Онтологічний підхід до проектування автоматизованих навчаючих систем
Рассмотрены этапы проектирования и автоматизации обучающих систем путем моделирования конкретной учебной дисциплины. Розглянуті питання проектування автоматизованих навчаючих систем шляхом моделювання конкретної учбової дисципліни. The stages of design and automation of learning systems based on mod...
Gespeichert in:
| Datum: | 2009 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
2009
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/6521 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Онтологічний підхід до проектування автоматизованих навчаючих систем / В.П. Зінченко, М.І. Ходаковський, С.В. Зінченко, Т.І. Татулашвілі // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. — 2009. — № 8. — С. 113-122. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859586938754826240 |
|---|---|
| author | Зінченко, В.П. Ходаковський, М.І. Зінченко, С.В. Татулашвілі, Т.І. |
| author_facet | Зінченко, В.П. Ходаковський, М.І. Зінченко, С.В. Татулашвілі, Т.І. |
| citation_txt | Онтологічний підхід до проектування автоматизованих навчаючих систем / В.П. Зінченко, М.І. Ходаковський, С.В. Зінченко, Т.І. Татулашвілі // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. — 2009. — № 8. — С. 113-122. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| description | Рассмотрены этапы проектирования и автоматизации обучающих систем путем моделирования конкретной учебной дисциплины.
Розглянуті питання проектування автоматизованих навчаючих систем шляхом моделювання конкретної учбової дисципліни.
The stages of design and automation of learning systems based on modeling of specific training discipline are considered.
|
| first_indexed | 2025-11-27T11:13:39Z |
| format | Article |
| fulltext |
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2009, № 8 113
V.P. Zinchenko, M.I. Khodakovskyi,
S.V. Zinchenko, T.I. Tatulashvili
THE ONTOLOGICAL
APPROUCH FOR DESIGNING,
MODELING
THE AUTOMATED LEARNING
SYSTEMS
The stages of design and automation
of learning systems based on mo-
deling of specific training discipline
are considered.
Рассмотрены этапы проектиро-
вания и автоматизации обучаю-
щих систем путем моделирования
конкретной учебной дисциплины.
Розглянуті питання проектування
автоматизованих навчаючих сис-
тем шляхом моделювання конк-
ретної учбової дисципліни.
В.П. Зінченко,
М.І. Ходаковський,
С.В. Зінченко, Т.І. Татулашвілі,
2009
УДК 681.327
В.П. ЗІНЧЕНКО, М.І. ХОДАКОВСЬКИЙ, С.В. ЗІНЧЕНКО,
Т.І. ТАТУЛАШВІЛІ
ОНТОЛОГІЧНИЙ ПІДХІД ДО
ПРОЕКТУВАННЯ АВТОМАТИЗОВАНИХ
НАВЧАЮЧИХ СИСТЕМ
Вступ. Традиційний підхід до навчання
в наш час суттєво потіснили альтернативні
методи навчання, які базуються на інформа-
ційних технологіях. Сучасні автоматизовані
навчаючі системи (АНС) є засобом представ-
лення інформації, засвоєння знань і умінь,
проміжної і підсумкової перевірки, допомоги
як за програмою навчання, так і за предме-
том. Системи адаптуються до студента (рівня
знань, швидкості і послідовності вивчення
тем, інше), збирають і обробляють статисти-
чну інформацію про кожного студента, групу
і потік, накопичують інформацію про помил-
ки як системи, так і студентів [1–5].
Постановка задачі. Дослідити етапи роз-
робки АНС через побудову моделі навчання
конкретної дисципліни, яка б забезпечувала
вивчення курсу та дозволяла виконувати по-
точний і підсумковий контроль успішності
студентів. Розроблена АНС має бути адапто-
вана до рівня можливостей студента, а саме,
узгоджувати подачу учбового матеріалу згі-
дно рівня знань конкретного студента шля-
хом вибору швидкості та послідовності ви-
вчення тем.
Підхід до розробки АНС через побудову
моделі навчання конкретної дисципліни
та онтологічний підхід. Аналіз алгоритмів і
принципів побудови відомих АНС, вивчення
їх ефективності [6], дозволили побудувати
модель навчання відповідно програми конк-
ретної навчальної дисципліни. Етапи розроб-
ки АНС використовують елементи моделі
навчання ( виконання завдання, допомоги,
навчання, інше), які відповідають навчальній
В.П. ЗІНЧЕНКО, М.І. ХОДАКОВСЬКИЙ, С.В. ЗІНЧЕНКО, Т.І. ТАТУЛАШВІЛІ
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2009, № 8 114
програмі з використанням онтологічного підходу, при якому база знань системи
сформована таким чином, що містить інформацію, необхідну для вирішення за-
дач у вигляді фактів та правил, зв'язаних для роботи в необхідних ієрархічних
підсистемах [3–5].
