ОБУЧАЮЩАЯ СИСТЕМА С АДАПТАЦИЕЙ ПО ФОРМЕ ИЗЛОЖЕНИЯ МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ МЕНТАЛЬНЫХ КАРТ

Авторы: Д.П. Давыденко, Н.Е. Губенко

Описание: В статье рассматриваются адаптивность изложения учебного материала в компьютерных обучающих системах для вовлечения обучаемых в познавательную деятельность.

Источник: Программная инженерия: методы и технологии разработки информационно-вычислительных систем (ПИИВС–2018): сборник научных трудов II научно-практической конференции (студенческая секция), Том 2, 14–15 ноября 2018 г. – Донецк, ГОУВПО Донецкий национальный технический университет, 2018. – 191–194с. // URL: http://pi.conf.donntu.ru/...

Ключевые слова: адаптивность, адаптивные обучающие системы, адаптация, компьютерные обучающие системы, ментальные карты.

Постановка проблемы

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.

Цель работы: разработка компьютерной обучающей системы, способной адаптировать уровень представления учебного материала к индивидуальным способностям и возможностям обучаемого.

Компьютерные 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 [1].

C точки зрения управления учебным процессом все обучающие системы можно разделить на два класса [2]:

• обучающие системы, в которых управление процессом обучения возложено на пользователя. Учебные материалы содержатся на машинном носителе в текстовом и графическом форматах: электронный учебник или методическое пособие, электронная библиотека.
• обучающие системы, самостоятельно управляющие учебным процессом. Содержит изложение учебной дисциплины или ее раздела в соответствии с ее логикой на машинном носителе в текстовом, графическом, аудио, видео форматах. В конце каждой порции изложения учебной дисциплины в данных системах обучаемому предоставляются проверочные задания.

В отличие от систем первого класса, в данных системах ответы и действия обучаемого влияют на дальнейший ход процесса обучения. Степень управления учебным процессом напрямую зависит от степени адаптации системы под конкретного обучаемого, поэтому обучающие системы данного класса разделяются на подклассы по степени их адаптивности и способами реализации адаптации:

1. Компьютерная обучающая система с линейной моделью обучения – это система, в которой структура представления учебного материала является последовательной. В зависимости от результатов проверки обучаемому предоставляется очередная (следующая) порция информации, либо он возвращается к дополнительному изучению предшествующей порции знаний.
2. Компьютерная обучающая система с разветвленной моделью обучения – это система, в которой задано несколько вариантов изложения материала, различающихся по степени подробности, глубине изложения, а также несколько вариантов предлагаемых в конце каждой порции проверочных заданий с различными уровнями сложности. Данная система адаптируется по глубине, степени подробности изложения изучаемого материала и сложности проверочных заданий, что позволяет ей формировать индивидуальную траекторию обучения.
3. Компьютерная обучающая система с адаптацией по форме изложения – это система, в которой обучаемый имеет возможность выбирать форму изложения учебного материала: текстовая, или графическая, или аудио, или видео форма. Система может обладать всеми или несколькими свойствами компьютерной обучающей системы с разветвленной моделью обучения.
4. Мультиагенная компьютерная обучающая система с адаптацией по объекту и целям обучения – это система, в которой управление учебным процессом осуществляется по целенаправленной установке обучаемого, каждая из которых в отдельности обладает всеми свойствами обучающих систем предыдущих подклассов. Целевые установки составляется каждый раз под конкретного обучаемого, и под его цели обучения.

Адаптивной называется образовательная система, способная каждому ученику помочь достичь оптимального уровня интеллектуального развития в соответствии с его природными задатками и способностями. Обладая такими свойствами, как гибкость, полиструктурность, открытость, адаптивная образовательная система выводит обучаемого на более высокий потенциально возможный уровень развития, адаптируя его к своим требованиям[3].

Адаптацию учебной деятельности можно определить, как процесс изменения параметров и структуры модели обучаемого и выработке соответствующих обучающих воздействий на основе осведомляющей информации с целью достижения заданного состояния обучаемого при его начальной неопределенности и изменяющейся педагогической среды [4].

Предлагается подход к организации адаптивной системы обучения основан на следующих принципах:

• построение модели обучаемого на основе анализа результатов тестирования первичных знаний обучаемого
• создание модели процесса обучения в соответствии с возрастом обучаемого;
• динамическое формирование структуры и содержания учебного материала средствами адаптивной обучающей системы.

Главное требование к адаптивным обучающим системам состоит в обеспечении максимальной степени индивидуализации процесса обучения, т. е. адаптация к каждому конкретному обучаемому. В настоящее время при обучении наиболее актуальной является задача создания и широкого внедрения в учебный процесс адаптивных компьютерных систем обучения.

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 [6]:

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 ZOOМИР 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 школьников.

Адаптивная обучающая система должна обеспечивать максимальную продуктивность изложения материала с учетом индивидуальных возможностей учащихся. АОС можно представить в виде следующей иерархической структуры (cм. рис.1).

Адаптивность представления учебного материала с применением ментальных карт

Для усвоения увеличивающегося объема учебного материала за ограниченное время необходима интенсификация образовательного процесса за счет систематизации, структурирoвания информации. Выбор новых методов и активных средств также позволяет решить указанную проблему. Одной из современных методик структурирования информации является использование ментальных карт. Автором методики карты ума, способствующей творческому мышлению, запоминанию и организации умственной деятельности является психолог Тони Бьюзен.

Ментальные карты (Mind Mapping) – это способ систематизации знаний с помощью схем; это технология изображения информации в особом графическом виде [7].

Ментальные карты помогают эффективно структурировать и обрабатывать информацию, а также использовать творческий и интеллектуальный потенциал как разработчика обучающей системы, так и обучаемого.

Явные преимущества ментальных карт:

• наглядность
• привлекательность и эстетичность
• запоминаемость
• творчество
• возможность пересмотра.

Ментальные карты визуализируют информацию с помощью различных приемов (изображения, значки, цвета, контуры), что очень помогает запоминанию.

Обучающий материал в разрабатываемой АОС представлен в виде вложенных ментальных карт, что позволяет обучающемуся легко ориентироваться в содержании материала и легко запоминать информацию (cм. рис.2).

Выводы

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.

Список литературы

1. Ильин Г. От педагогической парадигмы к образовательной // Высшее образование в России. – 2000. – № 1. – С. 64-69.
2. Ананьева Т.Н., Черткова Е.А. Методология разработки компьютерных обучающих систем для сферы образовательных услуг // Теоретические и прикладные проблемы сервиса. 2007. № 2. С. 48-51.
3. Капустин Н.П. Педагогические технологии адаптивной школы. – М.: Академия, 1999. – 216 с.
4. Ловцов Д.А., Богорев В.В. Адаптивная система индивидуализации обучения // Педагогика, 2001, №6. – С. 24-28
5. 3. Blanchard E., Razaki R., Frasson C. Cross-Cultural Adaptation of e-Learning Contents: a Methodology // Proceedings of the International Conference on E-learnung: ELEARN2005. ? 2005. – P. 1895
6. Burgos D., Tattersall C., Koper R. How to represent adaptation in eLearning with IMS Learning . – The Open University of the Netherlands, 2006.
7. Что такое Ментальные карты и для чего они? //Статья. URL: http:// mind-manager.ru/article/what_ is_mindmaps.