Пошук по сайту...
Відпочинок для дітей! Табір Райдуга. Чорне море, Крим
Портал Знань Портал безперервного навчання

Портал знань — відкриті навчальні матеріали, дистанційне навчання, дистанційне тестування знань

Навчальні матеріали і Тестування знань


Акція! Сайт, що допоможе дітям...

Лабораторія СЕТ | Дослідження, статті, розробки | Публікації | Організація дистанційного навчання

Організація дистанційного навчання як інформаційний фактор реалізації науково-технологічної складової економічної безпеки держави

Гагарин А.А., Луценко А.Н., Титенко С.В. Организация дистанционного обучения как информационный фактор реализации научно-технологической составляющей экономической безопасности государства // Экономическая безопасность государства и информационные технологии в ее обеспечении / под общ. ред. Г.К. Вороновского, И.В, Недина – К.:Знания Украины, 2005, стр. 608-619.

<*file(Gagarin_Tytenko.doc)*> Версія статті в форматі Microsoft Word <*end_file*>

УДК 004.65+681.3.065 (477)

 

 

Організація дистанційного навчання як інформаційний фактор реалізації науково-технологічної складової економічної безпеки держави

 

 

О.О. Гагарін к.т.н., А.М. Луценко к.т.н., С.В. Титенко

Національний технічний університет України "КПІ"

 

На базі системної методології досліджені засоби побудови та використання технологій дистанційного навчання з ціллю забезпечення цілісного процесу поповнення кадрового складу підприємств та організацій. Побудова цілісної системи навчання є однією з важливих складових у забезпеченні економічної безпеки держави та є приоритетним напрямом у наукових дослідженнях.

В докладі розглянуті проблеми створення та проведення дистанційного навчання за допомогою сучасних інформаційних технологій. Значну увагу приділено автоматизованому проектуванню змісту курсів та методикам автоматизованого тестування знань студентів.

 

ВСТУП

Економічна безпека - це стан захищеності економіки від зовнішніх і внутрішніх загроз, серед яких слід відмітити наступні:

порушення оптимального функціонування економічної системи

встановлення контролю іноземного капіталу за національною економікою

безконтрольне розкрадання природних ресурсів

втрата і розвал інтелектуального потенціалу

різкий розвиток технологій і економічна нездатність України влитися в цей світовий процес

Якість національної освіти та використання сучасних технологій в освітньому процесі дає змогу вплинути на два останніх, із зазначених факторів економічної безпеки. За останні десятиліття світове співтовариство відкрило для себе міць та перспективи дистанційного методу навчання.

Дистанційне навчання - спосіб організації процесу навчання, заснований на використанні сучасних інформаційних і телекомунікаційних технологій, що дозволяють здійснювати навчання на відстані без безпосереднього контакту між викладачем й учнем. Таке навчання відбувається в середовищі, що дозволяє передавати великі обсяги різної інформації на великій відстані. Дистанційне навчання є одним із головних шляхів інформатизації і автоматизації освіти та використання новітніх технологій у навчанні, служить підвищенню ефективності освіти як такої. Організація якісної дистанційної освіти дозволить примножити освітні потужності і позитивно вплине на інтелектуальний потенціал держави. Сьогодні Україна має шанс активно приєднатися до цього процесу та проводити дослідження у напрямках розробки стандартів, форм і методів такого типу навчання.

 

 


Наступним кроком після формування ієрархічної структури знань буде наповнення цієї структури конкретним навчальним матеріалом і формування для нього семантичних даних, які будуть використані для побудови контролюючих засобів.

Подання знань фактично є функцією використання збережених знань і включає в собі автоматизоване розв»язання таких завдань: формування дистанційного курсу по даній тематиці, формування навчального плану на основі запиту у вигляді формалізованих вимог до спеціальності, формування контенту курсів на основі навчального плану. Розв»язання кожної з задач ґрунтується на використанні бази знань, сформованої за допомогою функцій підрозділу «зберігання».