Інтерфейс моделі АНС має основні області (завдання, допомога, керуван-
ня), діалог відповідає сценарію навчання, а взаємодія студента визначається ко-
мандами дій [7].
Основні методи розробки моделі АНС такі: копії екранів (скришити), де
модель – це копія екрана реальної програми; об'єктні, де модель – це код про-
грами, об'єкти інтерфейсу, програма – імітатор; комбіновані, де модель об'єктів
– це синтез копії екранів і програм. Комбінований метод має найбільшу функці-
ональну наближеність моделі АНС до реальної системи. Застосування того
чи іншого методу залежить від функцій АНС, термінів розробки, кваліфікації
розробників, апаратно-програмних засобів, наявності вихідних текстів, інше.
Зазначимо, що методи створення АНС відрізняються між собою тільки моделлю
системи.
Розглянемо ці моделі та їх особливості. Програмна модель АНС передбачає
розробку програми, яка повторює функції АНС у повному обсязі. При цьому
частина функцій діалогу відтворює сценарій АНС. Така модель не є сама АНС,
а є програмою-імітатором дій реальної АНС при виконанні таких базових опе-
рацій системи як контроль правильності дії, відміна дії, установка системи
в стан відповідно до команд користувача. Цей метод передбачає обов'язкову
участь програмістів у розробці АНС, і включає тривалі операції (розробка, тес-
тування програм і сценарію). Така модель досить точно імітує роботу АНС, що є
безсумнівною перевагою такого підходу. Сучасні методи розробки моделі АНС
використовують інструментальні засоби, які дозволяють отримати програмні
моделі АНС, наприклад, середовище Borland Delphі [8].
Модель АНС на основі копій екранів є універсальною і простою у реаліза-
ції. Однак ця модель не дозволяє реалізувати всі функції інтерфейсу, наприклад,
мигання курсору в полі редагування та інше, не має засобів автоматизації ство-
рення сценарію, що є причиною тривалої її розробки, ефективна для АНС, які
працюють у текстовому режимі.
Моделювання на рівні сценарію системи має свої переваги (методи перено-
су об'єктів інтерфейсу, де функціональні об'єкти АНС вже моделюються на рівні
сценарію системи). Наприклад, середовище Borland Delphі дозволяє не тільки
переносити екранні форми до складу АНС, але й автоматизувати цей процес.
"Генератори т’юторів" використовують як об'єктну модель, так і модель копій
екранів, де процес є автоматизованим і не вимагає програмування. Такий підхід
універсальний і дозволяє в короткі терміни розробляти АНС [9, 10].
Етапи проектування АНС.
1. Підготовка технічного завдання на розробку методичної, дидактичної,
ергономічної, технічної компоненти та формування вимог до документації.
2. Побудова моделі об'єкта навчання: визначення інфраструктури курсу
ОНТОЛОГІЧНИЙ ПІДХІД ДО ПРОЕКТУВАННЯ...
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2009, № 8 115
та типу навчальної програми; підготовка навчального матеріалу (контрольні за-
вдання/питання різних рівнів складності); визначення способу аналізу відповіді
студента і оцінки його знань; підготовка матеріалу для довідників, словників,
інше; надання методичної допомоги; математичні моделі для розрахунків.
3. Розробка сценарію, що включає: побудову алгоритмів кожного блоку
АНС; розробку графічної моделі кожного навчального завдання; визначення
змісту і розміщення інформації на екрані для кожного кадру, в тому числі: відбір
завдання/питання для перевірки знань за кожною темою; визначення еталонів
відповідей на питання; підготовка повідомлення/репліки на відповідь студента;
розміщення текстів, рисунків і графіків інформаційних і контрольних кадрів
на екрані; складання докладного алгоритму АНС шляхом об'єднання окремих
блоків.
4. Комп’ютерна реалізація (3-й і 4-й етапи практично виконуються разом
тому, що доводиться корегувати сценарій).
5. Підготовка методичних посібників і документації, що необхідно для ти-
ражування АНС і використання її у навчальному процесі.
6. Апробація, корегування АНС у зв’язку з виявленими недоліками та про-
ведення експериментальної експлуатації АНС за результатами якої складається
відповідний акт.
7. Здача АНС у фонд алгоритмів і навчальних програм учбового закладу.
Перший етап: розробка технічного завдання. Визначається мета розроб-
ки, конкретні вихідні дані для проведення робіт. Формуються вимоги до АНС:
методичні, дидактичні, ергономічні, технічні, вимоги до документації.
