 |
Эффективность применения инструментального программного комплекса для построения интеллектуальных тестирующих систем
|
|
|
|
Содержание
1. Компьютерные средства обучения. 3
2. Эффективность применения инструментального программного комплекса для построения интеллектуальных тестирующих систем. 5
3. Формирование и использование интеллектуальных ресурсов школы.. 8
Литература. 10
Компьютерные средства обучения
К средствам обучения относят наглядные пособия, технические средства обучения, дидактические материалы и т.п. В последнее время существенно изменились средства обучения. В связи с появлением персональных компьютеров возник новый вид процесса проблемного обучения - проблемно-компьютерное обучение. Появление нового элемента (компьютера) в педагогической системе во многом может изменить ее функции и позволяет достичь нового педагогического эффекта.
Как и при внедрении всякого другого средства обучения, возникает ряд проблем, связанных с психолого-педагогическими условиями применения компьютера в процессе обучения. В то же время компьютер дает такие возможности информационного обеспечения учебного процесса, которых до сих пор никогда не было. Возникает серьезная многоаспектная проблема выбора стратегии внедрения компьютера в обучение, которая позволила бы использовать все его преимущества и избежать потерь, влияющих на качество педагогического процесса и затрагивающих развитие основных сфер человека. Поэтому прежде чем приступить к проектированию учебного процесса с использованием ЭВМ, преподаватель должен знать методику обучения с применением компьютера. Следовательно, правомерно ставить вопрос о новой технологии обучения, которая давала бы преимущества, компенсирующие затраты на приобретение ЭВМ и на овладение навыками работы с ней. Для этого нужен поиск принципиально новых перспективных решений использования компьютера как эффективного средства обучения.
|
|
|
Анализ научного знания позволяет систематизировать и выделить следующие функции компьютера в обучении:
- технико-педагогические (обучающие и управляющие программы, диагностирующие, моделирующие, экспертные, диалоговые, консультирующие, расчетно-логические);
- дидактические (компьютер как тренажер, как репетитор, как ассистент, как устройство, моделирующее определенные ситуации; компьютер как средство интенсификации учебной деятельности, оптимизации деятельности преподавателя; компьютер как средство, выполняющее функции: оперативного обновления учебной информации, получения оперативной информации об индивидуальных особенностях обучающихся; компьютер как средство корректировки, контроля и оценки их деятельности, ее активизации и стимулирования).
Задача педагогики в этой связи состоит в том, чтобы определить и обеспечить те условия, при которых обозначенные функции действительно достигаются. На практике же эти условия или не выявлены, или не используются, поэтому и функции компьютера реализуются зачастую на примитивном (в педагогическом аспекте) уровне. Что это за условия?
Не претендуя на абсолютную полноту, назовем следующие:
- взаимосвязь применения компьютера и целей, содержания, форм и методов обучения;
- сочетание слова преподавателя и применения компьютера;
- дидактическая структура компьютерного занятия;
Эффективность проведения занятия с компьютерным сопровождением зависит от многих факторов. К ним, как известно, относятся:
· содержание учебного материала (его противоречивость, насыщенность математическим аппаратом или гуманитарным содержанием, возможность его программирования, создания проблемных ситуаций и др.);
|
|
|
· форма проведения занятий (урок, лекция, практическое занятие, коллоквиум, консультация и др.);
·выбранная преподавателем форма сочетания компьютера с применяемыми им методами обучения;
· актуальный уровень развития у учащихся интеллектуальной, мотивационной и других сфер;
·наконец, уровень методического мастерства преподавателя и его умение отбирать и применять программные педагогические средства (ППС).
Таким образом, модель компьютерного занятия как дидактическая система включает номенклатуру целей обучения знаниям и умениям, целей развития основных сфер человека, целей формирования учебной деятельности; характеристику содержания учебного материала, критерии его отбора для создания программных педагогических средств, связи программного материала с остальным содержанием занятия; характеристику дидактической структуры занятия; мотивационное его обеспечение; указания на формы связи деятельности преподавателя и применения компьютера и связанное с ними сочетание методов обучения. Педагогическая эффективность компьютерного занятия зависит от ряда вышеназванных факторов и от того, насколько реализован замысел, представленный в его модели.