 

 

ФОРМУВАННЯ ДИСТАНЦІЙНОГО НАВЧАЛЬНОГО КУРСУ ПО ЗАДАНІЙ ТЕМАТИЦІ

 

Повноцінний проект он-лайнового дистанційного навчання складається [2]: з блоку керування навчанням (інструктивного блоку), інформаційного блоку (системи інформаційного наповнення ресурсу), контрольного блоку (механізму тестування й оцінки), комунікативного блоку (системи інтерактивного викладання) і сервісної системи ( Рис.2).

 

 

Рис.2. Структура дистанційного курсу

Успішність ДН багато в чому залежить від організації навчального матеріалу. Для комплексного охоплення процесу підготовки фахівця за обраною спеціальністю система ДН повинна надати можливість колективу викладачів та розробникам автоматизованих курсів використати єдину систему зі подання навчального матеріалу для всіх дисциплін цієї спеціальності .

 

ВИКОРИСТАННЯ СЕМАНТИЧНОЇ МОДЕЛІ ЗНАНЬ І ОРГАНІЗАЦІЯ КОНТРОЛЮ В СИСТЕМІ ДИСТАНЦІЙНОГО НАВЧАННЯ

 

Мова гіпертексту відкрила новий формат для подачі наукової інформації. Сьогодні практично всі системи дистанційного навчання в тій чи іншій мірі використовують принципи гіпертекстової передачі текстових даних. І дійсно, найперше завдання навчального процесу – це, насамперед, якісно донести необхідну інформацію до учня. Проте не менш важливим завданням є перевірка засвоєних знань, без якої навчальний процес не може гарантувати високих результатів і втрачає необхідну динаміку. То ж одним з основних напрямків досліджень у сфері дистанційного навчання є автоматизація побудови засобів контролю знань. Цей напрямок досліджень супроводжує задача формалізації інформації за допомогою семантичних моделей знань.

Звернемо увагу на процеси дослідження, розробки та реалізації семантичної моделі знань і методології створення контролюючих засобів в рамках даної моделі знань.

Розробка моделі знань та відповідної бази знань, що реалізує цю модель, створює передумови для введення адаптивності в процес навчання, а також для вирішення задачі по створенню засобів контролю знань. Ідея цього підходу полягає в тому, щоб «навчити» машину знанням з предметної області, після чого запитання, тести до цієї предметної області машина «зможе складати самостійно».

Отже основною передумовою для досягнення організації автоматизованого контролю знань буде створення адекватної відповідної до поставленої задачі моделі знань предметної області. Наступним кроком буде розробка алгоритмів побудови та перевірки тестових завдань.

 

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ ДОСЛІДЖЕННЯ

 

Задача даної роботи полягає у розробці концепції автоматичної побудови засобів контролю знань та її програмна реалізація. В рамках цієї роботи ставляться такі задачі:

Розробка семантичної моделі знань;

Створення структури бази знань відповідно до семантичної моделі знань;

Проектування та реалізація системи супроводження бази знань із зручним інтерфейсом користувача;

Розробка алгоритмів використання бази знань навчального матеріалу для автоматичного продукування засобів контролю знань. При цьому щодо контролюючих засобів ставляться такі вимоги:

      • Лексична зрозумілість тестових завдань;
      • Можливість використання різних типів запитань.

 

КОНЦЕПЦІЯ МОДЕЛІ

 

Семантична модель знань і її втілення у базі знань – це серце навчальної системи. В ході аналізу навчальних матеріалів було вирішено досліджувати і розробляти предметно-орієнтовану (понятійно-орієнтовну) модель знань. Це означає, що наріжним каменем структури моделі є така сутність як поняття, предмет обговорення, деякий об»єкт з предметної області, про який в навчальному матеріалі є знання. Для представлення знань про поняття в моделі існують структурні елементи - відомості про об»єкт (тези про поняття). З кожним поняттям в моделі пов»язується множина відомостей про нього. Викладена ідея і є основою концепції семантичної моделі знань, яку представлено в цій роботі.

