Abstract

Iteration methodology for solving problems and checking up is developed for teaching of solving tasks. Proposed model of iteration methodology for solving problems and checking up (IMTC) is done through a convenient interface and a flexible reference system to refer to lectures, glossaries and reference books. The basic advantage of the model is low system requirements for the software and absence of the necessity of special training for the user. Additional modules (the calculator of mathematical formulas, the calculator of definitions and the calculator of numerical calculations) for electronic text-book on physics are meant to delete disadvantages and to limit significantly the usage of the control text form for material perception so that a user will be rescueвfrom simple guessing answers.

Дополнительные программные модули для электронного решебника по физике, основанного на итерационном способе обучения и контроля Росткова т.Б. (lokboor@obninsk.Com), Щёголев ю.А. (Jura@itxp.Ru)

Обнинский Государственный Технический Университет атомной энергетики (ИАТЭ),

Электронный учебник по физике основан на тестовой форме. В процессе неоднократной работы в электронном пособием по общей физике пользователь может визуально запомнить правильные ответы, интерпретируя их как самое длинное определение, самая большая формула, ноль, самый короткий ответ и т. д.. С ростом числа попыток пройти режим контроля, пользователь подсознательно (машинально) выделяет правильные ответы, зачастую не читая их содержание до конца и не анализируя их в процессе решения. В наглядно похожих итерациях различных задач правильные ответы разные. Поэтому при таком способе контроля возникает много ошибок и снижается эффективность обучения пользователя физике. Кроме того, тестовая система контроля даёт достаточно высокую вероятность простого угадывания ответов.

Для устранения недостатков тестовой формы обучения и контроля разработаны калькуляторы математических формул, калькулятор определений и калькулятор для численных расчетов.

Интерфейс калькулятора математических формул схож с обычным калькулятором: дисплей и набор кнопок. На кнопках изображены символы из формулы: векторы, скаляры, интегралы, математические знаки и т. д. Пользователю необходимо из предложенного набора, как присутствующих, так и отсутствующих в формуле символов составить выражение и протестировать его на верность. В случае правильного ответа крупным планом на экран монитора выводиться формула в том виде, в котором она записывается в физических законах и определениях, иначе выводится окно с комментариями.

При таком способе контроля практически невозможно не зная правильного содержания формулы наугад составить выражение. Это побуждает пользователя обратиться к справочнику, лекциям, глоссарию, вернуться на предыдущие шаги решения задачи и более глубоко проанализировать их.

Алгоритм калькулятора определений основан на разбиении определения на ключевые фразы или отдельные слова. Пользователю предлагается из предложенного набора как входящих в состав определения ключевых слов и фраз так и не входящих составить определение и проверить его на верность. При правильном наборе ключевых слов и фраз подобно калькулятору математических формул на экран монитора выводится полная содержательная формулировка определения. Такой подход еще раз заставляет пользователя прочитать и просмотреть определение или формулу, тем самым развивая визуальную память пользователя и закрепляя его знания. В случае, если пользователь принципиально ошибся, например, в определении присутствует ключевая фраза «положительный заряд», а выбрана «отрицательный заряд», выдается окно комментария с гибкой системой ссылок или подробным объяснением ошибки. При каждом обращении пользователя к калькулятору определений ключевые фразы и слова перемешиваются. Калькулятор определений – это мощный инструмент, заставляющий пользователя вникнуть в суть определения, детально его разобрать и понять логику его построения.

В большинстве задач на последнем шаге решения требуется произвести численные расчеты и выбрать правильный вариант ответа. Но при выборе из предложенного списка ответов опять существует вероятность визуально запомнить или просто угадать конкретное число! Поэтому для выполнения численных расчетов эффективнее предложить пользователю воспользоваться калькулятором.

Такой калькулятор разработан и представляет собой Web-страницу с условием задачи, формулой решения, с тремя полями для ответа (числовое поле, поле для ввода порядка, поле размерности), с полем для черновика и с обычным калькулятором для численных расчетов, внешне напоминающим калькулятор системы Windows. Существующая диагностика позволяет пользователю увидеть, в чем именно он ошибся: в числовых расчетах, в порядке числа или в размерности. Данная диагностика анализирует ответ, введенный пользователем, вплоть до регистра букв, например: «МДж», или «мДж», или «мдж», и выводит соответствующее сообщение или окно с комментариями с различным набором ссылок на справочник, глоссарий и лекции. Это очень удобный способ заставить пользователя анализировать ответ, тем самым, заставляя его еще раз обратиться к справочному и лекционному материалам для закрепления его знаний.

Таким образом, калькуляторы математических формул, калькулятор определений и калькулятор численных расчетов предназначены устранить недостатки тестовой формы контроля и избавить пользователя от простого угадывания. Это очень удобный способ заставить пользователя анализировать ответ, тем самым, заставляя его еще раз обратиться к справочному и лекционному материалам для закрепления его знаний.

Литература

1. Итерационный способ обучения решению задач и контроля успеваемости (ИСОК). Материалы XV Международной Конференции «Применение новых технологий в образовании» - Троицк, 2004, с.325

2. Демонстрационный вариант Итерационного Способа Обучения и Контроля (ИСОК). Материалы XV Международной Конференции «Применение новых технологий в образовании» - Троицк, 2004, с.324