Методичні вимоги визначають рекомендації по застосуванню АНС у навчаль-
ному процесі, де визначається: дисципліна/розділ дисципліни; місце АНС у сис-
темі занять; час роботи з АНС; спосіб, подання тем; навчальний матеріал, який
може бути надрукованим за запитом студента/викладача.
Дидактичні вимоги до АНС формуються на основі мети і змісту навчання,
початкового і необхідного рівнів знань та способу індивідуального навчання.
Наприклад, виявлення індивідуальних особливостей, рівня початкових знань і
засвоєння поняття на основі психологічного і предметного тестування.
Ергономічні вимоги включають соціальні, психологічні, фізіологічні, антро-
пометричні та гігієнічні вимоги. Це можуть бути вимоги до робочого місця сту-
дента, наприклад, до засобів візуалізації і звукового супроводу.
Технічні вимоги визначають вимоги до апаратно-програмних засобів АНС
та до інструментальних засобів її розробки.
Вимоги до документації визначають перелік документів, які мають бути
підготовлені для АНС, у тому числі: опис логічної структури АНС; інструкція
для викладача та студента.
Другий етап. Побудова моделі об’єкта вивчення або визначення інфра-
структури АНС для реалізації дидактичних цілей і відбору навчального
матеріалу. Об'єктом вивчення може бути, наприклад, конкретна тема певної
навчальної дисципліни. Розробка моделі об'єкта вивчення починається з визна-
чення призначення АНС. На різних етапах занять АНС має різне призначення у
В.П. ЗІНЧЕНКО, М.І. ХОДАКОВСЬКИЙ, С.В. ЗІНЧЕНКО, Т.І. ТАТУЛАШВІЛІ
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2009, № 8 116
вигляді таких груп: 1) навчання, формування умінь; 2) закріплення отриманих
знань і умінь; 3) застосування отриманих знань і умінь; 4) перевірка рівня отри-
маних знань і умінь. Необхідно відмітити, що зазначені чотири групи форму-
ються з використанням онтологічного підходу, що може бути проілюстровано
далі у вигляді мети кожної з груп [11].
Мета першої групи досягається за допомогою завдань при виконанні яких
студенти усвідомлюють сутність різних об'єктів і явищ, зв'язки і відносини між
ними, ознак певних класів об'єктів/явищ, способи рішення завдань, постановки
спостережень і експериментів.
Мета другої групи реалізується за допомогою вправ студентів за розумінням
понять, законів і закономірностей, умінням спостерігати, експериментувати, ви-
рішувати завдання та інше.
Мета третьої групи досягається шляхом застосування студентами отриманих
знань і умінь за допомогою завдань, які вимагають від них самостійно викорис-
товувати знання для спостереження та експерименту, рішення якісних і кількіс-
них завдань, опису об'єкта спостереження, явища чи закономірностей.
Мета четвертої групи досягається за допомогою виконання студентами конт-
рольних робіт, за результатами яких визначається рівень і якість отриманих ни-
ми знань і умінь.
Сукупність знань і умінь, які мають опанувати студенти (мета навчання),
визначає рівень знань предмета. Класифікація рівня знань така: 1) знання – зна-
йомства – засвоєння довідкової інформації, порівняння отриманих знань з ета-
лоном; 2) знання – копії – відтворення інформації, застосувати її у типових ситу-
аціях; 3) знання – здатність застосувати знання на практиці у нетипових ситуаці-
ях, створення суб'єктивно нових знань; 4) знання – трансформації – здатність
творчо використати знання і уміння для створення об'єктивно нових знань
[3, 12]. Як правило, спочатку учень отримує знання на 1-му рівні, потім вивчає
частину елементів на 2-му рівні, але найважливіша частина матеріалу вивча-
ється на 3-му рівні [11].
Упорядковують навчальний матеріал відповідно до мети навчання, де ви-
значають поняття і пояснення, класифікують поняття за змістом об'єктів і явищ,
встановлюють логічні зв'язки між поняттями. Залежно від заданого рівня знань
різним буде і зміст навчальних програм і АНС, тобто при формуванні змісту на-
вчального матеріалу для АНС необхідно враховувати початковий і необхідний
рівень знань студентів. Ефективна АНС має адаптуватися до індивідуальних
особливостей студентів за темпом роботи, за рівнем складності навчального ма-
теріалу, за способом подачі інформації і перевірки знань. Адаптація АНС може
здійснюватися у процесі всього навчання, може починатися на етапі попе-
реднього тестування, що дозволяє подальше навчання проводити з урахуванням
результатів тестування.
Якщо контингент студентів різнорідний, необхідно враховувати психологіч-
ні характеристики студентів і їх рівень знань, то інфраструктура АНС має дозво-
лити провести попереднє тестування, за результатами якого студентів поділяють
на кілька однорідних груп. У цьому випадку блок "навчання" АНС буде мати
ОНТОЛОГІЧНИЙ ПІДХІД ДО ПРОЕКТУВАННЯ...
