Дипломная работа: Создание справочного пособия с помощью системы управления контентом "Joomla" для обучения информатике в школе
Несмотря на все преимущества использования компьютерных программ в обучении, очень часто у учеников возникает сложности в работе за компьютером. Именно поэтому одной из главных задач учителя работающего с компьютерной техникой правильно подобрать обучающие программы и разработать верную методику использования возможностей компьютера в обучении.
§2. Типы обучающих систем
Основанием для классификации служат обычно особенности учебной деятельности обучаемых при работе с программами. Многие авторы выделяют четыре типа обучающих программ:
· тренировочные и контролирующие;
· наставнические;
· имитационные и моделирующие;
· развивающие игры.
Программы 1-го типа (тренировочные) 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 (в случае неправильного ответа может выдаваться поощряющая ученика реплика). При неправильном ответе ученик может получить помощь в виде подсказки.
Программы 2-го типа (наставнические) предлагают ученикам теоретический материал для изучения. Задачи и вопросы служат в программах для организации человеко-машинного диалога, для управления ходом обучения. Так если ответы, даваемые учеником, неверны, программа может «откатиться назад» для повторного изучения теоретического материала.
В таком типа программ основным теоретическим источником современного компьютерного обучения следует считать программированное обучение. Его главным элементом является программа, понимаемая как упорядоченная последовательность рекомендаций (задач), которые передаются с помощью дидактической машины или программируемого учебника и выполняются обучаемыми. Существует несколько известных разновидностей программируемого обучения:
1. Линейное программированное обучение. Разработано Скиннером в 1954 году. При создании автор опирался на бихевеористскую психологию, в соответствии с которой обучение основано на принципе S – R, т.е. на появлении некоторых факторов (S-stimulus) и реакции на них (R-reaction). По этой концепции для любой реакции, соответственно усиленной, характерна склонность к повторению и закреплению. Поощрением для обучаемого является подтверждение программой каждого удачного шага, причем, учитывая простоту реакции, возможность совершения ошибки сводится к минимуму.
Линейная программа в понимании Скиннера характеризуется следующими особенностями:
· Дидактический материал делится на незначительные дозы, называемые шагами, которые обучаемые преодолевают значительно легко, шаг за шагом;
· Вопросы, содержащиеся в отдельных рамках программы, не должны быть очень трудными, чтобы обучаемые не потеряли интереса к работе;
· Обучаемые сами дают ответы на вопросы, привлекая для этого необходимую информацию;
· В ходе обучения учащихся сразу же информируют о том, правильны или ошибочны их ответы;
· Все обучаемые проходят по очереди все объем программы, но каждый делает это в удобном для него темпе;
· Во избежание механического запоминания одна и та же мысль повторяется в различных вариантах и разных местах программы.
2. Разветвленная программа. Автор концепции разветвленного программирования – А. Кроудер. Разветвленная программа основана на выборе одного правильного ответа из нескольких данных, она ориентирует текст многократного выбора. По мнению автора, выбор правильных ответов требует от обучаемых больших умственных способностей, нежели припоминание какой-то информации. Непосредственное подтверждение правильности ответа он считает своеобразным типом обратной связи.
Вопросы, в понимании Кроудера, нужны для достижения с следующих целей:
· Проверить, знает ли ученик материал;
· В случае отрицательного ответа отсылать обучаемого к координирующим и обосновывающим ответ порциям информации;
· Увеличение усилий обучаемого и одновременную ликвидацию механического обучения через многократное повторение информации;
· Формирование требуемой мотивации обучаемого.
Если основой линейной программы является стремление избежать ошибок, то разветвленная программа не направлена на ликвидацию ошибок в процессе обучения. Ошибки Кроудер трактует как возможность обнаружить недостатки в знаниях обучаемых, а также выяснить, какие проблемы обучаемые уяснили недостаточно. Благодаря такому методу о его программе можно сказать, что она сводится к «управлению процессом мышления», в то время как линейная программа основана на «управлении ответами».
Постепенно оба классических типа - линейное и разветвленное программированное обучение - уступили место смешанным формам.
Известно несколько видов организации программ наставнического типа, называемых также алгоритмами программированного обучения.
1. Последовательно-подготовительный алгоритм. Начальный элемент задания относительно прост, он подготавливает выполнение второго, более сложного, а тот, в свою очередь, третьего и т.д. Заключительные элементы имеют достаточно высокий уровень сложности.
2.Параллельно-подготовительный алгоритм. Начальные элементы заданий независимо один от другого подготавливают выполнение следующего за ним комплексного элемента высокого уровня.
3.Последовательно-корректирующий алгоритм. Начальные элементы задания имеют высокий уровень сложности, а каждый последующий элемент корректирует выполнение предыдущего, указывая, например, на противоречия, к которым приводят неправильные ответы.
4.Параллельно-корректирующий алгоритм. Обучаемому предлагается комплексный элемент высокого уровня, последующие элементы играют роль наводящих (подсказывающих), причем с разных позиций, независимо один от другого.
5.Алгоритм переноса. Приводятся два массива элементов А(N) и В(N). Ими могут быть понятия, отношения, действия, характеристики и т.д. Требуется установить логическое соответствие между ними.
6. Аналитический алгоритм. Предлагаются элементы А(N). Необходимо установить принадлежность каждого из них к одному из классов В(N).
7. Синтезирующий алгоритм. Элементы массива А(N) уже разбиты на подгруппы. Задача обучаемого - установить критерий, по которому осуществлялась классификация.
8. Алгоритм упорядочения. Элементы массива А(N) необходимо упорядочить по некоторому указанному критерию В(N). Этот алгоритм требует для своего выполнения комплексной умственной деятельности.
Большинство инструментальных систем предоставляют преподавателю возможность составлять обучающие и контролирующие задания с различными типами ответов.
3. С выборочным ответом. Обучаемому предлагается задание (вопрос) и набор (меню) готовых ответов, из которых он может сделать выбор правильного, по его мнению, ответа (утверждения).
Такой вариант задания наиболее удобен для машинной реализации, так как ЭВМ анализирует лишь номер, по которому легко определяет правильность ответа. На первый взгляд задания с выборочным ответом имеют ряд недостатков, а именно: обязательное предъявление верного ответа, возможность его угадывания, а значит, ограничение мыслительной деятельности обучаемого. Эти недостатки существенно снижаются путем правильного, творческого и остроумного применения различных принципов составления таких заданий.
Вероятность угадывания правильного ответа сводится к минимуму следующими простыми приемами:
· Повторением аналогичного по смыслу вопроса в нескольких различных формах;
· Увеличением числа элементов для выбора (при выборе из пяти ответов вероятность угадывания равна 0,2);
· Увеличение числа верных ответов до двух или до нескольких пар. Подбирать ответы в заданиях необходимо таким образом, чтобы они были правдоподобными и равнопривлекательными.
Формы заданий с выборочным ответом:
1. С частично-конструируемьш ответом. Задания этого типа являются промежуточным и связующим звеном между заданиями с выборочным ответом и свободно-конструируемым. Частично-конструируемый ответ составляется из частей, предложенных преподавателем.
Эта форма используется для заданий по составлению определений законов, теорем, стандартных формулировок и т.д. В верный ответ входят, как правило, не все элементы задания, и порядок их выбора не является жестким.
2. Со свободно-конструируемым ответом. Задания такого типа являются наиболее предпочтительными для автоматизированного обучения и контроля. Они позволяют слушателю общаться с компьютером на естественном языке, имитируя диалог обучаемого и преподавателя.
Задания со свободно-конструируемым ответом наиболее сложны для обучаемого, так как полностью исключают возможность угадывания и требуют значительной умственной работы перед вводом в компьютер ответа, набираемого на клавиатуре в свободной форме. В то же время резко возрастает сложность деятельности преподавателя - автора курса по формированию автономных ответов для анализатора инструментальной системы. Применяемый при оценке полученного ответа обучаемого на заданный вопрос эталон сравнивается с текстом и вырабатывается соответствующий признак ответа: «верный», «неверный», «предполагаемый» и т.д.
Таким образом, автор курса формирует шаблоны, предъявляемые обучаемому в зависимости от признака ответа, что создает иллюзию «понимания» системой смысла введенной фразы, так как при разных ответах на один и тот же вопрос обучаемый получает и различную реакцию компьютера.
В современных инструментальных системах реализованы следующие методы сравнения эталонного ответа с ответом обучаемого.
1. Анализ по ключевым словам. Этот метод анализа достаточно прост и универсален. Эталонный ответ, заранее введенный преподавателем, используется в качестве ключа, который сравнивается с ответом обучаемого на протяжении всей строки. Ключом может быть один символ, слово или группа слов.
При использовании ключевых слов можно достичь достаточно хороших результатов. Но применять метод надо достаточно осторожно, так как возможности распознавания смысла с его помощью ограничены и ответ не распознается при перестановках внутри ключа.
2. Синтаксический анализ с использованием символов частичной обработки ответа обучаемого. Этот метод анализа целесообразно использовать в том случае, когда требуется выполнить сравнение не по ключу, а по жесткому эталону. Выполняется посимвольное сравнение ответа с эталоном. При совпадении всех символов ответа с символами эталона вырабатывается признак «верно».
Однако при работе могут возникнуть ситуации, когда необходимо, с целью более корректного толкования смысла ответа, сделать некоторые отступления от правил прямого сравнения. В подобных ситуациях метод синтаксического анализа предусматривает средства частичной обработки ответов обучаемого.
Символы частичной обработки ответа (спецсимволы), включенные в эталон ответа, позволяют игнорировать один или несколько символов при сравнении с эталоном. Все остальные символы, отличные от символов частичной обработки, в тексте обучаемого должны следовать в том же порядке, что и в эталоне ответа.
3. Логический анализ. Логический метод анализа дает возможность формирования ответа в свободно-конструируемой форме. В данном случае ответ может представлять собой фразу или предложение, в котором порядок слов строго не определен. В словах могут игнорироваться окончание или другие части.
Основным отличием данного метода анализа от анализа по ключевым словам является то, что исключается необходимость перечисления всех возможных последовательностей ключевых слов при рассмотрении многословных ответов, так как логический метод позволяет с помощью одного эталона проанализировать насколько вариантов ответов. Недостатками такого рода программ являются:
· Снижение мотивации в ходе работы с программой;
· Возникновение пробелов в знаниях, связанных с непроизвольным рассеянием внимания в процессе работы с программой, а также ослаблением системного связывания знаний при отсутствии их интонационного выделения;
· Сложность и высокая трудоемкость организации учебного диалога, а также диагностирующей и управляющей обучением части программы.
Ввиду чрезвычайно высокой трудоемкости написания программ такого рода на языках программирования и высоких требований к программистской квалификации разработчиков, они часто разрабатываются с использованием программных оболочек автоматизированных учебных курсов, имеющих свой язык программирования, интерфейс, рассчитанный на разработчика-непрограммиста.
Недостатком таких программ является высокая трудоемкость разработки, затруднения организационного и методического характера при использовании в реальном учебном процессе школы. Организационные трудности связаны с тем, что такие программы невозможно использовать в структуре урока из-за больших различий в темпе обучения разных учащихся. Методические трудности заключаются в том, что многие педагоги нередко склонны не соглашаться с методическими решениями при изложении теоретического материала, предложенными разработчиками программы.
Программы 3-го типа (моделирующие) основаны на графически-иллюстративных 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.
Программы 4-го типа (игры) предоставляют в распоряжение ученика некоторую воображаемую среду, набор каких-то возможностей и средств их реализации. Использование предоставляемых программой средств для реализации возможностей, связанных с изучением мира игры и деятельностью в этом мире, приводит к развитию обучаемого, формированию у него познавательных навыков, самостоятельному открытию им закономерностей, отношений объектов действительности, имеющих всеобщее значение.
Наибольшее распространение получили обучающие программы первых двух типов в связи с их относительно невысокой сложностью, возможностью унификации при разработке многих блоков программ.
Основные действия, выполняемые программами первых двух типов:
· Предъявление кадра с текстом и графическим изображением;
· Предъявление вопроса и меню вариантов ответа (или ожидание ввода открытого ответа);
· Анализ и оценка ответа;
· Предоставление кадра помощи при нажатии специальной клавиши.
Они могут быть запрограммированы, так что разработчику обучающей программы остается ввести в компьютер только соответствующий текст, варианты ответов, нарисовать на экране с помощью манипулятора «мышь» картинки. Создание обучающей программы в этом случае выполняется совершенно без программирования, не требует серьезных компьютерных познаний и по силам любому педагогу-предметнику средней школы. Наиболее известны отечественные автоматизированные системы обучения: «Урок», «Адонис», «Магистр», «Stratum». Используются в России и зарубежные системы: «Linkway», «Techcad» и др. Многие из этих систем имеют хорошие графические подсистемы и позволяют создавать не только статические картинки, но и динамические графические фрагменты в духе «мультимедиа».
Создание обучающей системы обычно проходит четыре стадии:
1. Разработка сценария обучающей программы: на этой стадии педагог должен принять решение о том, какой раздел какого учебного курса он будет переводить в обучающую программу, продумать материал информационных кадров, такие вопросы и варианты ответов к ним, чтобы они диагностировали трудности, с которыми будут сталкиваться ученики при освоении материала. Разработать схему прохождения программы, систему взаимосвязей между ее отдельными фрагментами.
2. Ввод в компьютер текстов отдельных кадров будущей программы, рисование картинок, формирование контролирующих фрагментов: вопросов, вариантов ответов к ним и способов анализа правильности ответов. На этой стадии педагогу потребуется минимальное владение функциями компьютера и возможностями ввода и редактирования, встроенными в инструментальную программу.
3.Связывание отдельных элементов обучающей программы в целостную диалоговую систему, установление взаимосвязей между фрагментами, вопросами и помощью, окончательная доводка программы.
4.Сопровождение программы во время ее эксплуатации, внесение в нее исправлений и дополнении, необходимость которых обнаруживается при ее использовании в реальном процессе обучения.
