Интеллектуальные и адаптивные системы дистанционного обучения — М | Портал знань, портал знаний, дистанційне навчання

Матрица логических связей

Матрица, показывающая, как учебные элементы связаны друг с другом в пределах курса, раздела и т.д. Матрица является квадратной. Размер равен количеству учебных элементов. Строки и столбцы нумеруются в соответствии с номерами учебных элементов. Далее выполняется построчное заполнение ячеек матриц нулями и единицами. При заполнении матрицы логических связей учебных элементов ставят единицу в ячейку, если учебный материал учебного элемента, указанного в номере строки, логически связан с учебным материалом учебного элемента, указанного в номере столбца. Составление матрицы логических связей удобно вести на основе матрицы отношений очередности путем исключения единиц из тех ячеек, для которых отсутствуют логические, опорные связи между элементами.

Матрицу логических связей можно представить в двух видах: полном и сокращенном. Сокращенная матрица строится из полной исключением лишних связей.

По матрице логических связей строится граф логических связей учебных элементов.

Пример: Пусть учебный материал состоит из 10 теоретических тем и контрольной темы (11), и полная матрица логических связей имеет вид:

1 1 1

Тогда сокращенная матрица логических связей будет такой:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1

Для изучения 5-го учебного элемента обучаемый должен сперва изучить 4-й учебный элемент, 2-й учебный элемент и 1-й учебный элемент. Но для изучения 4-го учебного элемента также требуется знание 2-го и 1-го учебных элементов. Поэтому из связей 5-го учебного элемента можно исключить прямую связь с 1-м и 2-м учебными элементами. Косвенно связь с ними сохраняется через 4-й учебный элемент.

Матрица отношений очередности

Матрица, показывающая, в какой последовательности должны изучаться учебные элементы. Матрица является квадратной. Размер равен количеству учебных элементов. Строки и столбцы нумеруются в соответствии с номерами учебных элементов. Далее выполняется построчное заполнение ячеек матриц нулями и единицами. При заполнении ячеек матрицы отношений очередности анализируют отношение очередности между двумя учебными элементами. Единицу ставят в ячейку, если учебный элемент, указанный в номере строки, должен изучаться после учебного элемента, указанного в номере столбца. Противоположное отношение очередности обозначают нулем или оставляют соответствующую ячейку матрицы пустой. Все ячейки главной диагонали матрицы отношений очередности заполняют единицами. Ячейки матрицы, симметричные относительно главной диагонали, должны иметь противоположные значения. Поэтому анализ парных отношений очередности можно проводить лишь для левого нижнего или для правого верхнего треугольника матрицы, заполняя ее оставшуюся часть на основе свойства антисимметрии.

Последовательность изучения учебных элементов в пошаговой процедуре обучения определяют в процессе обработки матрицы отношений очередности, суммируя коэффициенты каждой строки матрицы. Чем больше сумма, тем позже должен изучаться соответствующий учебный элемент.

Межличностная опосредованная коммуникация

Непосредственное взаимодействие между людьми при котором среда, такая как телефон, письма, электронные письма или автоответчики, вклинивается между ними для преодоления ограничений пространства и времени.

Модель компетентности

Специфическая способность, необходимая для эффективного выполнения конкретного действия в конкретной предметной области и включающей узкоспециальные знания, особого рода предметные навыки, способы мышления, а также понимание ответственности з свои действия.

Модель компьютерная

Модель, представляющая какое-либо явление или процесс, оформленная в виде компьютерной программы.

Основная дидактическая особенность работы обучаемого с моделью в том, что при этом воспитываются навыки исследовательской работы.

Модель обучаемого

Совокупность набора характеристик обучаемого, измеряемых во время работы системы с обучаемым и определяющей степень усвоения им знаний по изучаемому предмету и методов (правил) обработки этого набора. В первую очередь эти правила должны проводить изменения самой модели обучаемого по результатам его работы с системой.

Модель обучаемого должна включать в себя информацию:

о цели обучения;
о знаниях обучаемого в рамках изучаемого курса (текущее состояние процесса обучения);
об особенностях подачи учебных материалов и выбора контрольных заданий и вопросов;
о правилах изменения модели обучаемого по результатам работы с обучаемым

Для каждого обучаемого может быть задана своя цель работы с системой и свое подмножество изучаемого материала, которое определяет начальную настройку системы и является базой для дальнейшей работы с обучаемым.

