17.2 Организация пользовательского интерфейса

Пользовательский интерфейс это один из ключевых компонентов успеха педагогического про­граммного средства. Эргономичность интерфейса определяет степень мотивации к обучению Итак, оценив возможности сред программирования, обратимся непосредственно к особенностям соз­дания ППС на языках программирования.

1. Использование компонент доступа к базам данных ADO

2. Использование сетевых компонент INDY

3. Использование компонента IE для отображения

4. Компоненты ComboBox, ListBox, CheckBox, Radiogrop, Panel,

В первую очередь, необходимо определиться с теми элементами управления которые могут потребо­ваться как для представления учебной информации, так и для организации взаимодействия пользова­теля и ППС. Таким образом условно разделим компоненты интерфейса на две большие группы по функциональным признакам:

1. Компоненты представления учебного материала

2. Компоненты поддержки взаимодействия пользователя и ППС

Компоненты представления учебного материала

Предъявляемая учебная информация может быть:

Текстовой;

Графической;

Звуковой;

Анимацией или видеопотоком.

В этой связи должны выбираться соответствующие компоненты библиотеки VCL. При этом для каж­дой цели могут служить различные элементы пользовательского интерфейса.

17.3 Программная реализация линейной и разветвленной стра­тегии обучения

Со школьных и институтских времен мы привыкли к линейным стратегиям обучения. Они более по­нятны, но менее эффективны. Линейная стратегия подобна изучению алфавита: сначала А, потом Б, В, Г... потом простые слова, предложения и т.п. Другое дело обстоит с нелинейными стратегиями обучения.

Нелинейные стратегии обучения могут быть как простыми, так и достаточно развитыми и сложными с точки зрения их описания и реализации. Приведем некоторые примеры. Можно предположить, что нелинейные - объемные стратегии подобны отдельным мазкам на холсте, которыми постепенно за­полняется вся картина, каждый элемент которой уже некая самодостаточная работа. Здесь можно выделить целый ряд стратегий:

• Точечная Стратегия - попадание одним действием в цель (если это целесообразно в дан­ном случае);

• Линейная Стратегия - цепочка последовательных действий, в которой каждое действие за­висит от исхода предыдущего, но не зависит от последующих действий - заранее заплани­рованная схема, типа изучения алфавита.

• Циклическая Стратегия - ситуация после получения результатов на одной из стадий обу­чения, когда есть смысл вернуться к одному из предыдущих этапов - например, ученик "созрел" для более глубокой проработки уже пройденной темы заново. Такое обучение идет циклически, каждый раз до конца какого-то этапа, но на все большую и большую глубину.

• Разветвленная Стратегия - действия одновременно (или быстропеременно) по нескольким разным направлениям. (Перескоки с темы на тему или параллельная работа сразу с не­сколькими уровнями). Действия ведущего в такой ситуации могут как бы не зависеть одно от другого.

• Адаптивная Стратегия - сначала определяется первое действие. Далее - отсутствие схемы - каждое последующее действие зависит от результата предыдущего и схема поиска всегда исходит из наиболее полной на данный момент информации. Непрерывная импровизация.

• Стратегия Случайного Поиска - абсолютное отсутствие плана. Стратегия пригодна, когда нужно найти множество отправных точек для независимого поиска в широком поле неоп­ределенностей.

• Хаотическая Стратегия - сбивание некой жесткой направленности потока реакций учени­ка. Это хаотическое изменение переменных характеристик с целью блокировки и пере­ключения с доминирующего жесткого потока реакций.

Более сложны для описания стратегии, которые «вложены» одна в другую. Например, часть обуче­ния идет как линейная последовательность этапов, но внутри каждого этапа имеется своя стратегия, предположим, циклическая на одном и разветвленная на другом. Или наоборот, в целом обучение идет по принципу циклической стратегии, этапы внутри которой организованы линейно. А внутри какого-то этапа ряд техник и технологий выстроен адаптивно или хаотично. Внутри отдельных тех­ник слова, жесты и т.п. тоже могут организовываться по какой-то оптимальной стратегии. Комбинации сочетаний и вложенности стратегий бесконечны и уникальны в каждом конкретном случае и их использование опирается, опять же, на «видение» преподавателем дидактических, пси­хологических целей.

