Математическая морфология.
Электронный математический и
медико-биологический журнал. - Т. 10. -
Вып. 3. - 2011. - URL:
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/TITL.HTM
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-31-html/TITL-31.htm
http://www.smolensk.ru/user/sgma/MMORPH/N-31-html/cont.htm
УДК 37.0:004
Возможности и особенности построения
автоматизированных
дидактических систем
Ó 2011 г. Козлов С. В.
В работе описаны структурные элементы и
проанализированы возможности и особенности построения автоматизированных систем
обучения. Рассмотрены принципы функционирования автоматизированной дидактической
системы индивидуального тестирования «Комплекс измерения обученности».
Ключевые
слова:
автоматизированная дидактическая система, индивидуальное тестирование,
индивидуальная траектория обучения, дидактическая система индивидуального
тестирования «Комплекс измерения обученности».
Внедрение и использование в едином образовательном
пространстве «Средняя школа – ВУЗ» современных концепций инфокоммуникационных
технологий требует разработки соответствующих программных сред. При их
проектировании в качестве моделей изучаемой
предметной области и построения индивидуальной траектории обучения
целесообразно и рационально применять математические аспекты теории графов и
педагогические основы индивидуального тестирования.
В качестве автоматизированной дидактической системы может быть использован специально разработанный (совместно с Д.А. Бояриновым) пакет программ «Автоматизированная система обучения «Задачник»» [1] или система индивидуального тестирования «Комплекс измерения обученности» (Advanced Tester) [4].
Автоматизированная система обучения «Задачник» включает в себя:
- базу данных по математическим тестам, обеспечивающую хранение, редактирование и поиск информации об тестовых заданиях;
- базу данных, содержащую графовые модели теоретического материала по различным темам школьного курса алгебры и начала анализа, допускающие их добавление, удаление, построение и изменение;
- базу данных, содержащую графовые модели знаний данного учащегося по изучаемым темам.
Автоматизированная личностно ориентированная система обучения «Задачник» позволяет производить:
- поиск базисных элементов знания по данной теме;
- поиск и отбор в имеющейся базе данных систем базисных задач по данной теме, – в том числе учитывающих индивидуальный уровень знаний учащегося по этой теме.
Автоматизированная
дидактическая система «Комплекс измерения обученности» представляет собой
целостную программу, которая позволяет осуществлять мониторинг состояния
обученности, контролировать усвоение знаний учениками и своевременно вносить
коррективы в образовательный процесс. Это в свою очередь дает возможность
строить индивидуальные траектории обучения отдельно взятого ученика, группы
учеников и всего класса.
Дидактическая система
индивидуального тестирования «Комплекс измерения обученности» включает в себя:
-
базу
данных, содержащую графовые модели теоретического материала по различным темам
изучаемого курса;
-
базу
тестовых заданий по изучаемой дисциплине;
-
базу
тестов для диагностики уровня обученности учеников и контроля их знаний.
Особенностью этой системы является модель построения индивидуальной траектории обучения, которая реализует алгоритм формирования критериально-ориентированного индивидуального теста. Он основан на выделении неусвоенных элементов знаний, применении для отбора индивидуальных тестовых заданий соответствия Галуа [6, 7, 8] и оптимизации индивидуального теста с помощью аппарата импликативных матриц [2, 3, 4].
В данных автоматизированных дидактических системах
модель изучаемой предметной области представлена в виде графовых моделей, суть
которых изложена в [1, 4]. Автоматизированная дидактическая система индивидуального
тестирования «Комплекс
измерения обученности» реализует модель
построения индивидуальной траектории обучения с применением процесса
формирования критериально-ориентированного индивидуального теста. Остановимся
более подробно на описании данной системы.
«Комплекс измерения
обученности» является полностью автономной программной средой. Данная система,
созданная с помощью языка программирования Си, имеет возможность встраивания в
более мощные системы тестирования в виде отдельно функционирующего модуля.
Помимо этого она может внедряться как подсистема мониторинга в другие
инновационные дидактические системы. Использование в создании языка
программирования Си позволяет обеспечить надежную защиту обрабатываемых данных,
получить статистически обоснованных результаты при определении критериев
эффективности.
Как и любая современная
программа – «Комплекс измерения обученности» имеет понятный и удобный
пользовательский интерфейс, позволяет осуществлять ввод данных несколькими
способами и не требует от учителя, использующего данную систему специальных
знаний в области программирования. Применение комплекса в учебном процессе требует
от учителя лишь знания своего учебного предмета в случае отсутствия стандартных
файлов приложения разработанных для изучения
дисциплины и необходимости их разработки.
Особенности применения системы индивидуального
тестирования «Комплекс измерения обученности» не требует специфических навыков
работы с компьютером как у учителя [5], так и у ученика. Для большинства
учащихся включение компьютера и запуск стандартных приложений не вызывает
никаких затруднений. Тем более что со многими программами, изучаемыми в
школьном курсе информатики, ученики уже имеют некоторые навыки работы и
составили определенное представление. В связи с этим, использование
разработанной программы возможно на любом этапе обучения, причем и как объект
самостоятельного изучения, так как комплекс отвечает всем современным
требованиям при создании продуктов подобного рода.
Автоматизированная
дидактическая система индивидуального тестирования «Комплекс измерения обученности»
обеспечивает следующие функции:
1. Хранение информации о
тестовых заданиях по учебной дисциплине в следующей форме:
-
условие
тестового задания;
-
верный
ответ и набор дистракторов;
-
уровень
сложности тестового задания;
-
набор
проверяемых элементов знаний по графовой модели.
