия ученика на обучающую программу;

вопрос - Объект, содержащий формулировку вопроса для учащегося;

ответ - Объект, выражающий ответ учащегося на поставленный ранее вопрос;

экран - Объект, служащий для отображения кадров и вопросов;

Рис. 1 Задачи проектирования автоматизированных обучающих систем

звуковая запись - Объект, служащий хранилищем звуковой записи к кадру или вопросу;

видео запись - Объект, служащий хранилищем видео информации кадра или вопроса;

элемент кадра - Объект, конструктивный элемент кадра или вопроса;

база данных - Объект, служащий хранилищем информации ТОС;

карта состояния - Объект, представляющий собой функцию состояния урока, которая зависит от текущего состояния и воздействий пользователя, а также от временных факторов, т.е.

Таким образом, была составлена объектная модель, представленная на рис 2.

На рисунке сплошными стрелками показаны отношения воздействия, а пунктирными стрелками отношения синхронного и асинхронного отклика.

Функциональная модель ТОС.

Теперь рассмотрим функциональную модель ТОС, и поставим в соответствие ее функциональным блокам элементы объектной модели, как показано на рис 3. Объединим объекты задачи в группы, которые будем называть контейнерами, соответствующие функциональным блокам задачи. Каждый из таких контейнеров независим от других и решает собственную задачу в ТОС.

Таким образом, контейнер представляет собой стандартный программный элемент ТОС. Исходя из этого следует, что программная реализация ТОС может быть выполнена путем использования набора стандартных контейнеров, каждый из которых соответствует той или иной задаче представленной на рис 1.

Введем типы вершин, имеющих несколько выходов:

переход типа "ДА/НЕТ" - Вершина, имеющая два выхода. Переход осуществляется в зависимости от правильности ответа на вопрос. В случае верного ответа переход осуществляется по одному выходу, а в случае неверного по другому;

переход по варианту - Вершина, имеющая множество выходов, соответствующих количеству вариантов ответа на закрытый вопрос. Переход осуществляется по выбору пользователем того или иного варианта ответа;

переход по значению коэффициента - Вершина, имеющая множества выходов, каждому из которых присвоен определенный коэффициент. Переход осуществляется по тому выходу, значение которого совпадает с коэффициентом, предъявляемым этой вершине. Сам коэффициент может быть получен на основе истории обучения, т.е. последовательности прохождения слайдов и вопросов;

несвязанный переход - Вершина, имеющая неявно количество выходов, равное общему числу кадров в АОС, обеспечивающих связь один ко многим. Каждый кадр обозначается определенным уникальным коэффициентом. Переход осуществляется на тот кадр, коэффициент которого равен коэффициенту предъявленному этой вершине;

переход выбираем пользователем - Вершина имеющая несколько выходов. Выход, через который будет осуществлен переход, выбирается пользователем в процессе функционирования АОС.

Представленная модель урока позволяет в полной мере отразить все аспекты автоматизированного процесса обучения После определения основных положений автоматизации обучающих систем необходимо сформулировать основные этапы такого проектирования:

Генерация обучающей системы. Последний этап, результатом которого является обучающая система по определенной предметной области. При этом используются стандартные контейнеры, составляющие ТОС. Таким образом, можно сделать вывод, что используя рассмотренные подходы к проектированию обучающих систем можно автоматизировать процесс их проектирования и, как следствие, значительно повысить производительность труда разработчиков программных продуктов данного класса.

Болиманов А.И. Болиманов И.А. “Разработка компьютерных учебников и обучающих систем”.

Подбельский В.В. “Язык С++”.

Бессмертный И.А. Джалиашвили З.О. Зиньков М.В. “Концепция построения обучающей экспертной симулирующей системы”.

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

Обучающие системы. Средства создания электронных учебников

Специальность 44.02.02 Преподавание в начальных классах

студентка 1 курса 103 А группы:
Ледюкова Ксения Владимировна

преподаватель ОГБПОУ УПК
Данилис Анна Викторовна

1. Технология создания электронных учебников. 2-5

2. Средства создания электронных учебников. 6-7

2.1 Язык разметки гипертекста HTML . 8

2.2 Особенности языков программирования JavaScript, PHP . 9

2.3 Язык моделирования виртуальной реальности VRML . 10

2.4 Назначение и общая характеристика пакета Dreamweaver. 11

2.5 Назначение и функциональные возможности пакета MS FrontPage . 12

2.6 Подготовка мультимедийных изданий в Macromedia Director . 13

Список литературы . 15

В настоящее время, в условиях стремительного проникновения информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) в систему образования, актуальной становится задача внедрения и широкого использования электронных учебников как средства обучения. Высокая скорость появления новейших достижений в области науки, техники, информационных технологий требует от учителя применения в процессе обучения актуальной, передовой информации. Современный учитель, активно использующий ИКТ в своей профессиональной деятельности, не остаётся в стороне от разработки электронных средств обучения.

Электронные учебники (ЭУ), как и другие образовательные технологии, не

являются альтернативой формы подачи материала, выполнения упражнений и контроля знаний.

ЭУ расширяют возможности выбора для учителя при организации учебного

процесса, не исключая использования технологий совместно с традиционными учебниками, а также живого общения учителя с учениками.

ЭУ позволяют обогатить школьный курс обучения. Высокая степень наглядности материала, взаимосвязь различных компонентов курсов, интерактивность, мультимедийность делают электронный учебник незаменимым помощником, как для ученика, так и для учителя.

Применение ЭУ в учебном процессе дает возможность дифференцировать

Читайте также: