Реферат
- Введение
- 1. Актуальность темы
- 2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты
- 3. Обзор исследований и разработок
- 4. Компьютерные адаптивные обучающие приложения, их преимущества и роль в учебном процессе
- 5. Выбор дидактических методов и приемов изложения материала
- 6. Виды адаптации обучающих систем
- Выводы
- Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Современный мир становится все более зависимым от компьютерных технологий. Для миллионов людей компьютер превратился в привычный атрибут повседневной жизни, стал незаменимым помощником. Поэтому использование компьютерных технологий в сфере обучения – это объективный и естественный процесс, это требование сегодняшнего дня.
Одним из примеров таких решений является обучающая система с адаптацией по форме изложения материала на основе ментальных карт, которая может подстраиваться под знания пользователя и предоставлять материал в соответствии с потребностями конкретного пользователя. Такой подход обеспечивает пошаговое обучение и позволит наиболее эффективно изучать новый материал.
1. Актуальность темы
В условиях роста количества информации, появления новых технологий перед системой образования встает ряд серьезных задач, связанных с организацией познавательной деятельности. Тенденция информатизации становится все более очевидной: создаются электронные учебники, развивается дистанционное обучение и разрабатываются компьютерные обучающие системы. Основным преимуществом применения информационных технологий в учебном процессе является индивидуализация обучения и эффективная адаптивность представления учебного материала [1].
2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты
Цель работы: разработка компьютерной обучающей системы с повышенной адаптацией по форме изложения материала на основе ментальных карт, способной подстраивать уровень представляемого учебного материала к индивидуальным способностям и возможностям обучаемого.
Задачи:
- Исследование аналогов обучающих систем с повышенной адаптацией по форме изложения материала на основе ментальных карт.
- Изучение целевой аудитории.
- Определение критериев адаптации.
- Обзор и выбор дидактических методов и приемов изложения материала.
- Разработка обучающей системы с повышенной адаптацией по форме изложения материала на основе ментальных карт.
Исследование направленно на изучение компьютерных обучающих систем, которые предоставляют возможность обучающимся самостоятельно управлять ходом учебного процесса и оказывают положительное влияние на мотивацию, что способствует лучшему усвоению учебного материала.
Результатом работы является система подобного рода, которая будет иметь возможность адаптивного представления материала, а информация будет изложена на основе ментальных карт.
3. Обзор исследований и разработок
Все больше исследований, проводимых различными университетами, подтверждают, что ментальные карты повышают
уровень креативности и продуктивности человека минимум на 300 %! Использование методики ментальные карты
помогает представить идеи, концепции, информацию в ясной, привлекательной и убедительной форме, даёт их целостное
видение, облегчает запоминание содержащейся в карте информации, т. к. использование рисунков ведет к ликвидации
разрыва между словом и образом. Использование карт ума
обеспечивает повышение эффективности обучения и
развития
потребностей обучающихся в процессе обучения [2].
3.1 Обзор международных источников
Основатель Knewton Джозе Феррейра всю жизнь занимался образовательными технологиями, а в 2008 году основал компанию Knewton. Его подход заключается в гибком формировании последовательности обучения у каждого студента. Адаптивное обучение в понимании Knewton должно реагировать в реальном времени на результаты отдельного студента и его действия в системе. Этот подход увеличивает вероятность того, что студент получит правильный образовательный контент в нужный момент и достигнет поставленных перед собой целей. К примеру, если студент плохо справляется с определенным набором вопросов, то Knewton сможет предположить, какие темы, затронутые в этом списке вопросов, оказались непонятными и предложить ему контент, который поможет повысить уровень понимания именно этих тем [3].
3.2 Обзор национальных источников
Построение информационной адаптивной системы на базе LMS Moodle обладает рядом преимуществ перед конкурентными системами и позволяет:
- адаптировать структуру курса обучения, рассчитанную на конкретного пользователя;
- осуществлять мониторинг прохождения курса обучения пользователями на основе нейронных сетей;
- проводить дальнейшие исследования в данной области в целях улучшения качества автоматизации компьютерного обучения [4].
3.3 Обзор локальных источников
В ходе анализа работ студентов Донецкого национального технического университета была найдено несколько работ, связанных с обучающими системами:
- Лузанова Ю. В. Разработка обучающей системы по курсу
СПО специализированных компьютеров
[5]; - Смирнов В. А. Разработка архитектуры адаптивной системы дистанционного обучения [6];
- Черниченко Е. А. Разработка и исследование автоматной модели обучения на основе анализа компетенций того, кто обучается [7];
- Булюк К. А. Разработка модели адаптивного структурирования информационных ресурсов интеллектуальной обучающей системы на основе цветных сетей Петри [8].
Однако, разработкой компьютерной обучающей системы с повышенной адаптацией по форме изложения материала на основе ментальных карт еще никто не занимался.
4 Компьютерные адаптивные обучающие приложения, их преимущества и роль в учебном процессе
Замечательный донецкий педагог-новатор В.Ф. Шаталов отмечал, что для успешного обучения в классе нужно
создать
такую атмосферу, в которой невозможно не выучиться
[9].Вот такую атмосферу в учебный
процесс может привнести
только качественное обучающее компьютерное адаптивное приложение.
Компьютерные адаптивные обучающие системы предоставляют возможность обучающимся самостоятельно управлять ходом учебного процесса и оказывают положительное влияние на мотивацию, что способствует лучшему усвоению учебного материала. Образование при использовании информационных технологий приобретает персонифицированный, ориентированный характер. Обучающийся становится основным, если не единственным субъектом образовательного процесса, а его главным элементом – не только знание, но и информация [10].
Преимущества АОС перед традиционными [11]:
- обучение идет быстрее и усваивается глубже, если обучающийся проявляет активный интерес к изучаемому предмету;
- обучение является более эффективным, если формы приобретения знаний и навыков таковы, что без труда могут быть
перенесены в условия
реальной жизни
, для чего они и предназначены; - обучение идет быстрее, если обучающийся узнаёт результат каждого своего ответа;
- обучение идет качественнее, если программа по предмету построена по принципу последовательного изложения материала;
- знание результатов своей работы стимулирует выполнение очередного задания;
- процесс обучения следует организовать так, чтобы каждый учащийся мог усваивать программу.
5 Выбор дидактических методов и приемов изложения материала
Образовательные процессы в современном обществе сопровождаются возрастающими информационными потоками, которые требуют для своего восприятия соответствующих методов визуализации. Для решения этой проблемы в современном образовательном пространстве используются ментальные карты (maindmapping) и принцип геймификации.
Ментальные карты – современный способ восприятия и организации информации любого объема и любой структурной сложности, что актуально при разработке и использовании обучающих компьютерных систем [12].
Преимущества ментальных карт:
- Наглядность. Всю проблему с ее многочисленными сторонами можно окинуть одним взглядом.
- Привлекательность и эстетичность.
- Запоминаемость. Благодаря работе обоих полушарий мозга, использованию образов и цвета интеллект-карта легко запоминается.
- Своевременность. Интеллект-карта помогает выявить недостаток информации и понять, какой информации не хватает.
- Творчество. Интеллект-карта стимулирует творчество, помогает найти нестандартные пути решения задачи.
- Возможность пересмотра. Пересмотр интеллект-карт через некоторое время помогает усвоить картину в целом, запомнить ее, а также увидеть новые идеи.
Обучающий материал в разрабатываемой АОС представлен в виде вложенных ментальных карт, что позволяет обучающемуся легко ориентироваться в содержании материала и легко запоминать информацию (рис.1).
Рисунок 1 – Пример ментальной карты
Интенсивное развитие информационных технологий и мобильных средств коммуникаций вторгается во все сферы жизни, том числе и в образовательный процесс. Геймификация компьютерных обучающих систем – это введение игровых приемов в процесс обучения. Она способствует формированию информационно-коммуникационной компетенции обучаемых, развитию их познавательных навыков, творческого мышления, умения самостоятельно оценивать и конструировать полученные знания, уверенно ориентироваться в информационном пространстве. Поскольку лидером современных образовательных стратегий и обучающих систем является геймификация, целесообразно сочетать ее с ментальными картами при разработке компьютерной обучающей системы [13].
Кроме того, при геймификации применяется поэтапное изменение и усложнение целей по мере приобретения пользователями новых навыков и компетенций, что обеспечивает развитие эксплуатационных результатов при сохранении пользовательской вовлечённости.
6 Виды адаптации обучающих систем
Механизмы адаптации являются важной темой исследований последнего времени в области электронного обучения. Анализ существующих решений позволяет выделить восемь видов адаптации, реализуемых в обучающих системах [14].
- Адаптация, ориентированная на интерфейс (адаптивная навигация), которая приводит к изменению свойств элементов и вариантов компоновки экранного интерфейса.
- Адаптация, ориентированная на обучение, в которой процесс обучения динамически адаптируется к последовательности содержания курса. Путь обучения является динамичным и персонализированным как для каждого обучаемого, так и для каждого курса в целом, так что обучаемый может идти по различным вариантам обучения в зависимости от курса, успеваемости и т.п.
- Адаптация, ориентированная на содержание, которая приводит к динамическому изменению содержания. Например, информация курса подразделяется на три уровня детализации, и соответствующий уровень отображается в зависимости от значений определенных факторов.
- Интерактивная поддержка решения задач, которая помогает обучаемому на следующем шаге получить правильное решение задачи. Руководство может осуществляться как в режиме реального времени, так и в автономном режиме, или по заранее установленным правилам.
- Гибкая фильтрация информации, которая обеспечивает получение только той информации, которую должен видеть обучаемый.
- Гибкое группирование, которое позволяет создавать группы обучаемых и организовывать поддержку взаимодействия по выполнению конкретных задач.
- Гибкое оценивание, в котором модели оценки, реального содержания и тестирования могут изменяться в зависимости от успехов обучаемого и рекомендаций преподавателя.
- Изменения на лету – возможность изменять/адаптировать курс преподавателем или автором курса в режиме реального времени.
Как показывает анализ, большинством этих свойств будет обладать разрабатываемая компьютерная адаптивная обучающая система для обучаемых дошкольного и школьного возраста. Она предназначена для формирования первичных и базовых знаний о систематике животного мира, имеет развернутый сценарий, возможность просмотра видео о животных и снабжено увлекательными викторинами, загадками и кроссвордами для дошкольников и тестированием для обучаемого.
Разрабатываемая адаптивная обучающая система должна обеспечивать максимальную продуктивность изложения материала с учетом индивидуальных возможностей учащихся. АОС можно представить в виде следующей иерархической структуры (рис.2).
Рисунок 2 – Cтруктурная схема разрабатываемо АОС
(анимация: 7 кадров, 7 циклов
повторения, 18 килобайт)
Таким образом, нами планируется создание адаптивной компьютерной обучающей системы с использованием современных технологий, что позволит реализовать оперативный контроль качества обучения. Использование адаптивной компьютерной обучающей системы и структурирование обучающего материала с помощью ментальных карт повысит эффективность обучения.
Выводы
В результате научно-исследовательской работы были собраны и изучены материалы по вопросам, связанным с темой магистерской работы. В работе были проанализированы преимущества компьютерных адаптивных обучающих систем и их роль в учебном процессе. Далее были выбраны дидактические методы и приемы изложения материала, которые повысят эффективность обучения. Также проанализированы виды адаптации, реализуемые в обучающих системах. Большинством этих свойств будет обладать разрабатываемая компьютерная обучающая система с повышенной адаптацией по форме изложения материала на основе ментальных карт.
Замечания
На момент написания данного реферата магистерская работа еще не завершена. Предполагаемая дата завершения: май 2019 г. Полный текст работы, а также материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.
Список литературы
- Давыденко Д.П., Губенко Н.Е. Обучающая система с адаптацией по форме изложения материала на основе ментальных карт // Программная инженерия: методы и технологии разработки информационно вычислительных систем (ПИИВС–2018), ноябрь 2018 // Режим доступа: http://pi.conf.donntu.ru
- Супермышление – это просто! [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.management.com.ua/interview/int148.html
- Адаптивное обучение, или несколько слов о Knewton [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://habr.com/company/newprolab/blog/244539/
- Степаненко Т.А., Ильина Е.А. Адаптивная система обучения студентов на базе LMS MOODLE. Статья // – Режим доступа: http://elar.urfu.ru/bitstream/10995/38687/1/tim_2013_77.pdf
- Лузанова Ю.В. Разработка обучающей системы по курсу
СПО специализированных компьютеров
– Режим доступа: http://masters.donntu.ru/2011/fknt/luzanova/index.htm - Смирнов В.А. Разработка архитектуры адаптивной системы дистанционного обучения – Режим доступа: http://masters.donntu.ru/2011/fknt/smirnov/diss/index.htm
- Черниченко Е.А. Разработка и исследование автоматной модели обучения на основе анализа компетенций того, кто обучается – Режим доступа: http://masters.donntu.ru/2013/fknt/chernichenko/index.htm
- Булюк К.А. Разработка модели адаптивного структурирования информационных ресурсов интеллектуальной обучающей системы на основе цветных сетей Петри – Режим доступа: http://masters.donntu.ru/2014/fknt/bulyuk/index.htm
- Шаталов В.Ф. Педагогическая проза. М.: Педагогика, 1980.// Режим доступа: https://nsportal.ru
- Ракова О.А. Компьютерная адаптивная обучающая система для диагностики обученности студентов // Молодой ученый. – 2010. – №8. Т. 1. – С. 169-175. – Режим доступа: https://moluch.ru/archive/19/1878/
- ИТ в образовании. Технология дистанционного обучения [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://referatwork.ru/IT_lections/section-20.html
- Что такое Ментальные карты и для чего они? // Статья. Режим доступа: http://mind-manager.ru/article/what_is_mindmaps
- Применение ментальных карт и геймификации при разработке компьютерных обучающих систем. // Д.П. Давыденко, Н.Е. Губенко // Источник: Программная инженерия: методы и технологии разработки информационно-вычислительных систем (ПИИВС–2016): сборник научных трудов I научно-практической конференции (студенческая секция). 16–17 ноября 2016 г. – Донецк, ГОУ ВПО Донецкий национальный технический университет, 2016. – с. 257–261. // URL: http://pi.conf.donntu.ru/
- Любченко В.В., Нестеренко А.В Адаптивность и ее составляющие в обучающих системах [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.iai.kpi.ua/_archive/2007/Документ31.pdf