Моделирование и разработка интерактивных обучающих систем с адаптацией

• Автор: Доррер, Александра Георгиевна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 156 с. : ил.

Содержание
Введение.

Глава 1. Проблемы разработки электронных обучающих систем.

1.1. Общая характеристика систем интерактивного обучения.

1.2. Действующие лица процесса интерактивного обучения.

Функции обучаемого

Функции преподавателя.

Функции администратора системы дистанционного обучения

1.3. Международные стандарты в области технологий интерактивного обучения.

1.3.1 Стандарты 1МБ

1.3.2 Спецификации ШЕЕ ЬТ5С

1.3.3 Стандартизация описания информационных образовательных ресурсов.
1.4. Концепции описания процесса интерактивного обучения.
1.5. Дидактические структуры компьютерных курсов.
1.6. Адаптация в обучающих системах
Выводы по первой главе
Глава 2. Модели процесса интерактивного обучения и адаптации
2.1 Информационные модели процесса интерактивного обучения.
2.2. Моделирование обучающих систем с помощью раскрашенных сетей Петри
2.2.1 Мультимножества
2.2.2 Формальное определение СРЫ.
2.2.3 Функционирование СРЫ.
2.2.4. СР1М с временным механизмом.
2.3. Моделирование процесса интерактивного обучения
2.3.1. Одноресурсная модель процесса прохождения учебного модуля
2.3.2. Модель прохождения учебного курса, состоящего из нескольких
модулей
2.3.3 Модель учебного курса как раскрашенная сеть Петри СРЫ
2.4. Вероятностные модели процесса обучения
2.4.1 Формальное определение модели
2.4.2. Пример моделирования.
2.4.3. Обсуждение предлагаемой методики
Допущения и ограничения модели.
Сокращение числа комбинаций тестовых вопросов
2.5. Оценка параметров модели по данным реального процесса обучения .
2.5.1. Оценка вероятностей перехода между состояниями учебного процесса.
2.5.2. Оценка чувствительности модели к изменению вероятностей перехода между состояниями.
Выводы по второй главе.
Глава 3. Модели процессов адаптации в учебных курсах с многоуровневой структурой.
3.1. Простейшая модель
3.2. Модель процесса обучения как автомат с линейной тактикой
3.3. Автомат с поглощающими состояниями
3.4. Модель двухуровневого обучения с адаптацией.
Выводы по третьей главе
Глава 4. Моделирование и разработка адаптивного курса по дисциплине Дискретная математика
4.1.1. Динамическая модель курса в виде иерархической раскрашенной
сети Петри
4.1.2. Модели отдельных модулей.
4.2. Функционирование модели адаптивного курса
4.2.1. Моделирование процесса адаптации.
4.2.2. Алгоритм функционирования модели.
4.2.3. Определение матрицы вероятностей перехода
4.3. Обзор программных средств создания обучающих систем
4.3.1. Методологии разработки интерактивных учебных курсов
4.3.2. Системы разработки интерактивных учебных курсов
4.4. Системы интерактивного обучения на базе стандартной СУБД.
Выводы по четвертой главе.
Заключение
Библиографический список
Приложения
Приложение 1. Структура и описание базы данных
Приложение 2. Акты об использовании материалов работы.
Введение
Актуальность


В первой главе работы рассматриваются общая характеристика систем интерактивного обучения, функции действующих лиц процесса интерактивного обучения, а так же международные стандарты в области технологий интерактивного обучения. Кроме того, в первой главе изложены концепции описания процесса обучения: как процесса управления или как динамической игры. Также в первой главе рассматриваются различные дидактические структуры обучающих курсов и различные подходы к адаптации интерактивных обучающих систем к особенностям обучаемого. Во второй главе рассматриваются информационные модели процесса интерактивного обучения. Также подробно рассматривается моделирование обучающих систем с помощью раскрашенных сетей Петри. Кроме этого, обсуждаются особенности построения вероятностных моделей процесса интерактивного обучения, а также оценка параметров полученной модели по данным реального учебного процесса. В третьей главе работы предложены различные модели адаптации в учебных курсах с многоуровневой структурой, разработанные на основе концепции автомата с линейной тактикой Цетлина, а также оценка параметров модели на основе данных реального учебного процесса. Кроме того, в главе представлен обзор программных средств создания обучающих систем, а также обсуждается возможность построения системы интерактивного обучения на базе стандартной СУБД. В приложениях приведены структура и описание базы данных, а так же акты об использовании обучающей системы по курсу «Дискретная математика». Глава 1. Данная глава является вводной ко всей работе. Она посвящена общим принципам организации интерактивного обучения и описанию связанных с этим проблем. Дается общая характеристика систем интерактивного обучения. Рассматриваются функции участников этого процесса. Дан обзор международных стандартов в области технологий интерактивного обучения и представления образовательных информационных ресурсов. Рассмотрены концепции формального описания процесса обучения: обучение как процесс управления и обучение как динамическая игра. Рассмотрены дидактические структуры компьютерных курсов: линейная, разветвленная, многоуровневая. Сформулированы основные черты интерактивного обучения с адаптацией. В конце главы в качестве выводов сформулированы задачи дальнейших исследований и разработок. Переходя к рассмотрению отмеченных во введении нерешенных проблем интерактивного обучения, рассмотрим общие черты этого процесса []. Интерактивное обучение - это процесс передачи и усвоения знаний с использованием информационно-телекоммуникационных средств без непосредственного контакта обучаемого и учителя. При этом ученик и учитель (или играющий эту роль учебный центр) могут находиться друг от друга на значительном расстоянии, поэтому такой способ обучения называют также дистанционным. А поскольку важнейшим техническим средством, используемым в данном процессе, является компьютер, то обучение называют также компьютерным. Эти три термина являются почти синонимами, однако каждый из них подчеркивает одну из особенностей описанного процесса обучения: способ взаимодействия ученика с учителем, их пространственную отдаленность, ключевое техническое средство. Таким образом, под интерактивным (дистанционным, компьютерным) обучением понимается педагогический процесс, при котором общение учащихся с учителем и между собой осуществляется в специальной информационно-телекоммуникационной среде, которая содержит средства передачи и обработки информации, методическое, информационное и программное обеспечение и функционирует в соответствии с установленным регламентом []. В этом качестве дистанционное обучение использует все разработанные здесь технические средства и педагогические методы. Интернет. Работы по дистанционному образованию ведутся во всем мире весьма интенсивно. Развернуты широкие теоретические исследования. Появились обобщающие обзоры, монографии [,,,], проводятся. В сети Интернет существует множество сайтов, содержащих свежие материалы об успехах и проблемах дистанционного образования. Чем можно объяснить такой интерес?