Эффективность применения инструментального программного комплекса для построения интеллектуальных тестирующих систем
В современных условиях наряду с традиционным обучением широко используется электронное. Существует большое количество разнообразных компьютерных средств обучения (КСО). Основной способ контроля знаний в КСО – тестирование. Тесты используются не только для измерения учебных достижений, но и для обучения, тренировки, повышения мотивации обучения и т.п. Тестирующие системы (ТС) входят в состав КСО и используются автономно. Модель традиционной ТС может быть представлена структурой тестирующей системы, множеством сценариев тестирования, реализованных в ТС, и множеством данных, необходимых для работы системы и генерируемых системой. Основными недостатками указанной модели являются отсутствие механизма автоматического создания тестовых заданий, «жесткая» база заданий, ограниченное число тестовых вопросов, что влечет за собой сложность индивидуализации обучения и адаптации к испытуемому. Один из путей решения этой задачи авторы данной работы видят в интеллектуализации тестирующих систем [1]. Интеллектуальными называют системы, ядром которых являются базы знаний или модель предметной области, описанные на языке представления знаний, приближенного к естественному. Применяются интеллектуальные системы для решения сложных задач, где основная сложность решения связана с использованием слабо формализованных знаний специалистов-практиков и логическая (или символьная) обработка превалирует над вычислительной. Именно в состав этой группы задач входит задача автоматической генерации тестовых заданий. В ряде работ (в т.ч. [2]) излагаются модели КСО, включающие генерацию ТЗ, но механизмы генерации при этом не рассматриваются.
|
|
|
На кафедре Автоматики и вычислительной техники Вологодского государственного технического университета (ВоГТУ) в течение ряда лет проводятся работы по программной реализации систем тестирования и их апробации на студенческой среде. Основными принципами построения интеллектуальных тестирующих систем ИТС являются:
автоматическая генерация на основе предложенного авторами метода (наиболее подробно изложен в [3]) произвольных множеств тестовых заданий в соответствии с заданной моделью обучения;
точная формализация порождаемых множеств вопросов путем описания их соответствующими формальными грамматиками;
автоматическое предъявление в динамике сгенерированных вопросов в соответствии с моделью тестирования.
Выделение инструментального интеллектуального программного комплекса (ИИПК) в самостоятельный модуль позволило использовать его и автономно и как компонент другой системы (тестирующей или обучающей, в том числе сетевых и Интернет версий). Обязательными элементами структуры ИИПК являются редактор грамматик, формирователь структуры теста, блок генерации вопросов по грамматикам и генератор теста. Редактор грамматик предназначен для создания и редактирования файлов с контекстно-свободными грамматиками (КСГ), добавления и удаления КСГ, пополнения списка дисциплин и т.п. Формирователь структуры теста предназначен для определения типов и количества заданий каждого типа включаемых в конкретный тест. При определении типов заданий указываются также имена файлов, в которых записаны сформированные ранее КСГ. Блок генерации тестовых заданий решает проблему преобразования КСГ в тестовое задание и записи этого задания в выходной файл. Выходная информация может выводиться как в текстовый файл (для бланкового тестирования), так и в ТС (в этом случае тестовые задания генерируются и предъявляются в динамическом режиме).
|
|
|
Для количественной оценки эффективности применения ИИПК, использующей метод генерации тестовых заданий, был проведен ряд экспериментов по хронометрированию процессов тестирования. Для выяснения процентного соотношения между работами 1) по созданию теста и 2) собственно тестированию и оцениванию было составлено 360 заданий (18 вариантов по 20 вопросов) по дисциплине «Информационные технологии» представляющих собой вопросы с выбором ответа «одного из многих» или «с открытой формой ответа» и простые вычислительные задачи. Тесты выполнялись группой студентов среднетехнического факультета. Форма тестирования – бланковое Время тестирования в два раза превышает выполнение варианта теста экспертом. Качество теста удовлетворительное. Полученные результаты показывают, что затраты на подготовку тестовых заданий и формирование вариантов теста превышает 90 от общей трудоемкости (уже при составлении всего двух параллельных форм). Эксперименты по созданию заданий с помощью ИИПК (по дисциплинам «Интеллектуальные системы управления», «Метрология» и некоторым другим) подтвердили гарантированное снижение трудоемкости подготовительного этапа на 10% уже при составлении 5 параллельных вариантов тестов.
Таким образом, проведенные исследования убедительно доказывают целесообразность и эффективность интеллектуализации тестирующих и обучающих систем.
|
|
|
