Интеллектуальные Навчальні Середовища як альтернативи вчителю: корисність і можливість застосування

Интеллектуальные Навчальні Середовища як альтернативи вчителю: корисність і можливість применения

Предметно-ориентированные інтелектуальні навчальні среды

В 70-х — початку 80-х дослідження у сфері ИОС обмежувалися спробами навчити дуже докладно вузькому предмета. Sleeman і Brown (1992) виступав із критикою цього напряму, зазначаючи те що, що «ИОС повністю відмовилися від одній з ранніх цілей комп’ютерного навчання, саме, для підтримки широких навчальних курсів (КК) і сконцентрувалися на … вужчих предметах».

Однако, нині у сфері комп’ютерного і програмованого навчання початку складатися нова тенденція. З появою мультимедійних CD-ROM-дисков очевидно, що комп’ютери здатні навчати великому обсягу першочергових, повчальних знань, представляючи їхнього в привабливою формі, мотивуючої процес обучения.

Роль учителя

Подход, лежить у основі інтелектуального комп’ютерного навчання, традиційно грунтується на імітації вчителя, приділяє індивідуальна увага кожному обучаемому і обучающему дуже вузької темі. Більшість студентів навчаються в інший спосіб. Від класного вчителя, ориентирующего свій урок на середнього обучаемого, вони отримують набагато «менш деталізовану» інформацію. Якщо в обучаемого виникають труднощі, вчитель побіжно аналізує проблему і коротенько пояснює обучаемому шлях розв’язання. Цілі дослідження, описаної у цій статті, наведено ниже:

построить інтелектуальну навчальну середу (ИОСр) для широких УК в основу середовища закласти эксперта-педагога строить Середовище як Експертну Систему (ЕС), яка імітує поведінка учителя при побудові середовища використовувати будь-які засоби мультимедіа для мотивації обучаемых апробировать систему на реальних обучаемых сделать висновок про значимість таких систем і їх перспективи на будущее.

Система WITS.

Автор статті з урахуванням описаного підходу побудував систему WITS (Whole-course Intelligent Tutoring System — ИОС для широких КК). Спочатку WITS розроблялася у проекті університету Loughborough (Великобританія). У час робота над системою ведеться в університеті Portsmouth (Великобританія). WITS є ЕС, яка імітує експертні укладання вчителя. WITS повністю написана на Пролозі. Система навчає Електроніці твердих тіл по комерційному видео-курсу, розробленого Epic Productions.

WITS спроектована відповідно до «традиційним» для ИОС напрямом, що включає Базу знань, Блок навчання дітей і Модель обучаемого (ті ж самі структуру використовували Khan and Yip, 1996). Проте, у «справжній статті структура системи описана дуже кратко.

Важной традиційної функцією навчання пояснення початкових, вступних знань. База знань у системі WITS організована в такий спосіб, що навчального курсу розділений на послідовності відеокліпів зі звуковим супроводом, слайдів зі звуковим супроводом без нього, текстових фрагментів та інших мультимедійних форм уявлення информации.

Блок навчання діє через середу (ИОСр), що містить три режиму навчання, з яких обучаемый здійснює вибір. Режим «простого навчання» представляє обучаемому матеріал курсу в оптимальному порядку; як «перегляду» не здійснюється будь-якого керівництва процесом навчання, але обучаемый має можливість вивчати матеріал у кожному порядку, використовуючи кошти пошуку чи ключове слово; режим вибору пропонує обучаемому систему меню, у тому числі він може вибрати уподобаний пункт. З іншого боку, обучаемый може переглянути довідку, інформаційні фрагменти, контрольні питання, звіт про своє результатах.

