Модели и программное обеспечение стратификационных адаптивных систем управления обучением

• Автор: Филиппов, Станислав Александрович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ПОДХОДОВ К СОЗДАНИЮ КОМПЬЮТЕРНЫХ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ.

1.1. Анализ стандартов в области создания компьютерных ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ КОС.

1.1.1. Проблемы стандартизации и интероперабельности.

1.1.2. Ресурсы, используемые в обучающих системах

1.1.3. Стандарт I

1.1.4. Спецификации I

1.1.5. Модель

1.2. Методы и модели адаптации к учащимся в КОС.

1.2.1. Уровни и методы адаптации в компьютерном обучении.

1.2.2. Построение последовательности обучения

1.2.3. Адаптивное представление информации.
1.2.4. Возвратное обучение.
1.2.5. Адаптивная выдача комментариев, пояснений.
1.2.6. Интеллектуальный анализ решений.
1.2.7. Диалоговая поддержка решения задач
1.2.8. Интегчектуачьное посредничество.
1.2.9. Сравнительны анализ методов и модечей адаптации.
1.3. Существующие адаптивные обучающие системы
1.3.1. Особенности адаптивных обучающих систем.
1.3.2. iv i .
1.3.3.
1.3.4. i iv i
1.3.5.
1.3.6. Сравнительный анализ адаптивных систем
1.4. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.
2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТРАТИФИКАЦИОННОЙ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОБУЧЕНИЕМ АСУО
2.1. Стратификационный подход к управлению обучением
2.2. Модель преподавателя.
2.2.1. Закон изменения индивидуальной учебной траекторией ИУТ.
2.2.2. Система управления ИУТ.
2.2.3. Автоматический режим изменения ИУТ.
2.2.4. Полуавтоматический режим изменения ИУТ.
2.2.5. Ручной режим изменения ИУТ.
2.2.6. Ограничения и рекомендации по применению.
2.3. Модель учащегося.
2.3.1. Модель I Ii .
2.3.2. Проекция I для нужд АСУО.
2.4. Модель процесса адаптивного обучения.
2.4.1. Соглашения.
2.4.2. Диаграмма состояний
2.4.3. Состояние Начаю
2.4.4. Состояние Обучение.
2.4.5. Состояние Контроль.
2.4.6. Состояние Пауза
2.4.7. Состояние Результат
2.4.8. Состояние Обзор
2.4.9. Схема переходов между состояниями
2.4 Диаграмма взаимодействий
2.5. Определение структуры АСУО.
2.5.1. Общие положения
2.5.2. Функционаьная спецификация
2.5.3. Внешняя спецификация.
2.5.4. Среда функционирования.
2.5.5. Плеер курсов.
2.5.6. Редактор курсов
2.6. Обобщенная математическая модель АСУО
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
3. РАЗРАБОТКА АСУО.
3.1. Уровень ощущаемого качества АСУО.
3.2. Архитектура
3.3. Модель базы данных АСУО
3.3.1. Описание предметной области
3.3.2. Динамика системы.
3.3.3. Концептуальноинформационная модель предметной области.
3.3.4. Схема отношений БД.
3.4. Организация стратификационного контроля знаний
3.4.1. Предпосылки
3.4.2. Проектирование модуля стратификационного тестирования
3.5. Генерация отчетов по результатам контрольных мероприятий
3.5.1. Задачи модуля
3.5.2. Проектирование модуля
3.5.3. функциональные требования к модулю.
3.6. Организация доступа к АСУО.
3.6.1. Методы разграничения прав доступа
3.6.2. Определение наборов прав.
3.6.3. Рекомендации по созданию надежной системы аутентификации.
3.6.4. Реализация ядра безопасности.
3.6.5. Политика назначения прав и реализация наследования.
Выводы по главе.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ АСУО
В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ.
4.1. Задачи электронных курсов
4.1.1. Отработка методик использования МИФИСТО
4.1.2. Динамика роста количества курсов.
4.2. Результаты подготовки и проведения контрольных мероприятий
4.2.1. Динамика роста количества контрольных материалов
и количество обращений к нам.
4.2.2. Корреляция итоговых экзаменационных оценок с баллами,
полученными на предварительном тестировании
4.2.3. Увеличение показателей итоговых результатов контрольных мероприятий
за счет предварительного доступа к утвержденным тестовым вопросами.
4.2.4. Зависимость уровня успеваемости от подходов к обучению
на примере дистанционного курса Логистика
4.2.5. Протоколирование контрольных мероприятий.
4.3. Информационная поддержка
4.3.1. Рост количества пользователей
4.3.2. Число обращений к системе
4.3.3. Динамика подписки на курсы.
4.4. Адаптивное стратификационное управление обучением
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