Среди линейных и разветвленных стратегий обучения, применяемых в педагогических программных средствах, следует выделить две, которые представляют собой алгоритмы программированного обу­чения. Это линейный алгоритм Скиннера и нелинейный алгоритм Краудера, который является логи­ческим продолжением и развитием первого.

Линейный алгоритм Скиннера. Второй закон был назван законом эффекта : если связь между ситуацией и реакцией сопровождается состоянием удовлетворенности (удовольствия) индивида, то прочность этой связи возрастает и на­оборот: прочность связи уменьшается, если результат действия приводит к состоянию. В начале 50-х годов Б. Ф. Скиннер разработал в весьма технологичную методику обучения, названную в дальней­шем линейным программированием. В основу своей методики Скиннер положил универсальную формулу:

где:

С - ситуация,

Р - реакция,

П - подкрепление.

Учебный материал Скиннер предлагал разбивать на мелкие дозы, каждая из которых должна содер­жать одну ситуацию. Ситуации должны быть настолько простыми (что почти автоматически обеспе­чивалось малостью доз учебного материала), чтобы реакции на них практически всегда были пра­вильными. По мнению Скиннера, правильное выполнение учебного задания уже само по себе явля­ется положительным подкреплением и приводит учащегося в состояние удовлетворенности. В текстах программированных учебных пособий Скиннера содержались пропуски (ситуации) - один пропуск на фразу из 2-3 строк. Пропущенные слова располагали на полях страницы. Учащийся, изу­чая такое пособие, сначала закрывал поля, читал текст, вставляя пропущенные слова, и сразу же проверял себя, открывая ответы. Тексты учебных пособий были написаны таким образом, чтобы в процессе их чтения обеспечивалось многократное повторение всех существенных элементов учебно­го материала.

Применение программированных пособий Скиннера в профессионально-технических училищах США оказалось успешным: существенно сократилось время обучения, повысилась квалификация обучаемых рабочих. Однако здесь же обнаружились и недостатки методики линейного программи­рования:

• нудность и излишняя «механизация» действий учащихся при чтении программирован­ных текстов;

• отсутствие системности, целостности в восприятии учебного материала (большое ко­личество мелких доз не способствует обобщениям);

• правильность выполнения простых заданий является положительным подкреплением лишь на первых порах чтения пособия, в дальнейшем правильное выполнение простых ситуаций уже не приносит чувства удовлетворенности;

Иногда модель линейного программирования предложенную Скиннером трактуют несколько иначе, заменяя пропуски в тексте фраз любой другой формой контроля, например вопросом с вариантами ответа. Например, согласно подходу Скиннера весь учебный материал должен быть разбит на ма­ленькие порции таким образом, чтобы каждую из этих порций учащийся мог легко усвоить. В конце каждой порции предусматривается контроль любой формы. Легкость усвоения учебного материала должна обеспечивать не менее 95% процентов правильных ответов. Основной проблемой при разра­ботке обучающих программ является структуризация учебного материала, подбор учебных порций, обеспечение их усвоения. На сегодня существует только экспериментальный метод решения данной проблемы содержание порций определяется и подбирается экспериментально на основе анализа ре­зультатов контроля с учетом образовательного уровня учащихся.

Преимуществом подхода Скиннера является относительная независимость механизма мотивации от индивидуальных психологических свойств учащихся. Однако он требует достаточно жесткого управления учащимся в образовательной среде, состоящего в ограничении свободных действий учащихся и предоставлении им только того учебного материала, который может быть усвоен уча­щимся, и только в том направлении, которое определено задачей обучающей программы.

Тем не менее, применение скиннеровского подхода при разработке профессиональных образовательных сред является оправданным, поскольку существуют многочисленные экспериментальные проверки его эффективности при профессиональной подготовке и переподготовке. Другие же под­ходы к внешней мотивации при проектировании ППС для решения педагогических задач, изучены в настоящее время недостаточно.