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2009, № 8 117
багаторівневий алгоритм, а діалог може починатися з питання, наприклад: "чи
добре знаєте матеріал?". У випадку «так» навчання починається з 1-го рівня (ал-
горитм "зверху вниз"), у випадку «ні» навчання починається з 3-го рівня (алго-
ритм "знизу вгору"). У першому випадку пропонуються більш складні завдання,
а в другому буде запропонована підказка до завдання, а самі завдання – більш
прості, що відповідають рівню знань студента [3].
В алгоритмі "зверху вниз" у випадку неправильної відповіді на завдання,
учню пропонується більше просте завдання. В алгоритмі "знизу вгору" правиль-
на відповідь на певному рівні означає перехід до вищого рівня.
По закінченню навчання може бути проведений підсумковий контроль,
який розрахований на необхідний рівень знань для всіх студентів, незалежно від
їх початкових знань. На етапі аналізу виконаного завдання для визначення оці-
нки "3" варто перевірити виконання 2-х умов: правильність виконання завдання;
кінцевий рівень виконання завдань за темою. Якщо завдання виконане правиль-
но, але оцінка 3, то дається спроба покращити оцінку.
Типи АНС. Вибір типу АНС здійснюється на основі призначення і типу
курсу (таблиця), де: навчальні – контролюючі/тренажні, які спрямовані на по-
вторення матеріалу і закріплення навичок роботи; контролюючі/тестуючи − для
проміжного контролю знань при підготовці до практичних і лабораторних робіт,
при допуску до занять, інше; інформаційно-довідкові, які забезпечують пояс-
нення/консультації по: техніці безпеки, виконанні лабораторних робіт, роботі з
приладами, темі, підготовці звіту по роботі, роботі з АНС.
ТАБЛИЦЯ. Призначення і типи АНС
Тип АНС
Призначення АНС
Навчально-
контролюючі,
тренажні
Подолання різних видів відставання в навчанні шляхом ліквідації прогалин
в знаннях студентів
Повторення або самостійне вивчення будь-якої теми
Закріплення пасивних знань
Тренування в розв’язку типових задач
Відпрацювання швидких навичок
Навчання самостійному конструюванню гіпотез розв’язку задач шляхом
застосування імітаційних моделей
Контролю-
ючі, тестові
Контроль і оцінка рівня засвоєння знань (проміжний контроль)
Попередній контроль (тест-перевірка початкового рівня знань)
Діагностика стану студента (визначення типу нервової системи,
функціонального стану, інше)
Інформацій-
но-довідкові
Ознайомлення студентів з знаннями пасивного характеру, які вимагають
запам’ятовування
Отримання консультації/допомоги в роботі (словники, таблиці, довідники,
поняття, бібліографічні списки)
Інструктаж
Перегляд прикладів
В.П. ЗІНЧЕНКО, М.І. ХОДАКОВСЬКИЙ, С.В. ЗІНЧЕНКО, Т.І. ТАТУЛАШВІЛІ
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2009, № 8 118
Передача АНС функції екзаменатора при підсумковому контролі знань (іс-
пит/залік) є недоцільним, тому що інтелектуальний рівень АНС недостатній для
визначення об'єктивних оцінок.
Зазначимо, що робота АНС в режимі демонстрації і моделювання не ста-
вить за мету показати рівень індивідуалізації. Тренажери на основі ПК мають
більш розвинутий зворотний зв'язок. Порядок вивчення тем визначається досяг-
нутим рівнем, і як тільки цей рівень відповідає нормативу, система переходить
до наступного рівня. Як правило, тренажер використовується для формування
початкових знань і умінь.
Відбір змісту предмета дозволяє визначити елементи моделі АНС. Залежно
від дидактичних цілей частина цих блоків може бути відсутньою, і кожний з
блоків має свій алгоритм.
Блок керування реалізує алгоритм керування АНС, тобто виконує функції
керування процесом видачі навчального матеріалу.
Блок моделювання (програмного моделювання) виконує побудову моделей
явищ і процесів.