В настоящее время продолжают разрабатываться методики создания электронных учебников, в том числе по федеральным научнотехническим программам. В них справедливо уделяется внимание вопросам широкого использования мультимедийных технологий, повышения эффективности тестирующих систем, учета психологических факторов при обучении и др. Очевидно, что для обеспечения возможности взаимодействия независимо разработанных учебников, компиляции версий учебных материалов, адаптированных к индивидуальным особенностям обучаемых, в число требований к создаваемым средствам компьютерного обучения необходимо включать требования интероперабельности учебников, т. Целесообразно уделять большее внимание снижению временных и материальных затрат на создание версий учебников. Основой для реализации этих требований должны стать международные стандарты в области информационных технологий. Индустрия компьютерных средств обучения развивается на протяжении уже более двадцати пяти лет. На первых порах в учебном процессе использовались различные программнометодические комплексы для освоения учащимися элементов информационных технологий. Примерами таких комплексов могут служить учебноисследовательские САПР, создававшиеся в ряде вузов страны. В конце х годов стали создаваться компьютерные обучающие системы КОС на базе электронных учебников по различным дисциплинам с текстовыми и графическими фрагментами 6. Появление УсЬтехнологий в первой половине х годов стало очевидным стимулом для развития информационных технологий в обучении. Во второй половине х годов началось становление дистанционного обучения, в том числе обучения на базе Интернета. Появилась концепция открытого образования, как системы предоставления образовательных услуг с помощью средств, имеющихся в распределенной информационнообразовательной среде, выбираемых пользователем и адаптированных под его конкретные запросы. Однако существовавшие к тому времени КОС не были приспособлены к реализации идей дистанционного обучения и открытого образования в силу своей уникальности, несовместимости форматов данных, структур электронных обучающих средств и т. Электронный учебник, созданный с помощью авторской подсистемы в одной КОС, не мог быть воспроизведен и использован в рамках другой КОС. Существующие электронные учебники не отличались гибкостью, отсутствовали технологии адаптации содержания электронных курсов к запросам учащихся, что не позволяло в нужной степени удовлетворить требования индивидуализации обучения. Нерешенной оставалась проблема доступности сопровождения учебников, своевременного отражения в них современного состояния науки и техники. Со всей очевидностью возникла проблема унификации архитектур обучающих систем, структур и форматов данных для представления учебных материалов, моделей обучаемых, средств управления учебным процессом и компиляции индивидуализированных версий учебных пособий, отражающих последние научнотехнические достижения. Для решения этой проблемы было создано несколько международных и национальных организаций, поставивших перед собой цель стандартизации компьютерных средств обучения на основе современных информационных технологий. Iiiiv организация распределенного обучения, основанная департаментом политики в области науки и технологий в администрации президента США i i i i и министерством обороны США , как сеть распределенного обучения, обеспечивающая широкомасштабный доступ к образовательным ресурсам многих пользователей. Существуют так же другие организации, напрямую с обучением не связанные, но разрабатывающие общие стандарты для Интернет, например, 3, I, I. Основная форма названных материалов электронная, хотя часто возможно использовать также твердые копии. Одной из интегрированных форм учебных материалов в традиционных формах обучения является учебнометодический комплекс УМК, объединяющий большинство из названных материалов. В обучающей системе аналогом УМК становится электронный учебный курс ЭУК. Например, в 6 предлагается под ЭУК понимать объединение частей, приведенных на рис. Рефераты и т. Компоненты
Рис.