Поняття вказує на деякий об»єкт з області знань, про який іде мова. Поняття вказує на предмет, який представляється для вивчення студенту. Наприклад в курсі «Алгоритмічні мови програмування» можна виділити такі поняття: «процедура» , «цикл», «програма», «змінна», «життєвий цикл програми» тощо. Для курсу «Програмування в середовищі Delphi» можна було б виділити такі поняття: «об»єкт», «подія», «клас», «форма», «компонент TEdit» та інше.

Теза – це деяка відомість про поняття. Тезу можна порівняти з ознакою, характеристикою поняття або з будь-яким твердженням, що є істиною для даного поняття. Наведемо приклади: теза про поняття «процедура» - «дозволяє розбити програму на підпрограми», теза про поняття «клас» - «може мати в своїй структурі не тільки поля-властивості, а й методи, тобто функції і процедури».

 

ПОНЯТТЯ ТА ЇХ КЛАСИФІКАЦІЯ

 

Як вже зазначалося, в концепції моделі поняття виражає предмет знань, який обговорюється в тому чи іншому фрагменті навчального матеріалу. Поняття – це одна із основних сутностей бази знань понятійно-тезисної семантичної моделі. Фактично поняття – це, як правило, одне-два слова, які текстово виражають предмет розгляду.

Наступним етапом розвитку концепції є класифікація понять з метою розширення бази знань. Класифікація поняття відносить його до певної заздалегідь окресленої групи понять. Ця група володіє певним набором характеристик та може мати окреслену поведінку. Таким чином, відносячи поняття до певного класу, ми надаємо йому всі властивості та поведінку, яку вже має даний клас понять. Тут існує пряма аналогія з об»єктно-орієнтованим підходом у програмуванні, а саме з принципом наслідування. Породжений дочірній клас наслідує всі ознаки та поведінку батьківського класу.

Під ознаками та поведінкою поняття даного класу понять розуміємо як відповідні знання предметної області, так і сукупність методико-організаційних можливостей, що можуть застосовуватися до даного поняття (насамперед при формуванні контролюючих засобів).

Поряд із описаною класифікацією , для кожного з понять зазначається рівень важливості, що вказує на пріоритетність поняття у структурі понять курсу, рівень важливості його засвоєння для розуміння предмету, що вивчається.

 

ТЕЗИ ТА ЇХ КЛАСИФІКАЦІЯ

 

Теза – це, як зазначалося, деяка відомість або твердження про поняття. Можна сказати, що тези є основним наповнювачем знань, як таких, в базі навчального матеріалу. Якщо поняття вказують предмет курсу, то тези являють собою смислове наповнення бази знань. Від повноти наборів тверджень, тобто тез про поняття залежить повнота бази знань, а отже і спроможність навчальної системи будувати ефективні контролюючі об»єкти. Фактично теза являє собою одне або декілька речень, в яких мова іде безпосередньо про відповідне поняття, проте саме поняття тут словарно не фігурує. Між поняттям та її тезами встановлюється відповідний зв»язок.

Разом із класифікацією понять концепція передбачає класифікацію тез, що дозволяє розширити можливості застосування бази знань. Структура класифікації є аналогічною до описаної щодо понять. Тезу можна віднести до певного класу тез, і разом з цим дана теза набуває всіх властивостей та ознак цього класу. Це надалі дозволяє використовувати ці знання при побудові контролюючих об»єктів.

Серед типів тез особливим чином виділимо декілька.

Перш за все це теза-визначення. Цей тип або клас тез містить визначення поняття, тобто відповідає на питання «Що це?». Тут міститься фрагмент матеріалу, який визначає чим є дане поняття.

