Разработка и исследование инструментальных систем игрового обучения на основе анализа проблемно-ориентированных формальных программных машин

• Автор: Наумов, Дмитрий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 142 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ИГРОВЫЕ ОБУЧАЮЩИЕ СИСТЕМЫ

1.1. Игровые обучающие системы

1.1.1. Игровые обучающие системы. Основные понятия

1.1.2. Классификация систем обучения и игровых обучающих систем

1.1.3. Структура систем игрового обучения

1.1.4. Особенности и методы игрового обучения

1.1.5. Этапы проектирования игровых обучающих систем.

1.1.6. Проблемы проектирования игровых обучающих систем

1.2. Теоретические аспекты игрового обучения.

1.3. Программные инструментарии игровых обучающих систем.
1.3.1. Программные инструментарии игровых обучающих систем. Основные понятия
1.3.2. Обобщенная структура программных инструментариев игровых обучающих систем.
1.3.3. Недостатки программных инструментариев игровых обучающих систем.
ГЛАВА 2. ПРОБЛЕМНООРИЕНТИРОВАННЫЕ ПРОГРАММНЫЕ МАШИНЫ ДЛЯ АНАЛИЗА ИНСТРУМЕНТАРИЯ ИГРОВОГО ОБУЧЕНИЯ.
2.1. Понятие универсальной алгебры.
2.2. Понятие формальной программной машины.
2.3. Проблемноориентированная программная машина, описывающая модель предметной области для обучения
2.4. Проблемноориентированная программная машина, описывающая обучающий игровой инструментарий.
2.5. Взаимосвязь между проблемноориентированными формальными программными машинами, описывающими предметную область для обучения
и обучающий игровой инструментарий.
ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОГРАММНЫХ ИНСТРУМЕНТАРИЕВ ИГРОВЫХ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ.
3.1. Технология проектирования программных инструментариев игровых обучающих систем.
3.2. Использование объектноориентированного подхода при проектировании обучающего игрового инструментария.
3.2.1. Основные классы ПИИОС.
3.2.2. Схема взаимодействия объектов классов ПИИОС.
ГЛАВА 4. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ОБУЧАЮЩЕГО ИГРОВОГО ИНСТРУМЕНТАРИЯ ПО ОСНОВАМ ПРОГРАММИРОВАНИЯ.
4.1. Определение основных задач, решаемых обучающим игровым инструментарием
4.2. Технические и программные средства для создания и функционирования обучающего игрового инструментария.
4.3. Анализ и формализация предметной области для обучения основам программированию.
4.3.1. Объекты ПОО.
4.3.2. Понятия ПОО.
4.3.3. Описание синтаксических конструкций системы операций ПОО
4.3.4. Управляющие синтаксические конструкции ПОО.
4.3.5. Проектирование этапов обучения.
4.3.6. Проектирование сценария для этапов обучения
4.3.5. Построение графа этапов обучения для ПОО.
4.4. Формальная программная машина, описывающая ОИИ.
4.4.1. Описание объектов ОИИ.
4.4.2.Описание понятий для обучения в ОИИ.
Описание синтаксических конструкций системы операций в ОИИ
4.4.4. Описание управляющих конструкций в ОИИ.
4.5. Структура и принципы функционирования обучающего игрового инструментария
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Наиболее активно разрабатываются и внедряются интеллектуальные обучающие системы, основанные на работах в области искусственного интеллекта 1,2,7,8, особенностью которых являются разработка моделей обучаемого, процесса обучения, предметной области, на основе которых для каждого обучаемого строиться наиболее рациональная стратегия обучения. В настоящее время в процесс обучения внедряются нетрадиционные программные технологии обучения на базе персональных ЭВМ с использованием современных компьютерных технологий, а именно игровые обучающие системы. Игровые обучающие системы. Отличие современных игровых обучающих систем ИОС от традиционных автоматизированных обучающих систем АОС в том, что центральное место в структуре игровых обучающих систем рис. Само понятие игра, как и любой сложный феномен человеческой деятельности, не может быть достаточно четко определенно через другие понятия, но оно может быть выражено через свои характерные признаки. Э. Берн дает более формальное определение игры Игрой мы называем серию следующих друг за другом скрытых дополнительных транзакций особых единиц общения людей с четко определенным и предсказуемым исходом. В первую очередь игру необходимо рассматривать как средство личностного развития человека. Именно на это направлено большинство разрабатываемых игровых обучающих систем. Возможно выделение некоторых признаков игры как явления. Основным признаком игр является самонацеленностъ игры, то есть отсутствие у игры целей, лежащих вне ее самой. Отсутствие явно выраженных внешних целей отличает игру от иных феноменов человеческого бытия, в первую очередь от работы одной из возможных из противоположностей игры. Игры являегся одной из форм отдыха, и поэтому неявной целью игры всегда является получение субъектом игры удовольствия. Изначально игра носит абсолютно субъективный характер. Она зависит от субъекта, и прекращает свое существование без него. Игра как ненужная и на первый взгляд не необходимая деятельность носит исключительно антропологический характер, будучи присущей только человеку как единственному обладающему сознанием. Игровая реальность является условной, что обычно осознается субъектом игры. Несмотря на то, что игра носит условной характер, она требует к себе предельно серьезного отношения, так как несерьезное отношение субъекта к игре приводит к ее исчезновению. В игре изначально присутствует как минимум относительная свобода действий, что следует из необязательного характера игровой деятельности, и заключается в возможности начать и прекратить игру в любой момент. Классификация существующих игровых обучающих систем может быть проведена но целевому признаку. Рис. В основе невербальных ИОС лежат невербальные развивающие игры. Вербальные развивающие игры составляю основу вербальных ИОС. Частным случаем вербальных игр являются символические и имитационные игры. Основное достоинство организационнодеятельностных ИОС состоит в том, что они направлены на выделение конкретных проблем, возникающих у участников той или иной игры и попытки их решения. ИОС могут использоваться на внеурочных мероприятиях и факультативных занятиях, представлять отдельный курс или включаться в программу различных предметов. Особое значение имеют игровые формы обучения основам программирования и конструирования, так как этот материал, представленный в игровой форме, более доступен и понятен, и именно поэтому он позволяет сосредоточиться на самом действии проектирования и программирования, его особенностях и составляющих. ЛОС имеют узко направленную учебную цель. ЛОС на базе средств вычислительной техники. Многообразие существующих игровых систем обучения требует систематизации их структур, форм использования и типов программ, определения места ИОС в классификации ЛОС. Каждая ЛОС имеет определенную структуру, состоящую из группы элементов с определенными связями между ними. Любая АОС, имеющая четко выраженную структуру, может быть классифицирована по имеющимся в ней типам связей. АОС подразделяются на два базовых класса рис.