Блок генерації завдань автоматично «генерує» навчальні завдання. «Генера-
тори» є чотирьох типів: послідовна вибірка завдань із баз даних (БД); вибірка
завдань із БД за обраним критерієм (випадкова; рівень знань; індивідуальні осо-
бливості); формування одного/декількох параметрів завдань і рішень до них;
формування завдань і рішень до них безпосередньо з матеріалу навчального
курсу. Для генераторів 1-го і 2-го типів необхідно заздалегідь підготовити за-
вдання, еталони відповідей і розмістити їх в БД системи. Генератори 1-го типу ті
самі завдання подають різним студентам, а 2-го типу − дозволяють студентам
отримувати індивідуальні завдання. Випадкова вибірка завдань із БД передбачає
значно більшу кількість варіантів завдань, як у 1-го типу, що зменшує ймовір-
ність передачі відповідей між студентами. Ці генератори мають такі недоліки:
складність розробки завдань і еталонів відповідей; обмежену кількість варіантів
завдань; періодичне відновлення завдань; можливість розголосу правильних ві-
дповідей при багаторазовому використанні завдань. Генератори 3-го типу звіль-
няють викладача від тиражування завдань і відповідей до них, але мають істотні
обмеження на тип і форму завдань. Генератори 4-го типу можна вважати най-
кращими, тому що вони дозволяють в зрозумілих термінах отримувати різнома-
нітні завдання.
Блок аналізу відповідей виконує порівняння відповіді студента із еталонами
і формує результат порівняння.
Блок методичної допомоги може включати допомогу щодо роботи з АНС
при неправильних/непередбачуваних відповідях студента, а також документи,
навчальні посібники (більш докладна інформація, складні схеми, рисунки), які
можна отримати в твердих копіях за запитом.
Блок дидактичної допомоги може бути тематичним і формальним. Тематич-
ні підказки використовують аналогії, асоціації і протиставлення. Наприклад,
"подібно тому, як Земля рухається навколо Сонця, електрони рухаються навколо
ядра атома" (аналогія). Ці підказки особливо ефективні на початку вивчення
ОНТОЛОГІЧНИЙ ПІДХІД ДО ПРОЕКТУВАННЯ...
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2009, № 8 119
програми. Формальні підказки використовують часткове написання слів (напри-
клад, «прилад, за допомогою якого можна бачити на великій відстані, називаєть-
ся т...с...), протиставлення (наприклад, "при нагріванні метали розширюються,
а при охолодженні..."). За мірою вивчення програми підказки мають поступово
зникати для того, щоб учень привчався до самостійного і творчого засвоєння
знань. У випадку правильної відповіді/розв’язку задачі студента необхідно зао-
хотити. Репліки можуть бути простими (наприклад: добре, молодець), або бути
докладними із роз'ясненням (наприклад, відповідь правильна, дійсно значення
числа π = 3.14).
Після завершення вивчення теми або розв’язку важкої задачі доцільно
в АНС включати "кадри психологічного розвантаження". Такі «кадри» можуть
бути рекламою АНС, жартівливим зауваженням/побажанням, рядком з вірша,
рисунком, питанням або психологічним тестом, інше.
Блок оцінки результатів навчання формує оцінку з урахуванням: кількості
правильно виконаних завдань; кількості допущених помилок; ваги помилково
виконаних тестів; ваги типу допущеної помилки; витраченого часу.
Весь зібраний матеріал для АНС необхідно аналізувати відповідно до змісту
предмета для того, щоб уникнути розповсюдженої помилки, яка полягає в спробі
навчити занадто багато за найкоротший час. Після відбору матеріалу, викону-
ється детальний його розподіл на теми і їх зв'язування. При цьому необхідно до-
тримуватися таких правил: іти від простого до складного; переходити від відо-
мого до невідомого; переходити від конкретного до абстрактного; переходити
від спостереження до міркування; іти від загального міркування до детального
аналізу.
Розробка сценарію діалогу АНС. Сценарій діалогу виконується на основі
відібраного навчального матеріалу, еталонних відповідей, реакцій системи на
відповіді, команди і відповіді студента. Основною складовою сценарію є алго-
ритм подачі навчального матеріалу або логічна структура АНС. Використову-
ються такі способи подання матеріалу: змістовна/текстова; графічна (блок-
схема); на мовах програмування.
Структура алгоритмів АНС є двох типів: однорівневі (один шлях навчання);
багаторівневі (кілька шляхів, які розраховані на різний рівень початкової підго-
товки). Шлях – це послідовність подачі навчальної інформації студенту. Алго-
ритми навчання можуть мати один/декілька основних і багато допоміжних шля-
хів вивчення предмета. Однорівнева структура алгоритму може бути лінійною,
розгалуженою, циклічною і комбінованою [12].
Лінійний алгоритм АНС – це такий алгоритм, у якому навчальний матеріал
розташований у порядку його вивчення, незалежно від рівня підготовки та інди-
відуальних характеристик студентів. Тобто, навчальний матеріал розбитий на
теми і подається в послідовності, яка гарантує його засвоєння. У такому алго-
ритмі попередня тема щодо наступної простіша, і вона є підготовкою до вивчен-
ня наступної, більш складної теми. Заключні теми можуть мати досить високий
рівень складності. Зазначимо, що такі алгоритми орієнтовані на середній рівень
знань студентів.