Наиболее известыне модели обучаемого:

оверлейная
разностная
пертурбационная

Можно выделить два основных подхода к построению таких моделей.

В экспертно-обучающих системах (ЭОС) под моделью обучаемого понимают набор характеристик (параметров) и совокупность правил, которые на основании значений этих характеристик управляют процессом общения системы с обучаемым.
В других классах обучающих систем под моделью обучаемого обычно понимают набор параметров, измеряемых во время работы системы с обучаемым и определяющей степень усвоения им знаний по изучаемому предмету.

На самом деле, понимание модели обучаемого как набора параметров – это слишком узкое понимание. Без учета методов, которые работают с данным набором характеристик, этот набор теряет смысл. Следовательно, модель обучаемого можно определить как совокупность набора характеристик обучаемого и методов (правил) обработки этого набора. В ЭОС эти правила привязаны к конкретной ПО, что позволяет, естественно, более качественно имитировать общение обучаемого со специалистом в данной предметной области. Но АОС не может быть ориентирована на конкретную ПО, поэтому и назначение правил, входящих в модель обучаемого, должно быть другим. В первую очередь эти правила должны проводить изменения самой модели обучаемого по результатам его работы с системой. Это позволит преподавателю управлять формированием этой модели, т.е. осуществлять алгоритмическую настройку без программирования.

Модель освоения учебного материала

Модель освоения учебного материала показывает, в какой последовательности должны изучаться темы и каковы логические связи между ними.

На начальном этапе проектирования учебного курса планируемый для изучения учебный материал разбивают на отдельные учебные элементы.

В состав модели освоения входят матрицы отношений очередности и логических связей учебных элементов, последовательности изучения учебных элементов, граф логических связей учебных элементов. Построение модели производят в четыре этапа:

формирование матрицы отношений очередности учебных элементов;
обработка матрицы отношений очередности и построение последовательности изучения учебного материала в виде списка учебных элементов;
формирование матрицы логических связей учебных элементов;
построение графа логических связей учебных элементов.

Модель педагогического тестирования

Модель тестирования, применяемая для оценки знаний, умений и навыков обучаемых. Известные модели:

Классическая
Классическая модель с учетом сложности заданий
С возрастающей сложностью
С разделением заданий по уровням усвоения
С учетом времени ответа на задание
С ограничением времени на тест
Адаптивная
По сценарию
На нечеткой математике

Модели могут быть комбинированными, например:

классическая модель с учетом сложности заданий и модель с учетом времени ответа на задание;
модель с возрастающей сложностью и модель с учетом времени ответа на задание;
модель с возрастающей сложностью и модель с ограничением времени на тест;
модель с учетом времени ответа на задание и адаптивная модель;
модель с учетом времени ответа на задание и модель на нечеткой математике;
модель с разделением заданий по уровням усвоения и модель с учетом сложности заданий;
и другие

Модель педагогического тестирования на нечеткой математике

Данная модель педагогического тестирования является развитием любой другой модели, в которой вместо четких характеристик тестовых заданий и ответов используются их нечеткие аналоги. Примерами могут служить:

сложность задания («легкое», «среднее», «выше среднего», «сложное» и т.п.)
правильность ответа («правильно», «частично правильно», «скорее неправильно», «неправильно» и т.п.)
время ответа («маленькое», «среднее», «большое», «очень большое» и т.п.)
процент правильных ответов («маленький», «средний», «большой», «очень большой» и т.п.)
итоговая оценка
и другие.

Введение нечетких характеристик может помочь преподавателям разрабатывать тесты. Например, преподаватель может достаточно быстро определить, является ли задание сложным или нет. Но сказать точно, насколько оно сложно, например, по 100-бальной шкале или точно оценить разницу сложностей двух заданий будет для него достаточно трудно. С точки зрения обучаемого нечеткая оценка его знаний в виде «хорошо», «отлично», «не очень хорошо» и т.п. более понятна ему, чем четкое количество баллов, которое он набрал в результате тестирования.

