Вопросы для самоконтроля

1. Что представляет собой автоматизированная обучающая система?

2. На какие типы делятся АОС по степени автоматизации основных функций?

3. Что является основой селективных АОС?

4. Назовите основные этапы разработки и внедрения АУК.

5. Какой тип АОС относят также к АОС с интеллектуальными возможностями?

6. Назовите основные функциональные подсистемы ИОС.

7. Какая подсистема осуществляет ввод ответа обучаемого на сгенерированную проблему и сравнение его с решением, полученным проблемным решателем?

8. Что может рассматриваться в качестве серьезного недостатка ИОС?

9. Что является основным требованием, предъявляемым к автоматизированным обучающим системам?

10. Кто является автором линейных программ?

11. Назовите основные особенности разветвленных программ Н.Краудера.

Лекция № 6

6. Исследование и разработка модели обучения навыкам алгоритмической природы (монап)

6.1 Психолого-педагогические основы построения модели обучения

Разработка и внедрение автоматизированных обучающих систем требует анализа психолого-педагогических теорий обучения и использования их концепций в процессе проектирования АОС. В настоящее время существуют или находятся в стадии развития значительное число теорий обучения: ассоциативно-рефлекторная теория усвоения, теория поэтапного формирования умственных действий, бихевиористическая, гештальтистская, концепция проблемного обучения и ряд других. При этом глубина разработки этих теорий различна, а иногда и взгляды этих теорий на организацию процесса обучения не совпадают. Значительная часть исследователей (психологи, педагоги, специалисты в области разработки и внедрения АОС) указывают на отсутствие в настоящее время действительно эффективной теории обучения. Как отмечено академиком А.И.Бергом, "Проблема выявления методов мышления, рассуждения (а также проблема способов обучения этим методам) еще недостаточно разработана". В существующих условиях в качестве психолого-педагогической основы организации автоматизированного обучения целесообразным является выбор наиболее значительных в отечественной психологии теорий обучения: ассоциативно-рефлекторной теории усвоения и теории поэтапного формирования умственных действий.

Указанные теории обучения изложены в содержательных терминах психолого-педагогических понятий и не могут непосредственно использоваться при автоматизации учебного процесса. Задача состоит в том, чтобы осуществить формализацию выделенных аспектов рассмотренных теорий обучения с целью их дальнейшей автоматизации. В основе требуемой формализации лежит алгоритмический подход к организации процесса обучения (алгоритмизация в обучении). Сущность алгоритмизации в обучении заключается в решении следующих двух основных проблем:

• разработки алгоритмов решения определенных задач и обучения им учащихся;

• построения алгоритмов самого обучения, т.е. алгоритмов, используемых обучающим (преподавателем или компьютерной системой обучения) в процессе обучения.

Требование разработки алгоритмов решения определенных задач и обучения им учащихся естественным образом следует из основных положений теории поэтапного формирования умственных действий и теории уровней усвоения В.П.Беспалько. Необходимо отметить двойственный характер рассматриваемых алгоритмов решения задач: с одной стороны они служат средством усвоения некоторой суммы знаний, с другой стороны одновременно входят и в содержание цели обучения.

Разработка алгоритмического предписания является, в общем случае, слабоформализуемой, многокритериальной задачей, решаемой экспертом-педагогом. В результате анализа предметной области обучения выбираются базовые (первичные) элементы, представляющие собой простые понятия (концепты), на основе которых строится рассматриваемый учебный материал. При этом некоторые понятия, являясь базовыми для одной предметной области, в другой могут оказаться сложными, производными понятиями. С учетом выбранных базовых элементов и на основе структурно-алгоритмического анализа деятельности по решению задач определенного класса осуществляется выделение типовых операций, составляющих содержание рассматриваемой деятельности. Под типовой операцией понимается законченная по смыслу, учитывающая специфику предметной области обучения операция, предполагающая элементарные действия над первичными элементами (концептами). Обучение учащихся алгоритмам решения определенных задач осуществляется через управляемое и контролируемое выполнение учебных заданий. В связи с этим актуальной является задача формализации, а на ее основе и автоматизации функции формирования учебных заданий с требуемыми свойствами обеспечивающими усвоение рассмотренных алгоритмических предписаний. Решение поставленной задачи позволит существенно снизить затраты на осуществление процесса обучения и освободит преподавателя от значительного объема рутинной работы по формированию необходимой последовательности указанных учебных заданий.

Второй основной проблемой алгоритмического подхода к организации процесса обучения является построение алгоритмов самого обучения. Рассмотрение вопросов разработки алгоритмических предписаний и обучения им учащихся позволило определить основную функцию алгоритмов обучения – определение свойств заданий, обеспечивающих усвоение алгоритмических предписаний, разработанных экспертом-педагогом. Определение указанных свойств должно осуществляться с учетом общих принципов обучения, выявленных при анализе ассоциативно-рефлекторной теории обучения, а именно:

• определение свойств учебных заданий и выдача подкреплений должны осуществляться на основе идентификации знаний обучаемого на каждом шаге обучения;

• в процессе обучения должен соблюдаться принцип перехода от усвоения простого учебного материала к сложному;

• переход к усвоению нового учебного материала должен осуществляться в случае успешного усвоения предыдущего материала;

• в процессе обучения должна осуществляться стабилизация субъективной степени трудности учебных заданий для каждого обучаемого.

Завершением этапа формализации рассмотренных проблем организации процесса обучения является разработка соответствующей модели обучения, обеспечивающей решение поставленной задачи - осуществление управления процессом обучения навыкам алгоритмической природы (описываемым с помощью алгоритмических предписаний).