Теза-призначення вказує для чого призначене дане поняття. Фрагмент тексту в тезі описує для чого служить відповідне поняття. Інформація тези містить відповідь на питання «Для чого служить поняття?», «Яка мета цього поняття?», «Для чого призначене поняття?»

Так само, як і для понять, для тез вказується рівень їх важливості, що вказує на пріоритетність даного твердження у структурі знань курсу, рівень важливості його засвоєння для розуміння предмету, що вивчається.

 

МЕТОДОЛОГІЯ ПОБУДОВИ КОНТРОЛЮЮЧИХ ЗАСОБІВ

1.2.3.4.Зосередимося на шляхах і алгоритмах побудови вище зазначених типів завдань на основі бази знань.

Тести «питання – варіанти відповідей» реалізовувати відносно не складно. Є декілька шляхів побудови таких завдань:

§в основі питання лежить поняття, в основі варіантів відповідей – тези;

§в основі питання лежить теза, в основі варіантів відповідей – поняття;

§інші варіації.

Вкажіть твердження, що стосується даного поняття <ім»я поняття>

На рис. наведено приклад тестового завдання даного типу.

3В залежності від класу поняття та тези питання може звучати інакше, наприклад:

«Для чого призначене поняття…», якщо тези, що слугують варіантами відповідей, належать до класу «призначення»;

«Чим є поняття…», якщо тези класу «визначення»;

тощо.

Вкажіть поняття, про яке йде мова в твердженні

<Перелік понять>,

На основі бази знань можна побудувати й інші варіанти завдань типу «питання – варіанти відповідей».

Ще один напрямок – використання можливостей наслідування та відношень між поняттями. Завдання будуються за принципом «поняття – набір понять». В якості питання ставиться лексична форма відношення між поняттями та власне поняття, наприклад: «Вкажіть батьківське поняття…». В якості варіантів відповідей - набір понять, серед яких є поняття, що задовольняє умові завдання.

Розглянемо тестові завдання другого типу: питання – текстова відповідь вводиться студентом. З організаційно-методологічної точки зору цей тип дещо подібний до першого, але по рівню навчально-методичної складності він важчий для студента.

<Теза>

<Теза-визначення>

<Теза-призначення>

Окрім цього, можливо використовувати відомості щодо наслідування та відношення між поняттями. Так на базі наслідування можна побудувати завдання типу:

Характерною особливістю з точки зору реалізації є вимога додаткової програмної частини по порівнянню текстової відповіді з еталоном (з вірною відповіддю) та оцінки її вірності. Цей алгоритм повинен передбачати можливі орфографічні помилки у тексті, які до певної міри не повинні впливати на вірність відповідей (якщо тільки це не навчання з дисциплін лінгвістики). Якщо мова йде про відповіді, що складаються з багатьох слів, тоді потрібні відповідні алгоритми обробки. Наступним витком розвитку системи перевірки текстової відповіді може стати взагалі створення лінгвістичної підсистеми, що зможе застосовувати такі лінгвістичні знання як синонімічні ряди, різного роду словоформи, відмінювання, часи для дієслів тощо.

– завдання співставлення. Студенту подається два набори деяких елементів, і він має співставити кожен варіант одного набору з відповідним на його думку варіантом іншого набору елементів.

Важливою складовою такого завдання є методологія оцінки відповіді студента. Найпростіший шлях – це оцінка типу «залік» («незалік»), без диференціювання. Проте для даного типу завдань очевидною є потреба в градації оцінки, адже можливий випадок, коли студент співставить частину пар вірно, а частину – ні. В такому підході найпростішим є шлях оцінки на основі кількості вірних відповідей, тоді відсотком правильності відповіді буде відсоток кількості правильних співставлень. Більш гнучкий підхід –використання вагів, коли для кожної пари формується своя вагова оцінка, тобто доля в загальній оцінці, що при перевірці враховується в загальній оцінці. Вагова оцінка пар будується на базі ступеня важливості елементів (як поняття так і тези), що вказувалися на етапі формування бази знань.