Модель педагогического тестирования по сценарию

Модель педагогического тестирования, где преподаватель перед тестированием формирует сценарий тестирования, где может указывать:

количество заданий по каждой теме, которые должны быть включено в тест;
количество заданий каждого уровня сложности, которые должны быть включено в тест;
количество заданий каждой формы, которые должны быть включено в тест;
время прохождения теста;
и другие параметры.

Сценарий может создаваться по любому объему учебного материала: разделу, предмету, специальности и т.д.

Непосредственно при тестировании выборка заданий каждого уровня сложности, по каждой теме, каждой формы и т.д. производится случайным образом из общей базы заданий, поэтому каждый обучаемый получает свои задания. Получаемые тесты для всех обучаемых являются параллельными, т.е. имеют одинаковое число заданий и одинаковую суммарную сложность. Но в отличие от модели с возрастанием сложности, которая также обеспечивает параллельность, здесь разработчик теста решает сам, сколько и каких заданий должно быть предъявлено по каждой теме, следовательно, обеспечиваются абсолютно одинаковые условия тестирования для всех обучаемых. По сравнению с адаптивной моделью данная модель является менее эффективной, т.к. не настраивается под индивидуальные особенности каждого обучаемого, однако имеет преимущество психологического характера: при тестировании по адаптивной модели обучаемые отвечают на разное количество вопросов и как будто бы находятся в разных условиях. В случае тестирования по сценарию все обучаемые получают одинаковое количество вопросов по каждой теме и по каждому уровню сложности.

Надежность результатов тестирования сопоставима с надежностью, получаемой при тестировании с возрастанием сложности.

Модель педагогического тестирования с возрастающей сложностью

Имеется n заданий по определенной области знаний, по нескольким областям знаний или части области знаний (разделу, теме и т.п.). Каждое задание имеет определенный уровень сложности Ti; i=1,n.

Имеется m уровней сложности. В тесте должны присутствовать задания всех уровней сложности. Из этого множества заданий случайным образом выбирается k заданий (k
Результат тестирования определяется аналогично модели с учетом сложности.

Данная модель обеспечивает параллельность тестов по сложности, т.е. надежность результатов тестирования еще выше, чем в классических моделях.

Модель педагогического тестирования с ограничением времени на тест

Имеется n заданий по определенной области знаний, по нескольким областям знаний или части области знаний (разделу, теме и т.п.).

Из этого множества заданий случайным образом выбирается k заданий (k
В некоторых работах рекомендуется обязательно сортировать задания по возрастанию сложности и устанавливать такое время тестирования, за которое на все задания теста не сможет ответить ни один, даже самый сильный обучаемый. Такой подход предлагается применять при тестировании на бланках, когда обучаемых видит перед собой сразу все задания. Суть его в том, что когда обучаемый ответит на все задания, а время у него еще останется, он может начать проверять свои ответы, сомневаться, а в итоге может исправить правильные ответы на неправильные. Поэтому рекомендуется или ограничивать время на тест или забирать бланк сразу после ответа на все задания теста.

Модель педагогического тестирования с разделением заданий по уровням усвоения

Тестовые задания составляются для каждого из пяти уровней усвоения учебного материала. Сначала проводится тестирование с использованием заданий по уровню 0, затем по уровню 1, 2 и т.д. Перед переходом с уровня на уровень вычисляется степень владения учебным материалом на данном уровне и определяется возможность перехода на следующий уровень.

Для измерения степени владения учебным материалом на каждом уровне используют коэффициент .

Модель педагогического тестирования с учетом времени ответа на задание

При определении результата тестирования учитывается время ответа на каждое задание. Это делается для того, чтобы учесть возможность несамостоятельного ответа на задания: обучаемый может долго искать ответ в учебнике или других источниках, но в итоге его оценка все равно будет низкой, даже если на все вопросы он ответил правильно. С другой стороны, если он не пользовался подсказками, а долго думал над ответами, это означает, что он недостаточно хорошо изучил теорию, а в результате даже при правильных ответах оценка будет снижена.

Модели с учетом времени ответа на задание позволяют повысить надежность результатов тестирования, особенно в сочетании с моделью с учетом сложности заданий.

Интеллектуальные и адаптивные системы дистанционного обучения — М