Основные принципы построения компьютерных обучающих программ

Cоздание электронных обучающих систем — это один из перспективных способов повышения эффективности процесса обучения.

Объектом управления при обучении является обучаемый. Субъектами управления выступают преподаватель и обучающая система (т.к. она не заменяет, а дополняет преподавателя).

Целью обучения, т.е. целью работы обучаемого с обучающей системой является получение:

• · знаний по конкретной предметной области;
• · умений применять различные методы и алгоритмы;
• · навыков решения задач;
• · оценки приобретенных знаний, умений и навыков.

Цель и результат деятельности обучаемого образуют учебную деятельность. Учебная деятельность организуется не объектом деятельности (обучаемым), а субъектом (преподавателем). Для того, чтобы цель и результат совпадали, необходимо управление учебной деятельностью. Результат учебной деятельности является свойством самого субъекта. Исходя из этого, учебная программа должна включать в себя 3 основные части:

Основные принципы создания программы пользователя SCADA-системы ОВЕН Телемеханика ЛАЙТ

• · теоретическую,
• · тренирующую,
• · контролирующую,

а процесс обучения можно представить схемой (рис. 1.1.):

Обучающие системы можно классифицировать на две группы:

• · селективные
• · интеллектуальные или экспертные.

В селективных обучающих системах управление обучением (определение формы, содержания, последовательности информационных кадров, тестов, задач, помощи и т.д.) осуществляется автором системы. При этом каждый обучаемый проходит один и тот же путь обучения, то есть нет адаптации к каждому конкретному обучаемому.

Достоинство таких систем — универсальность, то есть предметная независимость. Недостаток — низкая адаптивность. Схематично такую обучающую систему можно представить на рис. 1.2.

Рассмотрим кратко назначение всех систем.

• · Система формирования задания. Предназначена для генерации задач в соответствии со степенью обученности обучаемого. Представляет из себя совокупность базы данных с заданиями и подпрограммы, формирующей или выбирающей задание из базы. Сгенерированное задание поступает обучаемому и на систему диагностики.
• · Система диагностики. Предназначена для контроля знаний обучаемого. Она осуществляет ввод ответа, сравнивает его с правильным ответом и принимает решение о правильности выполнения задания.
• · Система модели обучения. Предназначена для формирования последовательности обучения. Принимает информацию о результатах обучения и принимает решение о продолжении обучения.
• · В интеллектуальных обучающих системах управление обучением определяется самой обучающей системой на основании результатов обучения. Здесь сценарий обучения формируется динамически в соответствии с текущей ситуацией. Реализация осуществляется на основании знаний о предметной области, о процессе обучения, об обучаемом. Недостатком является предметная ориентация, то есть привязка к конкретной предметной области. Схематично такую обучающую систему можно представить на рис. 1.3.
• · Система — решатель проблем. Его назначение — решение сгенерированного задания. Наличие данной системы позволяет отказаться от предварительного формирования заданий и эталонных ответов к ним. Однако, создание подобного решателя, пригодного для любой области знаний, невозможно.

Одной из основных функций учебной программы является управление познавательной деятельностью обучаемого. Для этого программа должна получать сведения о ходе процесса обучения, об усвоении обучаемым учебного материала, о результатах тестирования и выполнения практических заданий. То есть в системе “учебная программа — обучаемый” должна присутствовать обратная связь.Обратная связь может быть двух видов: внутренняя и внешняя.

Основы Программирования — #1 — Логика. Алгоритмы

Внутренняя обратная связь — это информация, которая поступает от обучающей программы к обучаемому в ответ на его действия при выполнении заданий. Она предназначена для самокоррекции обучаемым своей учебной деятельности и дает возможность обучаемому сделать осознанный вывод об успешности или ошибочности учебной деятельности. Она является стимулом к дальнейшим действиям, помогает оценить и скорректировать результаты учебной деятельности. Различают консультирующую и результативную внутреннюю обратную связь. Консультация может быть разной: помощь, разъяснение, подсказка, наталкивание и т.п.

Внешняя обратная связь — это информация, которая поступает от обучающей программы к преподавателю. С ее помощью он корректирует учебную деятельность обучаемого, а также может скорректировать сценарий обучения.

Как видно из схемы, на обучающую программу поступает цель обучения. В соответствии с этой целью программа выдает обучаемому теоретический материал, примеры, задания, а также информацию, которая управляет ходом обучения (например, помощь при навигации по учебному материалу). Обучаемый изучает теорию, решает задачи, после чего результаты его деятельности поступают в программу (обратная связь).

Достаточно важным моментом в ходе познавательной деятельности обучаемого является его умственная деятельность, в ходе которой обучаемый сам формулирует вопросы, возникающие в ходе обучения, и сам отвечает на них. Программа получает информацию о ходе обучения, анализирует ее, выставляет оценку обучаемому и принимает решение о дальнейшем ходе обучения. В результате у обучаемого вырабатываются определенные знания, умения и навыки, которые будем называть результатом обучения.

Также в программу входит адаптирующая часть. Ее задача состоит в коррекции хода обучения, т.е. настройке его под конкретного обучаемого. Она получает информацию о цели и результате обучения, сравнивает их и корректирует работу обучающей программы и ход познавательной деятельности обучаемого.

Таким образом, можно сказать, что результат обучения есть функция от цели обучения и коррекции.

Если рассмотреть систему “преподаватель — учебная программа — обучаемый”, то схема обучения примет вид. Как видно из схемы, на обучающую программу поступает цель обучения. В соответствии с этой целью программа выдает обучаемому теоретический материал, примеры, задания, а также информацию, которая управляет ходом обучения (например, помощь при навигации по учебному материалу). Обучаемый изучает теорию, решает задачи, после чего результаты его деятельности поступают в программу (обратная связь).

Достаточно важным моментом в ходе познавательной деятельности обучаемого является его умственная деятельность, в ходе которой обучаемый сам формулирует вопросы, возникающие в ходе обучения, и сам отвечает на них. Программа получает информацию о ходе обучения, анализирует ее, выставляет оценку обучаемому и принимает решение о дальнейшем ходе обучения. В результате у обучаемого вырабатываются определенные знания, умения и навыки, которые будем называть результатом обучения.

Также в программу входит адаптирующая часть. Ее задача состоит в коррекции хода обучения, т.е. настройке его под конкретного обучаемого. Она получает информацию о цели и результате обучения, сравнивает их и корректирует работу обучающей программы и ход познавательной деятельности обучаемого.

Таким образом, можно сказать, что результат обучения есть функция от цели обучения и коррекции.

Если рассмотреть систему “преподаватель — учебная программа — обучаемый”, то схема обучения примет вид. В этой схеме главное место занимает преподаватель. Он ставит цель обучения, получает информацию о ходе обучения и может вносить дополнительную коррекцию в работу программы и в ход познавательной деятельности обучаемого наравне с адаптирующей частью.

Источник: studwood.net

Основные этапы разработки компьютерной обучающей системы и их особенности

В статье описывается методика разработки обучающей системы на примере создания интерактивного приложения для детей, посвященному технике безопасности.

Ключевые слова

СЦЕНАРИЙ, ОБУЧЕНИЕ, ИНТЕРАКТИВНОЕ ПРИЛОЖЕНИЕ, ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ

Текст научной работы

Современное информационное общество требует новых методик и технологий, используемых в образовательном процессе. Классическая форма подачи нового материала зачастую становится ребенку скучной и мало интересной. Применение в процессе обучения специальных интерактивных программ, построенных по принципу компьютерных игр, порой может оказаться единственно возможным способом, чтобы привлечь и заинтересовать обучающихся [1-3].

Разработка обучающей системы по некоторой заданной теме условно может быть разбита на несколько этапов (рис. 1). Рассмотрим основные задачи, решаемые на каждом этапе.

Предварительный этап создания обучающей системы

На предварительном этапе проводятся исследования потребительской аудитории и на основе полученных результатов подбирается материал, представляемый в обучающей системе. На этом этапе выявляются уже существующие программы в данной области и выбирается программное средство, которое позволит реализовать поставленную задачу. Тип целевой аудитории позволяет определить основные требования к разрабатываемой программе. Обуславливаются цели обучения и степень сложности материала, представленного в обучающей системе.

Предположим, что перед нами стоит задача разработать обучающую систему правила поведения в детском лагере, тогда в результате предварительного этапа будет обозначена целевая аудитория (дети с 7 до 12 лет) и подобрана программная среда (Macromedia Flash).

Подготовительный этап создания обучающей системы

На подготовительном этапе пишется текстовое наполнение учебного курса (рис. 2), создается сценарий обучающей системы, продумываются сценарии анимационных фрагментов, разрабатывается эскиз интерфейса, подбираются готовые или создаются собственные иллюстрации.

В качестве информационных источников на стадии подготовительного этапа отбирается несколько апробированных, официально утвержденных материалов для обучения. В рассматриваемом примере, в котором требуется разработать учебный курс по правилам поведения в детском лагере, основным документом будет служить Инструктаж по технике безопасности детского оздоровительного лагеря, а также общепринятые правила по технике безопасности.

После внимательного изучения исходных источников составляется иерархическая структура разбираемого материала, выявляются наиболее важные заголовки тем и правила.

Все выбранные правила прошли сортировку по заголовкам. После этого выбранные темы были выстроены в определенную логическую последовательность.

После рекомпозиции проводится корректировка текста, вносятся необходимые поправки, добавляются отсутствующие материалы.

• должна осуществляться специалистами из той предметной области, по которой разрабатывается обучающая система. В данном примере экспертами должны выступать непосредственно работники детских оздоровительных лагерей. После того, как эксперты признают текстовое наполнение удовлетворительным, можно приступить к работе над сценарием, который подразумевает детальный пересмотр всех компонентов и тематических разделов. На данном этапе проводится предварительное описание анимационных и видеофрагментов, иллюстраций, связи между разделами, интерактивность.

Сценарий пишется с учётом возможностей выбранного программного средства, а также имеющихся исходных материалов (видеофрагментов, различных картинок, звуков и т.д.). Разработка сценария обучающей системы подразумевает собой описание дизайнерского и функционального интерфейса, сценариев игр, элементов мультимедиа для каждой страницы.

Для разработки программы необходимо учитывать, что она создаётся для детей, поэтому использование строгого стиля неприемлемо. Для реализации интерфейса лучше использовать живой, яркий дизайн с использование мультипликационных персонажей. Но при этом необходимо учитывать, чтобы приложение не вызвало утомление глаз. Для основного фона неплохо выбрать оттенки тёплой цветовой гаммы: жёлтой, зелёной и коричневой.

Чтобы выполнить поставленные цели и задачи, интерфейс интерактивной обучающей системы должен включать в себя способы доставки информации до детей и её закрепления.

Интерактивная обучающая система при запуске может предложить несколько путей: обучение либо игру. Первый может состоять из правил, для закрепления которых предлагается пройти специальную игру, второй путь собирает в себя все существующие игры.

Для обеспечения полной навигации на каждом этапе необходимо добавить кнопку перехода к главному меню.

Закрепления пройденного материала может быть достигнуто добавлением в обучающую систему игр: головоломок, логических ребусов, пазлов, аркад. Выбор игрового задания формируется на основе правила, которое ей предшествует. Например, после правила по соблюдению чистоты и порядка, можно запустить игру на тему уборки территории.

При подборе иллюстраций, оформляющих обучающую систему, следует учесть, что все рисунки должны быть одного стиля. Например, не стоит использовать одновременно нарисованные и сфотографированные объекты, либо стилистически различных персонажей (рис. 3).

Для звукового оформления можно найти музыкальные фрагменты из мультфильмов, а также звуковые эффекты различных природных и технических явлений.

Основной этап создания обучающей системы

Основной этап самый длительный из перечисленных этапов, нацелен на практическое исполнение реализацию задуманного обучающего проекта и требует специалиста в области информационных технологий. На данном этапе реализуются описанные ранее сценарии программы, дизайнерского и функционального интерфейса, создаются и обрабатываются изображения и звуковые файлы, создается анимация, пишется и отлаживается программный код.

Тестирование и доработка обучающей системы

До начала эксплуатации интерактивной обучающей системы следует выявить все ошибки и недочеты программы и исправить их.

Можно выделить три этапа проведения проверки: тестирование отдельных частей проекта, комплексное тестирование, тестирование качеств удобного использования.

Тестирование отдельных частей представляет собой проверку работоспособности каждой игры, из которых состоит проект. Необходимо проверить на работоспособность кнопки обратной связи и используемые символы.

После прохождения персонального тестирования каждой игры можно переходить к следующему этапу — комплексному тестированию. На данном этапе проверяется комплексное взаимодействие между кадрами системы. Он показывает, что при переходе от одного кадра к другому, проект правильно воспроизводится.

Последний этап тестирования проводится реальными пользователями. Тестирование проводится на предмет эргономичности и удобства навигации. Если эксперты (воспитатели детского оздоровительного лагеря) признают обучающую систему работоспособной и правильно функционирующей, то результатом тестирования является внедрение в учебно-организационную деятельность детского лагеря.

Завершающий этап создания обучающей системы

Любая работа, проделанная преподавателем, приобретает реальное значение только тогда, когда с ее результатами получает возможность ознакомиться как можно большее количество людей. Современные условия рекомендуют использовать Интернет-технологии, поэтому после проверки программы на работоспособность имеет смысл скомпоновать её в завершающий файл в формате.swf или.html.