досить специфічний тип завдань – завдання по визначенню пріоритетності. Суть завдання полягає в тому, щоб розставити певні елементи в правильному порядку, порядку їх пріоритетності, або в тому щоб, певним чином, виділити елементи, що мають більшу вагу.

Таким чином завдання цього типу містить аналітичний характер і вимагає від студента ґрунтовного розуміння предмету. Приблизні запитання (завдання) можуть мати такий вигляд:

«Розставте в порядку важливості поняття курсу…»;

«Яке поняття важливіше в цьому розділі…»;

«Вкажіть ключові поняття теми»;

«Вкажіть твердження, що виражає головну властивість поняття…»;

 


 

 

Рис. 4. Основні сутності понятійно-тезисної семантичної моделі знань

 

ВИСНОВКИ

В статті розглянуті підходи для вирішення задач автоматизації управління вмістом курсів і створення засобів контролю знань. Вирішення цих проблем дасть змогу значною мірою автоматизувати процес дистанційного навчання, зробити його ефективнішим і підвищити його економічний ефект. Поглиблення уваги до питань дистанційного навчання має стратегічне значення для України і її економічної безпеки.

 

ЛІТЕРАТУРА

 

1. Згуровский М.З. Развитие системы дистанционного образования в Украине // Higher Education Open and Distance Learning Knowledge Base for Decision-Markers/Materials of Meeting of the IITE Focal Points in the CIS and Baltic Countries/ Kiev IITE, 2003.

2. Комплексна система підготовки дидактичного матеріалу для курсів дистанційного навчання з спеціальності. О.О. Гагарін, В.І. Гайдаржи, С.Д.Павловська, Національний технічний університет України «КПІ».

<*file(Gagarin_Tytenko.doc)*> Версія статті в форматі Microsoft Word <*end_file*>

Коментарі відвідувачів (1)
[ Показати коментарі ]

Додайте власний коментар
Автор

Коментар

Сергій Титенко
27.10.2008
Дякую за коментар.
Зверніть увагу також на інші наші статті по тематиці дистанційного навчання, в яких також розглядаються дані питання.
Кількість входів в цьому місяці : 9305
Приєднуйтесь!
Сторінки, близькі за змістом
Проблеми створення гіпертекстового навчаючого середовища
Гагарін О.О., Титенко С.В. Проблеми створення гіпертекстового навчаючого середовища // Вісник Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля №4 (110) 2007 Ч.2 - Луганськ 2007 - С. 6-15.
Теза
Це деяка відомість або твердження про поняття. Являє собою одне або декілька речень, в яких мова іде безпосередньо про відповідне поняття, проте саме поняття тут словарно не фігурує.
Поняття
Вказує на деякий об'єкт з області знань, про який іде мова, і який представляється для вивчення студенту.
Практична реалізація технології автоматизації тестування на основі понятійно-тезисної моделі
Титенко С.В., Гагарін О.О. Практична реалізація технології автоматизації тестування на основі понятійно-тезисної моделі. Образование и виртуальность – 2006. Сборник научных трудов 10-й Международной конференции Украинской ассоциации дистанционного образования / Под общ. ред. В.А. Гребенюка, Др Киншука, В.В. Семенца.– Харьков-Ялта: УАДО, 2006.– С. 401-412.
Публікації Лабораторії. Штучний інтелект в освіті. Дистанційне навчання
Публікації. Штучний інтелект в освіті. Дистанційна освіта. Понятійно-тезисна модель для педагогічних цілей.
©2006-2019 Лабораторія СЕТ, Сергій Титенко
При використанні матеріалів посилання, гіперпосилання для web-ресурсів, на www.setlab.net обов'язкове
Зв'язок: lab@setlab.net 
Лабораторія СЕТ powered by FreshKnowledge
Студія Інновацій — Розробляємо розумні сайти
НТУУ "КПІ"
Комп'ютерні науки та програмна інженерія
Друзі і партнери