В.П. ЗІНЧЕНКО, М.І. ХОДАКОВСЬКИЙ, С.В. ЗІНЧЕНКО, Т.І. ТАТУЛАШВІЛІ
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2009, № 8 120
Розгалужений алгоритм має один шлях вивчення предмета, і до різних роз-
ділів даються доповнення, роз'яснення, допоміжний і довідковий матеріал, якщо
виникають помилки та утруднення студентів. Після вивчення допоміжного ма-
теріалу студент повертається на елемент основного шляху, з якого попросив до-
помогу. Наприклад, студенту запропонована тема високого рівня складності.
При помилковій відповіді на питання з цієї теми студенту пропонуються допо-
міжні теми, які по різному пояснюють йому в залежності від характеру неправи-
льної відповіді. Потім, якщо на помилкову відповідь студента даються вичерпні
роз'яснення, то здійснюється перехід на наступну тему основного шляху. В цьо-
му випадку використовується розгалужений алгоритм, у якого є кілька шляхів
вивчення дисципліни – один основний і багато допоміжних [13].
Підготовка навчальних завдань. Етапи підготовки навчальних завдань
виконуються відповідно до таких вимог: завдання мають належать до основних
положень теми; складність завдань має бути помірна, щоб не знехтувати інтерес
до навчання; завдання мають бути різноманітні як за змістом, так і за формою;
можливість пояснень правильної і неправильної відповіді (пояснення правильної
відповіді закріплює знання, а до неправильної виявляються причини помилки
для закріплення саме правильних відповідей); уникати завдань, відповіді на які
можуть бути вгадані; завдання мають бути такі, щоб можна було перевірити ус-
відомленість відповіді; однозначно формулювати і оформлювати завдання, щоб
не виникало неясної форми відповіді на нього; передбачити всі можливі відпові-
ді на поставлене завдання, щоб запобігти ситуацію, коли правильна, але непе-
редбачувана відповідь буде сприйнята як помилкова.
В АНС необхідно використовувати наступні типи завдань: дати аналітичний
запис висловлення; прокоментувати аналітичний запис; провести аналогію;
встановити істинність висловлення; вивчити, потім повторити поняття; дати
приклади на визначення; розв’язати завдання й обчислити значення; знайти
й усунути помилки; доповнити текст; відновити пропущені в тексті фрагменти;
завершити початий фрагмент; відповісти на поставлене запитання, вибрати від-
повідь з запропонованих, вибрати невірні відповіді з запропонованих; розташу-
вати фрагменти в правильній послідовності.
Типи навчальних завдань можна класифікувати за такими формами відпові-
ді: завдання з вибором конструкцій відповідей (елементи відповіді є, і необхідно
скласти / вибрати з них відповідь на питання); завдання з вільним конструюван-
ням відповідей (елементів відповіді немає, і необхідно сконструювати відповідь
на питання).
Сучасні АНС мають потужні аналізатори відповідей, тому їх діалог стає
більше природним і усуваються недоліки, які властиві системам з вибором
конструкцій відповідей. Але якщо все-таки доводиться використовувати питан-
ня з вибором конструкцій відповідей, то варто уникати варіантів відповіді, які
містять свідомо помилкові твердження, формули, вирази, інше, тому що, як до-
водять психологи, існує небезпека запам'ятовування студентами саме неправи-
льної відповіді.
Виходячи зі специфіки АНС, пропонується студентам завдання типу "вирі-
ОНТОЛОГІЧНИЙ ПІДХІД ДО ПРОЕКТУВАННЯ...
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2009, № 8 121
шити завдання..." або "написати програму...". Оскільки існує безліч варіантів
рішень таких завдань, то недоцільно розміщувати правильні відповіді заздале-
гідь у системі. Передбачається, що виконані завдання оцінює викладач.
Психологічні вимоги мають враховувати особливості сприйняття студентом
інформації на екрані дисплея. Запропоновано екран розділити на три частини
у співвідношенні 1:3:1, де розміщено елементи вибору, основна інформація і ко-
манди керування. При виведенні кольорової інформації варто враховувати реко-
мендації спеціалістів по ергономіці.
Висновок. У роботі використаний підхід до розробки АНС через побудову
моделі навчання конкретної дисципліни. На основі аналізу алгоритмів і прин-
ципів побудови відомих АНС, вивчення їх ефективності, побудована модель
навчання відповідно конкретній навчальній програмі. Етапи розробки АНС ви-
користовують елементи моделі навчання (виконання завдання, допомоги, на-
вчання, інше), які відповідають навчальній програмі. Інтерфейс моделі АНС має
основні області (завдання, допомога, керування), діалог відповідає сценарію на-
вчання, а взаємодія із студентом визначається командами дій.