Обучающая система, разработанная по описанному алгоритму, поможет преподавателю и позволит упростить процесс обучения по трудным или скучным темам.

Визуальное представление статистических данных с применением пузырьковой диаграммы

1. Егорова Н.Е.
2. Заводова В.В.

К вопросу о математических методах прогнозирования состояния водных ресурсов

1. Егорова Н.Е.

Развитие комбинаторного навыка в различных сферах человеческой деятельности

1. Голубева А.А.
2. Еремина Е.А.
3. Егорова Н.Е.

Технологии виртуальной реальности в учебном процессе

1. Егорова Н.Е.
2. Микушкин О.В.

Развитие математики, или рождение хаоса из порядка

1. Егорова Н.Е.

Список литературы

1. Арбузова А.А. Разработка образовательного дистанционного курса и его использование в обучении студентов вуза // сборник материалов XXI Международной научно-практической конференции «Новые технологии в образовании» (30 ноября 2015 г.) – Таганрог, 2015 г. – С. 91-94.
2. Лещев Д.А., Арбузова А.А. Использование информационных техноло¬гий для создания детской обучающей интерактивной книги // Молодые ученые — развитию текстильно-промышленного кластера (Поиск) – Иваново, 2016 г. – С. 432-433.
3. Егорова Н.Е. Разработка интерактивного приложения «Правила пожарной безопасности» для дошкольников // интернет-журнал NOVAINFO. – 2016 г. №51-2. – С. 208- 211.

Цитировать

Егорова, Н.Е. Основные этапы разработки компьютерной обучающей системы и их особенности / Н.Е. Егорова, Л.В. Кочетков. — Текст : электронный // NovaInfo, 2017. — № 64. — С. 19-24. — URL: https://novainfo.ru/article/12824 (дата обращения: 09.06.2023).

Поделиться

Настоящий ресурс содержит материалы 16+

Источник: novainfo.ru

Компьютерные обучающие программы

2. Основные принципы построения компьютерных обучающих программ

1. Теоретическое обоснование выбранного метода обучения;
2. Создание с опорой на выбранный метод технологии обучения;
3. Построение обучающей программы, реализующей выбранную
технологию обучения.
Какие же способности ПК отличаются его от других технических
средств обучения?

3. Особенности ПК

• Интерактивный (диалоговый) режим работы
•Хорошие графические, иллюстративные возможности
•Простора управления, наличие гибких языков
программирования
•Легкость регистрации и хранения информации о процессе
обучения и работе обучающегося
•Возможность копирования и размножения программ

4. Типы обучающих программ

•Тренировочные и контролирующие
•Наставнические
•Имитационные и моделирующие
•Развивающие игры
Рассмотрим подробнее каждый тип обучающих программ

5. Тренировочные Программы предназначены для закрепления умений и навыков. Предполагается, что теоретический материал уже изучен.

Эти программы в
случайной последовательности предлагают учащемуся вопросы и задачи и
подсчитывают количество правильно и неправильно решенных задач. При
неправильном ответе ученик может получить помощь в виде подсказки.

6. Наставнические

Программы предлагают ученикам теоретический
материал для изучения. Задачи и вопросы служат в этих
программах для организации человеко-машинного
диалога, для управления ходом обучения. Так, если
ответы, даваемые учеником неверны, программа может
«откатиться назад» для повторения изучения
теоретического материала.

7. Моделирующие

Программы основаны на графическииллюстративных возможностях компьютера, с
одной стороны, и вычислительных, с другой, и
позволяют осуществлять компьютерный
эксперимент. Такие программы предоставляют
ученику возможность наблюдать на экране
дисплея некоторый процесс, влияя на его ход
подачей команды с клавиатуры, меняющей
значения параметров.

8. Игры

Программы предоставляют в распоряжение ученика
некоторую воображаемую среду, существующий только в
компьютере мир, набор каких-то возможностей и средств их
реализации. Использование предоставляемых программой
средств для реализации возможностей, связанных с
изучением мира и деятельностью в этом мире, приводит к
развитию обучаемого, формированию у него познавательных
навыков, самостоятельному открытию им закономерностей,
отношений объектов действительности.

9. Какого типа обучающие программы нравятся пользователям?

При проведении анкетированного
опроса 55% школьников предпочли
общение с игровыми программами, в то
время как с наставническими захотело
работать только 5%. Среди студентов
высказались за активное
использование наставнических
обучающих программ 55%, а за игры
только 15%.
Название диаграммы
60%
55%
55%
50%
40%
30%
20%
10%
15%
5%
0%
Школьники
Игровые программы
Студенты
Наставнические программы

Источник: ppt-online.org