Теоретическая часть. 
Разработка обучающей программы "Алгоритмическая система Тьюринга"

Принципы построения электронных обучающих систем

Cоздание электронных обучающих систем — это один из перспективных способов повышения эффективности процесса обучения.

Объектом управления при обучении является обучаемый. Субъектами управления выступают преподаватель и обучающая система (т.к. она не заменяет, а дополняет преподавателя).

Целью обучения, т. е. целью работы обучаемого с обучающей системой является получение:

• · знаний по конкретной предметной области;
• · умений применять различные методы и алгоритмы;
• · навыков решения задач;
• · оценки приобретенных знаний, умений и навыков.

Цель и результат деятельности обучаемого образуют учебную деятельность. Учебная деятельность организуется не объектом деятельности (обучаемым), а субъектом (преподавателем). Для того, чтобы цель и результат совпадали, необходимо управление учебной деятельностью. Результат учебной деятельности является свойством самого субъекта. Исходя из этого, учебная программа должна включать в себя 3 основные части:

• · теоретическую,
• · тренирующую,
• · контролирующую,

а процесс обучения можно представить схемой (рис. 1.1.):

Обучающие системы можно классифицировать на две группы:

• · селективные
• · интеллектуальные или экспертные.

В селективных обучающих системах управление обучением (определение формы, содержания, последовательности информационных кадров, тестов, задач, помощи и т. д.) осуществляется автором системы. При этом каждый обучаемый проходит один и тот же путь обучения, то есть нет адаптации к каждому конкретному обучаемому. Достоинство таких систем — универсальность, то есть предметная независимость. Недостаток — низкая адаптивность. Схематично такую обучающую систему можно представить на рис. 1.2.

Рассмотрим кратко назначение всех систем.

• · Система формирования задания. Предназначена для генерации задач в соответствии со степенью обученности обучаемого. Представляет из себя совокупность базы данных с заданиями и подпрограммы, формирующей или выбирающей задание из базы. Сгенерированное задание поступает обучаемому и на систему диагностики.
• · Система диагностики. Предназначена для контроля знаний обучаемого. Она осуществляет ввод ответа, сравнивает его с правильным ответом и принимает решение о правильности выполнения задания.
• · Система модели обучения. Предназначена для формирования последовательности обучения. Принимает информацию о результатах обучения и принимает решение о продолжении обучения.
• · В интеллектуальных обучающих системах управление обучением определяется самой обучающей системой на основании результатов обучения. Здесь сценарий обучения формируется динамически в соответствии с текущей ситуацией. Реализация осуществляется на основании знаний о предметной области, о процессе обучения, об обучаемом. Недостатком является предметная ориентация, то есть привязка к конкретной предметной области. Схематично такую обучающую систему можно представить на рис. 1.3.
• · Система — решатель проблем. Его назначение — решение сгенерированного задания. Наличие данной системы позволяет отказаться от предварительного формирования заданий и эталонных ответов к ним. Однако, создание подобного решателя, пригодного для любой области знаний, невозможно.

Одной из основных функций учебной программы является управление познавательной деятельностью обучаемого. Для этого программа должна получать сведения о ходе процесса обучения, об усвоении обучаемым учебного материала, о результатах тестирования и выполнения практических заданий. То есть в системе «учебная программа — обучаемый» должна присутствовать обратная связь. Обратная связь может быть двух видов: внутренняя и внешняя.

Внутренняя обратная связь — это информация, которая поступает от обучающей программы к обучаемому в ответ на его действия при выполнении заданий. Она предназначена для самокоррекции обучаемым своей учебной деятельности и дает возможность обучаемому сделать осознанный вывод об успешности или ошибочности учебной деятельности. Она является стимулом к дальнейшим действиям, помогает оценить и скорректировать результаты учебной деятельности. Различают консультирующую и результативную внутреннюю обратную связь. Консультация может быть разной: помощь, разъяснение, подсказка, наталкивание и т. п.

Внешняя обратная связь — это информация, которая поступает от обучающей программы к преподавателю. С ее помощью он корректирует учебную деятельность обучаемого, а также может скорректировать сценарий обучения.

Как видно из схемы, на обучающую программу поступает цель обучения. В соответствии с этой целью программа выдает обучаемому теоретический материал, примеры, задания, а также информацию, которая управляет ходом обучения (например, помощь при навигации по учебному материалу). Обучаемый изучает теорию, решает задачи, после чего результаты его деятельности поступают в программу (обратная связь).

Достаточно важным моментом в ходе познавательной деятельности обучаемого является его умственная деятельность, в ходе которой обучаемый сам формулирует вопросы, возникающие в ходе обучения, и сам отвечает на них. Программа получает информацию о ходе обучения, анализирует ее, выставляет оценку обучаемому и принимает решение о дальнейшем ходе обучения. В результате у обучаемого вырабатываются определенные знания, умения и навыки, которые будем называть результатом обучения.

Также в программу входит адаптирующая часть. Ее задача состоит в коррекции хода обучения, т. е. настройке его под конкретного обучаемого. Она получает информацию о цели и результате обучения, сравнивает их и корректирует работу обучающей программы и ход познавательной деятельности обучаемого.

Таким образом, можно сказать, что результат обучения есть функция от цели обучения и коррекции.

Если рассмотреть систему «преподаватель — учебная программа — обучаемый», то схема обучения примет вид. Как видно из схемы, на обучающую программу поступает цель обучения. В соответствии с этой целью программа выдает обучаемому теоретический материал, примеры, задания, а также информацию, которая управляет ходом обучения (например, помощь при навигации по учебному материалу). Обучаемый изучает теорию, решает задачи, после чего результаты его деятельности поступают в программу (обратная связь).

Достаточно важным моментом в ходе познавательной деятельности обучаемого является его умственная деятельность, в ходе которой обучаемый сам формулирует вопросы, возникающие в ходе обучения, и сам отвечает на них. Программа получает информацию о ходе обучения, анализирует ее, выставляет оценку обучаемому и принимает решение о дальнейшем ходе обучения. В результате у обучаемого вырабатываются определенные знания, умения и навыки, которые будем называть результатом обучения.

Также в программу входит адаптирующая часть. Ее задача состоит в коррекции хода обучения, т. е. настройке его под конкретного обучаемого. Она получает информацию о цели и результате обучения, сравнивает их и корректирует работу обучающей программы и ход познавательной деятельности обучаемого.

Таким образом, можно сказать, что результат обучения есть функция от цели обучения и коррекции.

Если рассмотреть систему «преподаватель — учебная программа — обучаемый», то схема обучения примет вид. В этой схеме главное место занимает преподаватель. Он ставит цель обучения, получает информацию о ходе обучения и может вносить дополнительную коррекцию в работу программы и в ход познавательной деятельности обучаемого наравне с адаптирующей частью.

Рис. 1.2.

Рис. 1.3.