2. Редактирование в полном
объеме всех справочников:
-
добавление
новых записей;
-
удаление
имеющихся записей;
-
изменение
содержания имеющихся записей.
3. Хранение информации об уровне обученности ученика по изучаемому
предмету:
-
создание
графовых моделей знаний ученика по данной теме в данный момент времени после
тестирования (уровень обученности);
-
сохранение
этих моделей в файле с указанием ФИО ученика и времени создания модели, что
позволяет вести статистику успехов ученика и отслеживать динамику изменения его
знаний при изучении данной темы (уровень обучаемости);
4.
Построение индивидуальной траектории обучения ученика:
-
формирование
на входе и на выходе групповых педагогических тестов, определяющие условия и
результат обучения;
-
поиск
и отбор в имеющейся базе данных тестовых заданий индивидуального набора учебных
задач по данной теме, учитывающих индивидуальный уровень знаний учащегося по
данной теме (т.е. отбор, основанный на анализе индивидуализированных графовых
моделей, построенных с помощью соответствий Галуа);
-
создание
набора индивидуальных тестов;
-
предложение
ученику одного индивидуального теста из построенного набора в соответствии с
необходимыми требованиями проверки знаний (т.е. отбор теста, основанный на
анализе индивидуализированных графовых моделей с применением математического
аппарата импликативных матриц).
Личностно ориентированная обучающая система в рамках образовательного пространства «Средняя школа – ВУЗ», сконструированная таким образом с использованием автоматизированной дидактической системы индивидуального тестирования «Комплекс измерения обученности», предполагает на входе и на выходе групповые педагогические тесты, определяющие условия и результат обучения. При этом главным основополагающим элементом, связывающим условия и результат, является индивидуальная траектория обучения, построенная по образовательному запросу ученика, осуществляемая с помощью системы индивидуальных формирующих тестовых заданий.
1.
Бояринов,
Д.А. Проектирование личностно ориентированной обучающей системы: дис. ... канд.
пед. наук. – Смоленск, 2004. – 205 с.
2.
Емельченков,
Е.П. Оптимизация процесса подбора тестовых заданий / Е.П. Емельченков,
С.В. Козлов // Системы компьютерной математики и их приложения: материалы
международной конференции. – Смоленск: СГПУ, 2005. – Вып. 6. – С. 182-183.
3.
Козлов,
С.В. Выбор оптимального набора тестовых заданий / С.В. Козлов,
Е.П. Емельченков // Методология и методика информатизации образования:
концепции, программы, технологии: материалы Всероссийской научно-практической
конференции 17-19 октября 2005 года. – Смоленск: СГПУ, 2005. – Вып. 2. – С.
37-38.
4.
Козлов,
С.В. Педагогическое проектирование индивидуального тестирования в личностно
ориентированной обучающей системе: дис. …канд. пед. наук: 13.00.01 и 13.00.02:
защищена 24.05.06: утв. 20.11.06 / Козлов Сергей Валерьевич. – Смоленск, 2006.
-204 с.
5.
Козлов,
С.В. Система индивидуального тестирования «Комплекс измерения обученности» /
С.В. Козлов // Системы компьютерной математики и их приложения: материалы
международной конференции. – Смоленск: СмолГУ, 2007. – Вып. 8. С.223-225.
6.
Козлов,
С.В. Система индивидуальных тестовых заданий в личностно ориентированном
обучении / С.В. Козлов // Концепции математического образования: сборник трудов
по материалам II международной научной конференции «Математика. Образование.
Культура», 1-3 ноября 2005 г., Россия, г. Тольятти: в 3 ч. / под общ. ред.
Р.А. Утеевой. – Тольятти: ТГУ, 2005. – Ч. 2. – С. 88-92.
7.
Козлов,
С.В. Технология конструирования индивидуального теста в личностно ориентированной
обучающей системе / С.В. Козлов, Е.П. Емельченков // Методология и методика
информатизации образования: концепции, программы, технологии: материалы Всероссийской
научно-практической конференции 17-19 октября 2005 года. – Смоленск: СГПУ,
2005. – Вып 2. – С. 39-42.
8.
Сенькина,
Г.Е. Индивидуальное тестирование в личностно ориентированной обучающей системе
/ Г.Е. Сенькина, Д.А. Бояринов, С.В. Козлов // Развитие методов и средств
компьютерного тестирования: материалы 3-ей Всероссийской научно-методической конференции
20-21 апреля 2005 года. – М.: МГУП, 2005. – С. 191-194.
The possibilities and features of the construction of the automated systems of
training
Kozlov S.V.
In the work structural
elements are described and possibilities and features of the construction of
the automated systems of training are analyzed. Principles of functioning of
the automated didactic system of individual testing «A Measurement Complex of
Educational Competence» are considered.
Key
words: automated system of training,
individual testing, individual trajectory of
training, didactic system, the automated didactic system of individual testing
"A Measurement Complex of Educational Competence".
Исследование выполнено при финансовой поддержке РГНФ
Грант № 10-06-58605 а/Ц
Козлов Сергей Валерьевич
кандидат педагогических наук
Смоленский Государственный Университет
доцент кафедры
информатики
Смоленский
государственный Университет
Кафедра
информатики
Поступила в редакцию
11.09.2011