На різних етапах занять АНС може виконувати різне призначення у вигляді
певних цілей, а саме: навчання та формування умінь, закріплення придбаних
знань і умінь, застосування отриманих знань та навичок, перевірку рівня отри-
маних знань і умінь. Необхідно відмітити, що вказані групи цілей формуються
з використанням онтологічного підходу, який може бути виражений у вигляді
мети кожної з груп та при функціонуванні ієрархічного тезауруса системи.
Після підготовки технічного завдання на розробку методичної, дидактичної,
ергономічної, технічної компоненти та побудови моделі об'єкта навчання вико-
нується розробка сценарію діалогу АНС. Сценарій діалогу виконується на осно-
ві відібраного навчального матеріалу, еталонних відповідей, реакцій системи на
відповіді, команди і відповіді студента.
Основною складовою сценарію є алгоритм подачі навчального матеріалу
або логічна структура АНС. Розробка сценарію включає: побудову алгоритмів
кожного блоку АНС; розробку графічної моделі кожного навчального завдання;
визначення змісту і розміщення інформації на екрані для кожного кадру, визна-
чення еталонів відповідей на питання; розміщення текстів, рисунків і графіків
інформаційних і контрольних кадрів на екрані; складення алгоритмів АНС шля-
хом об'єднання окремих блоків.
Розроблена АНС забезпечує вивчення курсу та дозволяє виконувати поточ-
ний і підсумковий контроль успішності студентів. Розроблена АНС адаптована
до рівня можливостей студента, а саме, узгоджує подачу учбового матеріалу згі-
дно рівня знань конкретного студента шляхом вибору швидкості та послідовно-
сті вивчення тем.
1. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. – М.: ИПРО, 1995. –
261 с.
2. Зинченко В.П., Зинченко Н.П., Броварская Н.И. и др. Подготовка специалистов в услови-
ях наличия интегрированных пакетов программ // Перспективні засоби обчислювальної
В.П. ЗІНЧЕНКО, М.І. ХОДАКОВСЬКИЙ, С.В. ЗІНЧЕНКО, Т.І. ТАТУЛАШВІЛІ
Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2009, № 8 122
техніки та інформатики. – К.: НАН України Ін-т кібернетики ім. В.М. Глушкова, 1999. –
С. 112 – 115.
3. Ходаковский Н.И. Исследование информационных нанотехнологий обработки информа-
ции для построения систем на основе знаний // Комп’ютерні засоби, мережі та систе-
ми. – К.: Ін-т кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України, 2008. – № 7. – С. 23 – 31.
4. Zinchenko S. Ontological informational systems and their use for extraction, acquisition and
representation of kwowledge // IX International PhD Workshop OWD’2007. – Poland, Wisla:
PTETiS, 2007. – P. 52 – 54.
5. Зинченко С.В. Онтологически управляемые информационные системы // Открытые ин-
формационные и компьютерные интегрированные технологии. – Харьков: Гос. Аэро-
ком. ун-т “ХАИ”, 2004. – Вып. 19. – С. 256 – 262.
6. Навчальна програма по дисципліні "Цифрові системи передачі даних" / Уклад.
В.П. Зінченко. – К.: НТУ України «КПІ», 2006. – 7 с.
7. Тыщенко О.Б. Диалог компьютера и студента // Высшее образование в России. – 2000. –
№ 6. – С. 120 – 123.
8. Флеонов М.Е. Библия Delphі. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. – 880 с.
9. Григорьев В.К. Классифицирующие признаки тьюторных систем. – М.: Научно-техни-
ческая конференция МИРЭА, 1999. – С. 326.
10. Левинская М.А., Зайцев В.Е. Метод генерации заданий в интерактивной обучающей сис-
теме // Тез. докл. XI междунар. шк.-семинара "Новые информационные технологии". –
М.: МГИЭМ, 2003. – Т. 1. – С. 441 – 442.
11. Зинченко С.В. Элементы структурирования знаний: понятия, атрибуты и произвольные
отношения // Открытые информационные и компьютерные интегрированные техноло-
гии. – Харьков: Гос. Аэроком. ун-т “ХАИ”, 2004. – Вып. 23. – С. 84 – 89.
12. Энциклопедия кибернетики. – К.: Наук. думка, 1974. – Т. 1 – 608 с.; – Т. 2 – 624 с.
13. Сван Т. Освоение Borland C++4.5. Практический курс. – Киев: Диалектика, 1996. – 455 с.