Модель обучаемого варта вчителя. Вона будується з урахуванням питань на кшталт «вибір», можливим відповідям куди приписують ймовірності. Натомість, щоб ставити оцінку лише пошук правильної відповіді, система приймає до уваги кожен відповідь обучаемого. З урахуванням ймовірностей відповіді аналізований питання формується нова загальна можливість, що студент вивчив курс. До жалю, у цій роботі неможливо описати всю техніку докладно (див. Callear 1998 (1) і (2)). Він ефективне методом тестування за використанням невеликої кількості значимих питань, заснованим на імітації вчителя, задає словесні вопросы.

Отличительной характеристикою методу оцінки, застосованої для WITS, і те, що може бути використана з оцінки кількох учнів одночасно самих і тієї ж питаннях (див. 4.2. ниже).

Оценка системы

Нижеследующее обговорення оцінки системи WITS зовсім позбавлений таблиці успіхів у через відкликання обмеженням розмірів статті. З результатами, обговорюваними далі можна ознайомитися в Callear, 1998 (1) і (2).

Данные, одержані від вбудованих параметров

WITS апробувалася на групі із шести школярів та трьох абітурієнтів. Група була настільки нечисленної внаслідок наявності лише одну комплекту устаткування (комп'ютер, програвач видеодисков і відеодиск), і навіть внаслідок віддаленості тестової лабораторії від школи, яку відвідували тестируемые. Взаємодія і системи досліджувалося з допомогою параметрів, вмонтованих у систему.

Оценки, отримані обучаемыми при обмеженому за часом взаємодії і системи, варіювалися від 3,9 до 7,6. Інші параметри показали більший розкид. Кількість раз використання кошти пошуку змінювалося від 0 для одного обучаемого до 165 і 187 двох інших, ці дві учнів використовували його з великим ентузіазмом. Кількість непорозумінь, тобто. кількість раз, коли системі доводилося говорити, що вона зрозуміла запит чи предмет пошуку, варіювався від 1 до 99. Більшість учнів жодного разу відмовилися від відповіді контрольне запитання, але один відмовився 17 раз.

Характер використання режимів середовища також варіювався. Один обучаемый провів усі час у одному режимі, двоє інших використовували лише 2 режиму. Проте більшість досліджували все три режиму, у своїй розподіл часу взаємодії по режимам було унікальним всім учнів. Розподіл часу між переглядом послідовностей відеокліпів, вирішенням всіх питань і взаємодією і системи будь-яким інакше також істотно змінювалося від однієї обучаемого до другому.

В середньому використання зворотний зв’язок через файл звіту здійснювалося 9 раз, троє учнів використовували цей засіб часто-густо — від 16 до 17 раз, тобто. практично після кожного виконаного питання. Інакше кажучи, вони виконували питання створення та відразу ж потрапляє дивилися, як змінився звіт зі своїми результатами.

Достоверность результатів оценки

WITS оцінює результати учнів у сфері запам’ятовування, розуміння, застосування і інтуїції (в основі узята класифікація з Bloom, 1956). 10 учнів, описуваних далі навчалися у одній школі. Вони тест, заснований на паперових носіях і у якому одні й ті запитання. Результати тесту аналізувалися з допомогою апарату теорії вероятностей.

После тестування учнів попросили оцінку своїх знань у сферах, оцінюваних WITS. З іншого боку, їх вчителів також попросили оцінити знання учнів. Оцінки WITS показали позитивні кореляції з оцінками, отриманими від вчителів, ні з самооцінками учнів всім 19 випадків. Ці кореляції можна було порівняти з кореляцією між оцінками учителів і самооцінками обучаемых.

Мнение учнів про WITS.

В доповнення до даних, отриманих від вбудованих параметрів, все користувачі системи заповнювали анкету.

Все дев’ять учнів вважають файл звіту про результати обучаемого, доступний в режимі он-лайн (чи зворотний зв’язок), «дуже» чи «цілком» корисним, — жодного негативного думки. Усі, крім одного, сказали, що файл звіту заохочував їх поліпшити своїх результатів. Останній відповів цей питання: «можливо». Усі обучаемые сказали, що звіт він дуже интересен.

