Основы управления процессом обучения

Общая схема автоматизированного управления процессом обучения с учетом специфики АО приведена на рис..1

В АОС характеристики обучаемых представляются в виде их моделей M_об В качестве модели используется вектор

Моб= {m_l(t), m₂(t),..., m_n(t)},

где n - число показателей m, характеризующих объект управления (обучаемого) и которые могут изменяться во времени t.

Модель знаний М_ЗН - это совокупность знаний, умений и навыков, которые необходимо сформировать у обучаемого.

На основании анализа информации о том, переведен ли объект управления М_об в требуемое состояние М_ЗН или нет, принимается решение о продолжении обучения. Процесс адаптации заключается в приспособлении системы управления к специфическим свойствам объекта. При этом выбор управляющего воздействия R (стратегии обучения) осуществляется на каждом шаге с учетом информации о принадлежности объекта к определенному классу.

Отнесение объекта к одному из классов осуществляется специальным блоком «Классификация обучаемых», использующим методы распознавания образов.

Стратегии R = {R₁ R₂ •...• Rk} хранящиеся в базе знаний АОС, соответствуют возможным функциям системы (диалог, контроль знаний, расчетный режим и др.) Выбор управляющего воздействия может заключаться в реализации одной определенной стратегии или их комбинации. Каждая стратегия обеспечивается соответствующей подсистемой ПСj•

С учетом модели обучаемого М_об на каждом шаге формируется структура диалога из набора сообщений D, хранящихся в базе знаний. На основе информации, получаемой из подсистемы ПСj в ходе обучения, происходит коррекция текущего состояния модели обучаемого М_об в схеме управления процессом обучения. Важным моментом в схеме управления обучением является учет и других составляющих данного процесса, таких как:

- модели системы памяти человека;

- психологического фактора (уровень безопасности, тревоги);

- степени удовлетворенности пользователя временем реакции системы.

Управление познавательной деятельностью

Как известно, при решении задачи АО необходимо ответить на три основных вопроса дидактики: «Чему учить?», «Кого учить?», «Как учить?», Первый из них определяет цель и содержание обучения, при этом необходимо разработать модель изучаемого предмета (дисциплины) Мп и модель знаний специалиста М_ЗН.

Модель предмета Мп включает в себя все темы дисциплины с учетом их взаимосвязей. В модели знаний Мзн отражается цель обучения (та часть знаний, умений и навыков, которыми должен обладать специалист данного профиля). На основе моделей Мп и Мзн составляется модель предмета для формирования специалиста данного профиля Мпз. В этой модели для каждой темы дисциплины указывается уровень ее изучения (<<знание», «умение», «знакомство» и др.)

Второй вопрос дидактики определяет объект обучения (состав, уровень познавательных способностей и др.) и используется для организации адаптивного диалога. Модель обучаемого Моб содержит информацию, необходимую для адаптации как к группе пользователей, так и к каждому пользователю в пределах группы.

Одна из составляющих модели Мпз позволяет сократить или расширить содержание отдельных тем дисциплины. В результате синтеза указанных моделей получаем модель для формирования специалистов данного профиля из исходного контингента обучаемых Мпо.

Третий вопрос дидактики определяет методы обучения, при этом разработка моделей управления Мупр сводится к выбору вида управления (разомкнутое, замкнутое, смешанное), вида информационных процессов (рассеянные, направленные), типа и вида обучающих программ (ПО).

Модель управления познавательной деятельностью можно схематично пред­ ставить, как показано на рис. 32.2.

Таким образом, управление познавательной деятельностью осуществляется с помощью двух взаимосвязанных комплексов моделей Мпзо и Мупр.

Разработка моделей автоматизированного обучения

При разработке моделей АО необходимо использовать директивные документы руководящих органов, квалификационные характеристики специалистов, типовые и рабочие учебные программы по данной дисциплине, а также мнение специалистов этой области.

Модель предмета Мп удобно представить в виде квадратной матрицы размерностью, равной числу разделов (тем) в предмете. Модель Мп формируется следующим образом:

- По учебной программе составляются список всех разделов предмета и списки тем, входящих в каждый раздел.

- По каждому разделу из нескольких тем составляется матрица смежности.

Номер раздела указывается рядом с матрицей, номера тем - по диагонали, а общая нумерация - с левого бока и сверху.

Матрица заполняется по горизонтали. Связь между темами указывается в соответствующей клетке цифрами 1, 2, 3 или 4 в зависимости от степени связи. Если темы данного раздела связаны с темами из другого раздела, то к матрице добавляется еще один столбец.

При правильно определенной последовательности изучения учебного материала для каждой темы должна быть связь с предыдущей темой, то есть должна быть заполнена лишь нижняя половина матрицы (ниже главной диагонали).

Модель предмета Мп представляет собой одну из разновидностей структурно­ логических схем. Наглядной формой изображения модели М_ЗН является логический ориентированный граф.

Графовая модель, ориентированная на достижение конечной цели обучения специалиста, у которой ветви обеспечивают формирование каждого умения по данной дисциплине, а использование логических вершин (и/или) позволяет отразить условия поэтапного формирования умений и навыков, которые необходимы будущему специалисту.

Модель обучаемого М_об отражает процесс познавательной деятельности обучаемого. Все компоненты этой модели-вектора М_об можно объединить в две составляющие:

Моб = {Моб1, Mоб2}.

Составляющая Моб1 содержит компоненты m_i, отражающие предшествующий опыт обучаемого, то есть уровень знаний, умений и навыков по ранее изучавшимся родственным дисциплинам.

Моб1 = {m₁1, m₂1,..., m_n 1},

где m_i1- уровень сформированности знаний по i-й дисциплине, а n _ число изученных дисциплин.

В общем случае модель Моб1 представляет собой набор показателей:

- тема дисциплины;

- оценка за тему;

- время изучения;

- ранг обучаемого (слабый, средний, сильный) и другие.

В простейшем случае в качестве уровня сформированности знаний m_i1 используются оценки обучаемого по родственным дисциплинам.

Вторая составляющая модели

Моб2 = {m₁2, m₂2,..., m_k2},

где mj2 _ компоненты, характеризующие индивидуальную работу обучаемого в ходе диалога; k - число компонентов.

На основе анализа деятельности пользователей в диалоговых системах в качестве компонент mj2 составляющей модели Моб2 можно рассмотреть следующие:

m₁2 - количество баллов за решение учебных задач;

m₂2 - число сеансов работы с диалоговой системой;

m₃2 - число обращений за помощью;

m₄2 - число до конца выполненных заданий;

m₅2 - число попыток выполнения заданий;

m₆2 - среднее время на решение задания;

m₇2 - число ошибок при выборе режима работы;

mk2 - другие компоненты по необходимости.

Накапливая в ОП показатели m_j2 и далее их анализируя, можно организовать разветвленный диалог.

В простейшем случае допускается не учитывать модель Моб но в этом случае ОП не будет удовлетворять требованиям обучения с индивидуальной адаптацией.

Дата добавления: 2014-01-20