Нелинейный алгоритм Краудера. Значительная часть недостатков линейного алгоритма Скиннера была устранена в предложенной Н. А. Краудером схеме разветвленного программирования (рисунок 9.1). Краудер предложил увеличить дозу информации со скиннеровских 2-3 строк до примерно половины страницы. Типовая ситуация (задание) у Краудера состояла из вопроса и трех вариантов ответов: правильный ответ, неточного и абсолютно неправильного. При неточном ответе учащемуся предлагалось ознакомиться с уточняю­щим материалом, назначение которого заключается в коррекции понимания сущности излагаемой темы. При абсолютно неправильном ответе учащемуся предоставляется возможность изучить тот же, но более подробно изложенный материал с различными видами помощи и подсказки. Только по­сле правильного ответа на поставленный вопрос по разделу учащийся получал положительное под­крепление в виде подкрепляющего полученные знания материала. Положительное подкрепление не является обязательным элементом алгоритма. Его целевое назначение мотивировать студента к уче­нию через положительную оценку его способностей. Обучающийся переходит к следующей дозе информации только при успешном ответе на воп рос. Таким образом, схема разветвленного про­граммирования имела три пути: для сильных, средних и слабых учащихся.

Рисунок 17.1 - Схема разветвленного алгоритма Краудера

Если произвести анализ представленного алгоритма Краудера с точки зрения его программной реали­зации средствами вычислительной техники, то возникает логичный вопрос - как классифицировать ответы обучающегося по репперным точкам - правильный, частично правильный и абсолютно не­правильный? Единственное решение - это предъявить задание закрытого типа с возможностью вы­бора единственного ответа из предлагаемого множества, но в этому случае появится вероятность тривиального угадывания абсолютно правильного ответа. Поэтому, формулируя вопрос необходимо руководствоваться основополагающими правилами тестологии.

Представленный алгоритм условно делит обучающихся на 3 группы - сильные, средние и слабые. Ранее рассматривались адаптивные обучающие системы, которые имеют весьма высокую педагоги­ческую эффективность. Эти системы задавая наводящие вопросы относили обучаемого к одной из моделей ученика заранее предусмотренной разработчиками. Естественно, чем больше объем базы моделей, тем точнее могут быть описаны психико-физиологические свойства обучаемого, а также его умственные способности. К тому же не следует забывать, что многие ученики показывая бле­стящие результаты на одной теме, могут встать в один ряд со слабыми учениками при изучении другой темы. В этой связи целесообразней использовать несколько модифицированный алгоритм Краудера (рисунок 9.2), хотя его программная реализация, а так же методическая и педагогическая подготовка исходных материалов будет более трудоемка.

Рисунок 17.2 -Адаптированный алгоритм Краудера

Представленный алгоритм подразумевает деление теоретического материала на k уровней сложно­сти. Первый уровень является самым сложным, k-уровень самым простым. На каждом из уровней раскрывается сущность одной и той же дозы информации текущего этапа обучения, но с различной степенью сложности. Естественно, чем проще уровень, тем более объемнее будет разъяснение ма­териала, но на более простом языке. Отвечая неверно на вопрос, обучаемый как бы «проваливается» на более низший уровень получая тем самым более простую дозу информации и, соответственно бо­лее простой вопрос. Отвечая на вопрос низшего уровня обучаемый не переходит к следующему эта­пу обучения, а вновь знакомиться с материалом более сложного уровня и отвечает на ранее задан­ный вопрос. Переход к следующему этапу обучения возможен только при правильном ответе на во­прос самого высшего уровня сложности.

Несмотря на острую критику за принципиальное невмешательство в мышление учащегося (бихевиористы управляют лишь его поведением), бихевиористская теория обучения получила широкое рас­пространение и была реализована в ряде технических обучающих устройств. И в настоящее время универсальная схема этой теории (ситуацияреакцияподкрепление) в ее линейной или разветв­ленной форме является стержневым фрагментом многих компьютерных обучающих программ.

Вопросы для самоконтроля: