Разработка и исследование математических моделей адаптивного процесса профессиональной подготовки

Размещено на http://www.allbest.ru/

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ АДАПТИВНОГО ПРОЦЕССА ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ

обучение дистанционный модель математический

РОЖКОВ Г.Г., РЫЖЕНКОВ Д.В.

In given clause questions of creation of mathematical models of adaptive training systems of remote training are stated. Questions of the organization of interrelation of studied sections are considered at passage of testing and laboratory works. The example of evident graphic display of the plan of training on considered mathematical model is resulted.

Согласно идее адаптивного процесса профессиональной подготовки, после изучения определенного набора теоретического материала, обучаемому предлагается выполнить тестовое задание для контроля его приобретенных знаний, успешное прохождение которого дает допуск к выполнению лабораторно-практической работы по изученному материалу

Тестирующий материал состоит из набора тестовых вопросов , каждый из которых базируется на изучаемых темах . Их взаимосвязь отражает отношение . Это отношение задается матрицей , строки которой соответствуют тестирующим вопросам , а столбцы - изучаемым темам . Элемент матрицы определяется следующим образом:

В таблице 1 представлен пример матрицы .

Таблица 1 - Матрица взаимосвязи тестовых заданий и изучаемых тем

Матрица является формализованным описанием структуры тестовых заданий.

По итогам теста в случае его невыполнения формируется сообщение, содержащее перечень ссылок на повторное изучение теоретического материала.

Аналогично взаимосвязи тестовых заданий и материалов изучаемых тем (таблица 1), задается взаимосвязь лабораторно-практических работ с изучаемыми темами. Эту взаимосвязь отражает отношение , где - множество лабораторно-практических работ, а - множество тем. Отношение задается матрицей , строки которой соответствуют лабораторно-практическим работам , а столбцы - темам . Элемент матрицы определяется следующим образом:

Если лабораторно-практическая работа не зачтена, на -ом шаге обучения на основе матрицы обучаемому будут выданы рекомендации к повторному изучению тем, материалы которых необходимы для правильного выполнения данного задания, после чего он будет вновь допущен к выполнению незачтенной работы.

В более сложном случае элементы матриц и , могут быть представлены весовыми коэффициентами в зависимости от критериев оценки уровня знаний слушателя, что может быть использовано при корректировке учебного плана подготовки.

На основании вышеизложенного нами предлагается следующая модель представления КЭУММ:

А = <Х, У, Z, G, Е, F>;

где:

А - предлагаемая модель КЭУММ;

Х - множество теоретического материала;

У - множество тестовых заданий;

Z - множество лабораторных работ;

G- матрица взаимосвязи разделов теоретического материала;

E - матрица взаимосвязи тестовых заданий и разделов теоретического материала;

F - матрица взаимосвязи лабораторных работ и разделов теоретического материала.

На основании модели КЭУММ разработана методика его наполнения, структурная схема которой представлена на рисунке 1. Из представленного рисунка видно, что после наполнения соответствующих разделов комплекса происходит их многокритериальная оценка по формальным и вербальным критериям (наличие циклов, соответствие последовательности представления материалов и т.д.), которые описаны выше.

Исходя из вышесказанного, модель адаптивного процесса усвоения профессиональных знаний может быть представлена следующим образом:

где:

k - порядковый номер слушателя;

i - номер текущего этапа подготовки k-го слушателя;

- план подготовки k-го слушателя на i этапе;

А - модель КЭУММ;

- результаты выполнения тестовых заданий из Y, соответствующих плану подготовки Mi-1 k-го слушателя на i этапе;

- результаты выполнения практических работ из Z, соответствующих плану подготовки Mi-1 k-го слушателя на i этапе.

Рисунок 1 - Схема методики наполнения КЭУММ

Таким образом, при реализации данной адаптивной методики усвоения профессиональных знаний исходный типовой план может подвергаться существенным изменениям в ходе процесса самостоятельного изучения.

На основании рассмотренных моделей структурная схема управления адаптивным процессом профессиональной подготовки представлена на рисунке 2, где X' - набор теоретического материала, в котором выявлены пробелы в знаниях на i-м этапе в ходе выполнения тестовых заданий или контрольных работ.

Рисунок 2 - Структурная схема управления адаптивным процессом профессиональной подготовки

Графическое представление рассмотренных выше моделей может быть выведено на экран, что позволит обучаемому наглядно увидеть содержимое курса обучения, структуру курса и связи тем различных дисциплин между собой, а также текущего этапа подготовки в данный момент.

Говоря о роли наглядного изображения информации в более широком плане, следует отметить, что графические иллюстрации занимают все большее место в печатных и электронных изданиях, существенно облегчая восприятие и запоминание текстовой информации [1]. Общая тенденция развития научного познания состоит в том, что по мере возрастания удельного веса абстрактности в науках возникает и противоположный процесс поиска наглядных интерпретаций самых сложных теоретических положений. Это особенно важно на этапе передачи знаний - в процессе обучения [2].

Графическая визуализация взаимосвязей дисциплин и тем в рамках дисциплины позволит обучаемому получить целостное представление об изучаемом курсе и о его практической ценности. Здесь можно говорить уже о когнитивной графике, т.е. "графике, способствующей познанию" [3].

В качестве примера рассмотрим план изучения дисциплины, взаимосвязь тем которой были представлены на рисунке 3.

Рисунок 3 - Семантические отношения тем дисциплины

Исходный типовой план обучения показан на рисунке 4, а конечный модифицированный, для одного из обучаемых, на момент времени t обучения, на рисунке 5.

Рисунок 4 - Исходный типовой план обучения

Рисунок 5 - Конечный модифицированный план обучения одного из слушателей, серым цветом выделены этапы повторного изучения материала

Текстовое описание всех взаимосвязей рассмотренного фрагмента было бы громоздким и неинформативным. Почти каждая вершина этой сети участвует более чем в одной связи, поэтому последовательная форма записи потребовала бы введения повторов, а значит, стала бы избыточной.

Графическое представление процесса обучения позволит слушателю получить наглядное динамическое представление о своих успехах (и неудачах) при изучении предмета, а также поможет сориентироваться в предмете и определить для себя план изучения предмета (если он не задан жестко и не управляется программно).

ЛИТЕРАТУРА

1. Зайцева, Ж.Н. Генезис виртуальной образовательной среды на основе интенсификации информационных процессов современного общества [Текст]/ Ж.Н. Зайцева, В.И. Солдаткин // Информационные технологии, 2000, № 3. - с. 44-48.

2. Владимирский, Б.М. Роль и место когнитивной машинной графики в обучении [Текст]/ Б.М. Владимирский // Тезисы докладов уч.-мет. конференции "Современные информационные технологии в учебном процессе" - Ростов: РГУ, 25-26 апреля 2000.

3. Зенкин, А.А. Когнитивная компьютерная графика [Текст] / А.А. Зенкин, под ред. Д.А. Поспелова. - М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1991. - 192 с.

Размещено на Allbest.ru