Естественно-языковая зворотний, яка використовує ключове слово, викликала більше розбіжностей. Шестеро з країн знайшли її корисною. Інші сказали, що вони використовували натомість засіб пошуку, коли всі сказали, що вони знали про таку можливості. Проте, вбудована перевірка натискання клавіш показала, що п’ять (більшість) не домагалися успіху під час перегляду матеріалу з допомогою ключових слів. Можливо, це демонструє вроджене У цих учнів перевагу до більш структурованому способу навчання. Якщо це, це може мати далекосяжні висновки для Интернет-систем, які базуються на пошуку по ключовим і «гарячим» словам.

Значение таких систем, як WITS.

WITS була добре сприйнята користувачами. Обучаемые з допомогою WITS показували потім хороші результати. Деякі сказали, що взаємодію Космосу з системою нагадало їм комп’ютерні ігри. Це дуже важливий напрям, у якому ИОСр в недалекому майбутньому можуть пропонувати підходи, недоступні й інших середовищ і які мають високої мотивуючої здатністю. Комп’ютерні гри добре відомі студентів, у яких обучаемые постійно зустрічаються з перешкодами і йому миттєво видають зворотний зв’язок. Проектування ИОСр у бік ігор кидає серйозний виклик розробникам навчальних программ.

Обучаемые віддають перевагу більш структурованим методам навчання, що вони скоріш послідовно проходять з усього навчальному матеріалу чи можуть здійснювати пошук в ієрархічної системі меню, ніж открывать-закрывать навчальні сторінки з допомогою пошуку по ключовим словами. Це може мати велике значення для Интернет-основанных КК. Подобаються чи студентів існуючі Интернет-курсы, чи вони хотіли б їх поліпшити, про те, щоб навчатися продуктивніше, — це предмет для подальших исследований.

Различия використання обучаемыми системи варті уваги. Якщо студентів повідомити про кількості доступних режимів навчання, усі режими використовуватимуться з тим чи іншого ступенем інтенсивності. Це свідчить про тому, що можна пропонувати студентів максимально неабиякий асортимент возможностей.

Опыт побудови WITS показує, що навчальні середовища може бути побудовано з допомогою інтелектуальних і мультимедіа технологій, дозволяють використовувати функції управління навчальним курсом, функції навчання початковою (ознакомительным) до знань та функції оцінювання знань, тобто. функції, надані безпосередньо учителем.

В час розробляють нову версія WITS, у якій використовуватися цифрова техніка мультимедіа, а чи не відеодиски. Система запускатиметься з компакт-диска, і навіть буде доступна в Інтернет, ще, у ній з’являться додаткові режими навчання. Таким чином з’являється простір подальших досліджень у сфері оцінювання великих груп учнів та виваженості аналізу надійності отриманих результатів. Значне простір для досліджень існує й галузі оцінки корисності систем подібного типу у традиційному і дистанційному навчанні з єдиною метою перебування шляхів вдосконалення систем подібних WITS застосування в навчальному процессе.

Список литературы.

Bloom, B.S. 1956 Taxonomy of Educational Objectives, Longman Group Ltd, Harlow, Essex, UK.

Callear, D.H. 1998 (1) Addressing the Problem of Computer Aided Assessment — a Fundamental Approach, Proceedings of the Second Annual Computer Aided Assessment Conference, Loughborough University, 17−18 June, p. 76−84.

Callear, D.H. 1998 (2) A Student AssessmentModel Using Probabilities, RADICAL (Research and Development in Computer Assisted Learning), internal journal of the PACE Research Group at University of Portsmouth, Volume 6, p. 10−24, ISSN 1462−2157.

Khan, T. and Yip, Y.J., 1996, Pedagogic Principles of Case-Based CAL, Journal of Computer Assisted Learning, p. 172−192, Vol. 12, No 3.

Sleeman, D. and Brown, J.S., 1982, Intelligent Tutoring Systems, Academic Press. (Computers and People Series, Ed. Gaines, B.R.).