Отримано 07.05.2009
http://nit.itsoft.ru/2003/tezisy/articles/315.htm�
http://nit.itsoft.ru/2003/tezisy/articles/315.htm�
УДК 681.327
в.п. зІНЧЕНКО, м.і. ХодаковсЬкий, с.в. зІНЧЕНКО, Т.І. тАТУЛАШВІЛІ
ОНТОЛОГІЧНИЙ ПІДХІД ДО ПРОЕКТУВАННЯ АВТОМАТИЗОВАНИХ НАВЧАЮЧИХ СИСТЕМ
Вступ. Традиційний підхід до навчання в наш час суттєво потіснили альтернативні методи навчання, які базуються на інформа-ційних технологіях. Сучасні автоматизовані навчаючі системи (АНС) є засобом представ-лення інформації, засвоєння знань і ...
Постановка задачі. Дослідити етапи роз-робки АНС через побудову моделі навчання конкретної дисципліни, яка б забезпечувала вивчення курсу та дозволяла виконувати поточний і підсумковий контроль успішності студентів. Розроблена АНС має бути адаптов...
Інтерфейс моделі АНС має основні області (завдання, допомога, керування), діалог відповідає сценарію навчання, а взаємодія студента визначається командами дій [7].
Моделювання на рівні сценарію системи має свої переваги (методи переносу об'єктів інтерфейсу, де функціональні об'єкти АНС вже моделюються на рівні сценарію системи). Наприклад, середовище Borland Delphі дозволяє не тільки переносити екранні ф...
Типи АНС. Вибір типу АНС здійснюється на основі призначення і типу курсу (таблиця), де: навчальні – контролюючі/тренажні, які спрямовані на повторення матеріалу і закріплення навичок роботи; контролюючі/тестуючи ( для проміжного контролю знань...
ТАБЛИЦЯ. Призначення і типи АНС
Висновок. У роботі використаний підхід до розробки АНС через побудову моделі навчання конкретної дисципліни. На основі аналізу алгоритмів і принципів побудови відомих АНС, вивчення їх ефективності, побудована модель навчання відповідно конкр...
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-6521 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1817-9908 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-27T11:13:39Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Зінченко, В.П. Ходаковський, М.І. Зінченко, С.В. Татулашвілі, Т.І. 2010-03-05T15:08:20Z 2010-03-05T15:08:20Z 2009 Онтологічний підхід до проектування автоматизованих навчаючих систем / В.П. Зінченко, М.І. Ходаковський, С.В. Зінченко, Т.І. Татулашвілі // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. — 2009. — № 8. — С. 113-122. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. 1817-9908 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/6521 681.327 Рассмотрены этапы проектирования и автоматизации обучающих систем путем моделирования конкретной учебной дисциплины. Розглянуті питання проектування автоматизованих навчаючих систем шляхом моделювання конкретної учбової дисципліни. The stages of design and automation of learning systems based on modeling of specific training discipline are considered. uk Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України Онтологічний підхід до проектування автоматизованих навчаючих систем The ontological approuch for designing, modeling the automated learning systems Article published earlier |
| spellingShingle | Онтологічний підхід до проектування автоматизованих навчаючих систем Зінченко, В.П. Ходаковський, М.І. Зінченко, С.В. Татулашвілі, Т.І. |
| title | Онтологічний підхід до проектування автоматизованих навчаючих систем |
| title_alt | The ontological approuch for designing, modeling the automated learning systems |
| title_full | Онтологічний підхід до проектування автоматизованих навчаючих систем |
| title_fullStr | Онтологічний підхід до проектування автоматизованих навчаючих систем |
| title_full_unstemmed | Онтологічний підхід до проектування автоматизованих навчаючих систем |
| title_short | Онтологічний підхід до проектування автоматизованих навчаючих систем |
| title_sort | онтологічний підхід до проектування автоматизованих навчаючих систем |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/6521 |
| work_keys_str_mv | AT zínčenkovp ontologíčniipídhíddoproektuvannâavtomatizovanihnavčaûčihsistem AT hodakovsʹkiimí ontologíčniipídhíddoproektuvannâavtomatizovanihnavčaûčihsistem AT zínčenkosv ontologíčniipídhíddoproektuvannâavtomatizovanihnavčaûčihsistem AT tatulašvílítí ontologíčniipídhíddoproektuvannâavtomatizovanihnavčaûčihsistem AT zínčenkovp theontologicalapprouchfordesigningmodelingtheautomatedlearningsystems AT hodakovsʹkiimí theontologicalapprouchfordesigningmodelingtheautomatedlearningsystems AT zínčenkosv theontologicalapprouchfordesigningmodelingtheautomatedlearningsystems AT tatulašvílítí theontologicalapprouchfordesigningmodelingtheautomatedlearningsystems |