Ѕаза знаний студента. –еферат, курсова€, контрольна€, диплом на заказ

курсовые,контрольные,дипломы,рефераты

 онцептуальна€ —труктура дл€ »нтеллектуальных ќбучающих —истем, размещаемых в »нтернет — психологи€, педагогика

јннотаци€

¬ сети »нтернет существует инфраструктура, создающа€ уникальные возможности дл€ общени€ и сотрудничества. ¬ области образовани€ эта инфраструктура обеспечивает взаимодействие между экспертами и преподавател€ми в различных област€х знаний при разработке новых методов обучени€, а также возможность обмена дидактическим материалом между преподавател€ми. »нтернет представл€ет собой огромное хранилище информации, которую можно использовать, как системно (по пор€дку), так и бессистемно (хаотично), что позвол€ет создавать обучающие системы с самыми разнообразными педагогическими стратеги€ми. ќднако, если природа процесса обучени€ и возможности образовательных технологий не будут тщательно взвешены и проанализированы в процессе создани€ обучающей системы, свобода и гибкость »нтернет приведут к огромным потер€м времени, усилий и средств.

ѕроектирование »нтеллектуальных ќбучающих —истем (»ќ—) с самого начала страдала от того факта, что методологи€ создани€ основного программного обеспечени€ не разрабатывалась специально дл€ обучени€ и не обладала всеми необходимыми атрибутами дл€ поддержки интеллектуального обучени€. »ќ— с одной стороны наследуют мощную функциональность в точках сходимости своих целей и возможностей используемой методологии, а с другой Ц "разрыв контекстов" в точках расхождени€ цели учебных заданий, выполн€емых в »ќ—, с целью методологии.† “радиционна€ разработка »ќ— обыкновенно основывалась на парадигме Ёкспертных —истем (Ё—), однако все более попул€рной среди разработчиков становитс€ √ипертекстова€ парадигма. »ќ—, разработанные на основе только Ё— или только √ипертекста будут представл€ть собой системы типа "слабый инструктор" и "слабый конструктор", чь€ "слабость" €вл€етс€ результатом "разрыва контекстов". ƒанна€ работа рассматривает перспективы развити€ »ќ—, указывает на некоторые негативные атрибуты обеих этих парадигм и представл€ет концептуальную структуру, учитывающую необходимость уменьшени€ "разрыва контекстов", а также набор положительных сторон обеих рассматриваемых парадигм.

ѕредпосылки

«а последние годы существенно возросло значение »нтернет. «начительное число ќбучающих систем было создано в »нтернет; большинство из них €вл€ютс€, по сути, √ипертекстовыми[1] программами поиска информации. “акже было сделано несколько попыток создать в »нтернет »ќ—, но эти системы отличаютс€ от традиционного подхода к »ќ— и основываютс€ скорее на парадигме √ипертекста, чем на Ё—. Ёдвард ‘ейгенбаум (Edward Feigenbaum) в работе Harmon & King (1985) дает следующее определение термину "Ёкспертные —истемы": "»нтеллектуальна€ компьютерна€ программа, использующа€ знани€ и процедуры логического вывода дл€ решени€ достаточно сложных проблем, требующего серьезной человеческой экспертизы". Bielawski & Lewland (1991) объ€снили этот термин так: "Ёкспертные —истемы Ц это компьютерные программы, использующие знани€ и опыт дл€ моделировани€ работы человека-эксперта в узкой области знаний. Ќапротив, √ипертекст или √ипермедиа обеспечивают работу дл€ интуитивного, нелинейного подхода к информационной и программной навигации, что более реалистично отражает интеллектуальное поведение".

ѕарадигма Ё— вполне очевидно разрабатывалась дл€ использовани€ человеческой экспертизы и дл€ замены человека-эксперта машиной, чтобы оказать практическую помощь при анализе и оценке проблемы, например, при постановке медицинского диагноза или определении срока и необходимости продлени€ кредита. √ипертекстова€ парадигма создавалась дл€ обеспечени€ пользовател€ широким набором информации из различных источников. ќбе эти парадигмы обладают серьезными ограничени€ми относительно организации учебного процесса, поскольку ни та, ни друга€ не создавались изначально в цел€х обучени€. ¬ данной работе представлена концептуальна€ структура »нтернет-основанной »ќ—, в которой делаетс€ попытка объединить положительные стороны обеих парадигм. ќсновное внимание удел€етс€ процессу получени€ большинством обучаемых необходимых знаний. —хема структуры представлена в другой работе (Patel & Kinshuk, 1997).

Ќеадекватность обеих парадигм

Angelides & Gibson (1993) в своей работе серьезно критикуют Ё—. ќни упоминают две базовые характеристики Ё—, снижающие их полезность дл€ обучающих систем. ¬о-первых, разделение знаний, представление знаний и механизм логического вывода распределены в строго иерархическом пор€дке. ¬о-вторых, поскольку все св€зи в системе осуществл€ютс€ путем логических умозаключений, в Ё— ощущаетс€ нехватка четких информационных св€зей, в то врем€, как √ипертекстовый подход облегчает четкое иерархическое и неиерархическое пересечение информации.

Lesgold (1994) заметил, что существует некоторый предел уровн€ экспертизы проводимой Ё—, например, 'Sherlock II' "не знает" как двигатьс€ дальше, если его предположение о выходе из стро€ только одного устройства оказываетс€ ложным.  роме этих внутренних ограничений Ёкспертных —истем, существуют другие, вытекающие из контекста применени€ этой парадигмы к обучающим системам. ѕоскольку Ё— спроектированы дл€ нахождени€ решени€ различных проблем, то они скорее выдают решение, вместо того, чтобы направить усили€ обучаемого на активную работу на промежуточных этапах на пути к решению. Ё— обучает на промежуточных этапах в повествовательной форме, однако Ё— €вл€етс€ "слабым инструктором", потому что дл€ работы с ней от обучаемого требуетс€ достаточна€ мотиваци€, чтобы обучатьс€, анализиру€ логическую цепочку, предоставл€емую системой. —оздание Ё— занимает много времени, Ё— имеют ограничени€ в уровне экспертизы, и им не хватает гибкости, в то врем€ как √ипертекстовые модели предполагают значительно более быструю разработку, простую модификацию, частое обновление.

Giannoti & Ponta (1993) выделили следующие возможности гипермедиа-методов обучени€: (а) обучение как дублирование, где гипермедиа может обеспечить текстовое или графическое отображение информации, структурные св€зи дл€ управлени€, контекстовые св€зи дл€ расширени€ поиска и ссылок, динамическое представление информации (анимаци€, звук, живое видео, другие внешние средства); (б) обучение с помощью тавтологии (зд.Члогические законы), где порции учебного материала могут быть спроектированы дл€ руководства обучаемым в процессе обучени€ с помощью гипермедиа; и (в) обучение с помощью динамических взаимодействий, когда компьютер более активен и информаци€ не только поставл€етс€ оболочкой курса, но может быть изменена и дополнена обучаемым.

—вобода и гибкость, предоставл€емые √ипертекстовыми системами зачастую привод€т к тому, что пользователь тер€етс€ в бесконечных разветвлени€х и не фокусирует внимание на главной цели, посто€нно уход€ в сторону по случайным ссылкам (Hammond, 1993). ”спех "чистой" √ипертекстовой обучающей системы целиком зависит от мотивации обучаемого и его самодисциплины. ’от€ √ипертекстова€ парадигма и позвол€ет исследовать большие объемы информации и таким образом поддерживает "конструирование" знани€, она €вл€етс€ "слабым конструктором" с точки зрени€ преподавани€, поскольку правильность (адекватность) сконструированного знани€ не может быть проверена обучающей программой. Luck (1993) отметил, что "√ипермедийные обучающие среды используютс€ неверно с познавательной точки зрени€, если их используют как обучающие программы". √ипертекстовой парадигме не хватает механизмов логического вывода, необходимых дл€ оценки действий обучаемых. „тобы свести воедино все "положительные " качества этих двух типов »ќ—, необходимо получить некое объединение из Ё— и √ипертекстовой парадигм.

»нтернет и обучение Ц достигнутые результаты.

¬ научной литературе известны многочисленные примеры попыток использовани€ »нтернет как средства обучени€. Stanchev (1993) отметил п€ть атрибутов »нтернет, дающие ей преимущества над обычными методами обучени€: (1) св€зь между многими объектами, (2) независимость от места, (3) независимость от времени, (4) мультимедийное общение и (5) взаимодействие посредством компьютера. ’от€ эти атрибуты присутствуют не только в »нтернет, но, по крайней мере, первые три наиболее легко достижимы именно там. Ёти атрибуты позволили разработать следующие концепции и системы:

Berns (1996) предложил концепцию √лобальное ќбучение (Global Tutoring), предполагающую использование информационных технологий дл€ индивидуального или группового обучени€, во врем€ которого обучаемый и преподаватель никогда не встречаютс€, взаимодейству€ через электронные средства св€зи.

Lemone (1996) описал WebCourser, программу, автоматически составл€ющую курс обучени€, на основе данных о пользователе; а также Web Recourse, программу, позвол€ющую преподавателю создать автоматически настраиваемый курс из заранее заготовленных частей (HTML документов, графических файлов и т.д.).

Nawarecki & Dobrowolski (1996) создали »нтеллектуальную распределенную и децентрализованную (мульти-агентную) систему. Ёта система позвол€ет различным обучаемым и преподавател€м общатьс€ друг с другом, поддержива€ при этом интеллектуальное обучение, использу€ автономные агенты.

Angelides & Gibson (1993) описали PEDRO, √ипертекстовую »ќ—. PEDRO Ц программа, обучающа€ испанской грамматике "продвинутых" обучаемых, путем проверки их знани€ правильных и неправильных глаголов. ѕрограмма основана на √иперкартах[2] (HyperCards), которые предлагаютс€ обучаемому на основании† его предыдущих результатов.

–езультаты опытов, описанные в литературе, однако, предостерегают, что дл€ создани€ обучающей системы в »нтернет требуетс€ больше, чем просто хороший инструментарий дл€ создани€ web-страниц;† должны быть использованы результаты, полученные в процессе эволюции CAL (Computer assisted learning Ц компьютерное обучение) и »ќ—.† ƒл€ разработки полезного учебного материала в »нтернет, по-прежнему необходима команда специалистов в данной предметной области, в области психологии обучени€ и в области информатики (Vanneste et. al., 1996).

»OC Ц необходимость массовой разработки приложений

Yum & Crawford (1996) предполагают, что "спасение" »ќ— зависит от привлечени€ р€дового пользовател€ к процессу разработки »ќ—. ќни привод€т в качестве примера операционные системы, базы данных, и WWW, успех которых был достигнут, в основном, благодар€ тому, что р€довой пользователь получил возможность разрабатывать свои приложени€ и интегрировать их в эти среды. ќни спрашивают, возможно ли поставить разработку »ќ— на массовую основу.

¬ литературе не упоминаетс€ ни одна »ќ—, котора€ позвол€ла бы учащемус€ и учащему сообществам вносить свою лепту в усовершенствование »ќ—, без того, чтобы начинать весь процесс с самого начала. ” большинства преподавателей нет времени, возможностей или достаточного понимани€ программных и аппаратных технологий дл€ разработки своих собственных »ќ—. »м необходимо "изначальное" программное обеспечение, которое они могли бы приспособить дл€ своих потребностей. ѕредлагаема€ структура Ц усилие, направленное в этом направлении.

ѕредлагаема€ структура

ѕредлагаема€ структура предназначена дл€ экономичного создани€ полезных »ќ—, внедр€емых в реальную образовательную среду дл€ использовани€ большим количеством обучаемых, чтобы оправдать продолжение исследований и усилий по усовершенствованию результатов в данной области. Ёта концептуальна€ структура основана на следующих п€ти принципах:

 онтекст »ќ—: Ѕудучи основным в предлагаемой структуре, этот принцип выдел€ет различные контексты »ќ—. ¬о-первых, центральную роль преподавател€ Ц об€зательного участника процесса создани€ программы и ее основного пользовател€, кроме того, возможности и ограничени€ примен€емых образовательных технологий, а также природу предмета изучени€ и составл€ющие его знани€. Ќапример, Patel & Kinshuk (1996a), указали, что легче учитьс€ на ошибках в том случае, когда обучение ориентировано на действи€, и не требует высокого уровн€ абстрагировани€, дела€ тем самым операционный тип знаний более подход€щим дл€ интерактивной ќбучающей —истемы на базе компьютера.

ѕринцип Ёкспертной —истемы: ќбучение включает в себ€ больше, чем просто представление информации; необходима проверка действий обучаемого с динамичной обратной св€зью в процессе обучени€ дл€ избежани€ ошибочных выводов, а также отложенна€ обратна€ св€зь дл€ периодической оценки знаний обучаемого. ѕарадигма Ёкспертной системы позвол€ет очень четко разделить знани€ и их обработку, увеличива€ возможность многократного проведени€ такого процесса.

ѕринцип √ипертекста: √ибкость, представл€ема€ механизмом, основанным на ссылках, дает возможность преподавателю св€зать соответствующие »нтеллектуальные ќбучающие јпплеты дл€ построени€ большей ќбучающей —истемы. Ёто позвол€ет создать Ћист јпплетов, который можно копировать и измен€ть, создава€ больше апплетов, и св€зывать (линковать) их в различные ќбучающие —истемы. “радиционные средства просмотра мультимедиа могут быть использованы дл€ организации сопутствующих комментариев.

ќбъектна€ ориентаци€: «нание рассматриваетс€ как сеть некоторых сущностей. ќбучающие јпплеты создаютс€ на основе этих сущностей, создава€ тем самым высокую степень соответстви€ между структурированием знани€ и принципом ќбъектно-ориентированного программировани€, используемого в таких €зыках, как, например, Java.

¬заимодействие „еловекЧ омпьютер: ќбучаемый не должен с трудом добиратьс€ до решени€ и не должен пытатьс€ решать сверхт€желые задачи. —истема должна поддерживать простой инстинктивный интерфейс, обладающий возможностью более четкой детализации при изучении деталей, например, компоненты формул.

ќснова предлагаемой структуры и возможные пути ее применени€

 онцепци€ структуры по€вилась в результате разработки четырех различных »нтеллектуальных ќбучающих »нструментов (»ќ»), созданных в рамках проекта Ѕизантиум (Byzantium), организованного совместными усили€ми шести различных университетов. »ќ» представл€ют собой системы со смешанной инициативой (mixed initiative[3]) и перекрывающимс€ (оверлейным) типом модели обучаемого. ¬ работе Patel & Kinshuk (1996b) обсуждаютс€ структура и функциональность »ќ». »ќ» такого типа были внедрены в учебный процесс р€да вузов.

–азвитие »ќ» обеспечило необходимую информацию дл€ формулировани€ методологии создани€ "конструктора обучающих систем широко назначени€".† Ётот конструктор с помощью интерактивного диалога с преподавателем способен создать »нтернет-основанный »нтеллектуальный ќбучающий јпплет (»ќј) по любой математической дисциплине (Patel & Kinshuk, 1996c). »ќј, разработанные различными преподавател€ми, объедин€ютс€ в большие хранилища, которые могут быть различным образом св€заны с помощью ссылок в »ќ— различной конфигурации. Ќа –ис. 1 показана схема такой »нтернет-основанной »ќ— и ее св€зи с различными »ќј.

—айт учител€ (1)

»ќј1

 


†††††††††††††††††††††††††† —айт учител€ (2)

»ќј2

 


†††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††††† —“”ƒ≈Ќ“


¬озможность св€зывани€ различных »ќј в »ќ—, конфигурируемую учителем, позвол€ет расширить структуру до более сложных приложений, однако описанна€ методологи€ нуждаетс€ в экспериментальном подтверждении и апробации в »нтернет.

–езюме предлагаемого нововведени€

ѕредлагаема€ структура использует как способность √ипертекста иерархично и неиерархично св€зывать информацию, так и механизм логического вывода Ёкспертных —истем. Ѕаза знаний предлагаемой »ќ— распределена между несколькими јпплетами. ’от€ в самих јпплетах структура знаний иерархична, св€зь между знани€ми из различных »ќј обладает неиерархичной природой. »ндексаци€ »ќ— и »ќј поможет при поиске »ќј, необходимых дл€ создани€ конкретной »ќ—. ќчень важно использовать ссылки с €вной информацией дл€ св€зи необходимых »ќј, т.к. такие ссылки позвол€ют упор€дочить базу знаний.

ѕредлагаема€ реализаци€ »ќ— обладает чрезвычайно гибка€ структурой. ќднажды созданна€, »ќ— может быть скопирована и модифицирована дл€ создани€ новой. ”правление знани€ми производитс€ таким же образом. “.о. процесс создани€ »ќ— становитс€ более быстрым и простым. ћеханизм логического вывода в таких »ќ— позаимствован у экспертных систем, хот€ процесс и был разбит на более мелкие компоненты (более мелкие модули управлени€ логическим выводом, встроенные в различные »ќј) дл€ сохранени€ эффективности и гибкости системы.

«аключение

Ќе смотр€ на то, что были потрачены годы исследований и большое количество материальных ресурсов, дл€ большинства »ќ— так не был разработан какой бы то ни было† стандарт, позвол€ющий упростить их создание и использование в реальном учебном процессе. ¬ данной работе определены две основные причины этого. ¬о-первых, методологии, положенные в основу разработки »ќ— создавались без учета мнени€ педагогов-предметников, и потому не могли обладать всеми необходимыми атрибутами дл€ выполнени€ реальных целей обучени€. ¬о-вторых, создалось впечатление, что разработка »ќ— отошла от реальных потребностей обучаемых и преподавателей. ¬ основном, разработки определ€лись доступностью самых современных технологий или теми интеллектуальными задачами, решение которых хотели найти исследователи. ѕри этом забывались такие факторы, как среднее врем€, необходимое начинающему курс обучаемому дл€ получени€ знаний по управлению системой, среднее количество обучаемых в группах, изучающих различные науки, ресурсы доступные среднему обучаемому этим дисциплинам, а также феноменальное количество времени, затрачиваемое преподавателем на оценку работы обучаемого.

»нтернет предлагает огромное количество многообразной и многоформатной информации, но, основанные на √ипертексте, поисковые устройство не обеспечивают сами по себе никакого механизма дл€ структуризации процесса обучени€. —труктуризаци€ должна обеспечиватьс€ "живым" преподавателем через оценки. “акие оценки могут лишь дополнить отложенную обратную св€зь. ѕоэтому обучающа€ система, основанна€ только на √ипертексте, зависит от мотивации обучаемого. “ем не менее, √ипертекст Ц это очень мощный инструмент и в соединении с традиционным принципом Ёкспертных —истем, объектной ориентацией и учетом „еловеко-компьютерного взаимодействи€, как это предложено в описанной структуре, он может послужить базой дл€ »нтернет-основанной расшир€емой »ќ—.

—писок литературы

Angelides M. C. & Gibson G. (1993). Pedro - The Spanish Tutor : A Hypertext-based Intelligent Tutoring System for Foreign Language Learning. Hypermedia, 5(3), pp205-230.

Berns M. (1996). 'Global Tutoring' : An experiment in alternative learning. http://edie.cprost.sfu.ca/it/res-and-ref.html.

Bielawski L. & Lewand R. (1991). Intelligent Systems Design - Integrating Expert Systems, Hypermedia, and Database Technologies. John Wiley & Sons, New York.

Giannotti E. & Ponta D. (1993). Hypertext and Hypermedia as learning tools in science and technology. Computer Mediated Education of Information Technology: Professionals and Advanced Users (A-35) (Eds. Barta B. Z., Eccleston J. & Hambusch R.), Elsevier Science Pub. B.V. (North-Holland), pp335-339.

Hammond N. (1993). Learning with Hypertext: Problems, principles and Prospects, HYPERTEXT a psychological perspective (Eds. McKnight C., Dillon A. & Richardson J.), Ellis Horwood Ltd, pp54-55.

Harmon P. & King D. (1985). Expert Systems. Wiley Press.

Kinshuk (1996). Computer aided learning for entry level Accountancy students. PhD Thesis, De Montfort University, England, July 1996.

Lemone K. A. (1996). Retargetable Course Generation - A methodology for reusability in distance education. Position Paper for ITS'96 Workshop on Architecture and Methods for Designing Cost-Effective and Reusable ITSs, Montreal, Canada, June 10th 1996.

Lesgold A. (1994). Ideas about feedback and their implications for intelligent coached apprenticeship. Machine-Mediated Learning, 4(1), pp67-80.

Luck W. V. (1993). The structuring and testing of hypermedia learning environments. Computer Mediated Education of Information Technology : Professionals and Advanced Users (A-35) (Eds. Barta B. Z., Eccleston J. & Hambusch R.), Elsevier Science Publishers B.V. (North-Holland), pp49-55.

Nawarecki E. & Dobrowolski G. (1996). Decentralized computer learning systems based on autonomous agent approach. Lecture Notes in Computer Science, 1108, pp105-113.

Patel A. & Kinshuk (1996a). Knowledge Characteristics: Reconsidering the Design of Intelligent Tutoring Systems, Knowledge Transfer - Proceedings of the Knowledge Transfer Conference, London, 1996 (Ed. A. Behrooz), pp190-197.

Patel A. & Kinshuk (1996b). Applied Artificial Intelligence for Teaching Numeric Topics in Engineering Disciplines. Lecture Notes in Computer Science, 1108, pp132-140.

Patel A. & Kinshuk (1996c). Intelligent Tutoring Tools - A problem solving framework for learning and assessment. Proceedings of 1996 Frontiers in Education Conference - Technology-Based Re-Engineering Engineering Education (Eds. M. F. Iskander, M. J. Gonzalez, G. L. Engel, C. K. Rushforth M. A. Yoder, R. W. Grow & C. H. Durney), pp140-144.

Patel A. & Kinshuk (1997). Intelligent Tutoring Tools on the Internet - Extending the Scope of Distance Education. 18th ICDE World Conference, June 2-6, 1997, Pennsylvania, USA.

Stanchev I. (1993). From decision support systems to computer suported cooperative work. Computer Mediated Education of Information Technology : Professionals and Advanced Users (A-35) (Eds. Barta B. Z., Eccleston J. & Hambusch R.), Elsevier Science Publishers B. V. (North-Holland), pp287-295.

Vanneste P., Decker B. D., Chrzanowski M. & Warkentyne K. (1996) Panel discussion : The use of Internet in education. Lecture Notes in Computer Science, 1108, pp39-41.

Yum K. K. & Crawford J. R. (1996). On the feasibility of an interoperable tutorial machine to support the development and delivery of teaching. Position Paper for ITS'96 Workshop on Architecture and Methods for Designing Cost-Effective and Reusable ITSs, Montreal, Canada, June 10th 1996.



[1] †’от€ '√ипермедиа', наверное, €вл€етс€ более подход€щим термином после распространени€ графики, видео, аудио и анимации, термин '√ипертекст' используетс€ в данной работе дл€ согласовани€ с изначально прин€той терминологией. '√ипермедиа' используетс€ только при ссылках или цитатах. ѕрим. авт.

[2] HyperCard Ц √иперкарта Ц аппаратна€ реализаци€ программных средств управлени€ гипертекстовой информацией. ѕрим. перев.

[3] Mixed-initiative Ц смешанна€ (перемежающа€с€) инициатива Ц подход в организации человеко-компьютерного взаимодействи€, при котором управление берет на себ€ то пользователь, то система. ѕрим. перев.

јннотаци€ ¬ сети »нтернет существует инфраструктура, создающа€ уникальные возможности дл€ общени€ и сотрудничества. ¬ области образовани€ эта инфраструктура обеспечивает взаимодействие между экспертами и преподавател€ми в различных област€х зна

 

 

 

¬нимание! ѕредставленный –еферат находитс€ в открытом доступе в сети »нтернет, и уже неоднократно сдавалс€, возможно, даже в твоем учебном заведении.
—оветуем не рисковать. ”знай, сколько стоит абсолютно уникальный –еферат по твоей теме:

Ќовости образовани€ и науки

«аказать уникальную работу

ѕохожие работы:

ѕроисхождение ощущений
Web-тестирование в дистанционном обучении
—ери€ ћќЌјѕ: модели, методы, подходы
ƒостаточные услови€ дл€ корректных адаптивных гипермедиа систем
Ёффективное управление учебной де€тельностью с помощью компьютерных информационных технологий
—труктура адаптивного е-обучени€ на основе распределенной повторно используемой учебной де€тельности
»нформационно-обучающа€ среда: проблемы формировани€ и организации учебного процесса
ƒистанционное обучение программированное
јвторска€ система TeachLab CourseMaster
  вопросу об использовании компьютерного тестировани€ в обучении высшей математике

—вои сданные студенческие работы

присылайте нам на e-mail

Client@Stud-Baza.ru