Реферати українською » Педагогика » Моделі й ефективні методи адаптивного контролю за навчанням


Реферат Моделі й ефективні методи адаптивного контролю за навчанням

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Л. В. Зайцева, Н.О.Прокофьева

Ризький технічний університет, Рига, Латвія

Запровадження

Починаючи з витоків застосування комп'ютерів в процесі, особливу увагу приділялося контролю знань. Технічні кошти навчання, та був і комп'ютери насамперед використовувалися для перевірки знань учнів. І на нашого часу, попри бурхливий розвиток навчальних систем та інших форм комп'ютерного навчання, контролюючі (тестувальні) програми становлять половину [Zaiceva, 2000] наявних у Інтернету програм навчального призначення (універсальні та в спеціалізовані навчальні системи, електронні енциклопедії, навчальні ігри та зовсім т.д.) і є розробленими [Brusilovsky, 1999]. Проблеми комп'ютерного контролю за навчанням (КЗ) зазвичай розглядаються у двох аспектах: методичному та в технічному [Зайцева, 2000]. До методичним аспектам ставляться: планування і організація проведення контролю; визначення типів запитань і відбір завдань для перевірки знань студентів; формування набору запитань і завдань для опитування; визначення критеріїв оцінки виконання кожного завдання й контрольної роботи та інших. До технічним аспектам ставляться: автоматичне формування набору контрольних завдань з урахуванням обраного підходу; вибір, і використання у систему контролю параметрів КЗ; вибір алгоритмів з метою оцінки знань учнів та інших. [Зайцева, 2002]. Тож питання комп'ютерного КЗ цікавлять багатьох учених, як педагогів, і спеціалістів у галузі інформаційних технологій. Останні тридцять років прокуратура вивчила різні види контролю [Беспалько, 1977; Беспалько, 1989; Лернер, 1996]; визначено десять типів питань, їх компоненти і метадані, використовувані, зазвичай, для формування набору контрольних завдань [Зайцева, 1989; Зайцева, 2002; Brusilovsky, 1999]; розроблено математичні методи оцінювання знань учнів [Свиридов, 1981; Зайцева, 1989а; Зайцева, 1991; Попов, 2000; Моїсєєв, 2001] й різні методи проведення контролю.

Отже, слід зазначити, що є ряд цікавих розробок, присвячених різноманітних аспектів контролю за навчанням і заснованих на виключно сучасних досягненнях науку й комп'ютерна техніка. У той самий час, формування набору завдань для КЗ здійснюється, зазвичай, випадково [Зайцева, 1989; Carbone, 1997; WBT, 1999; WebCT, 1999]; іноді враховуючи параметри завдань [Byrnes, 1995; Rios, 1998; Соловов, 2002]; і у окремих випадках використовується адаптивна видача контрольних завдань з урахуванням моделі студента [Eliot, 1997; Lee, 1997; Rios, 1999].

У даний статті робиться спроба систематизувати і класифікувати застосовувані методи проведення контролю та моделі оцінювання студентів з урахуванням моделі адаптивного КЗ.

Модель адаптивного контролю за навчанням

Професором Л.А. Растригиным [Растригин, 1979; Растригин, 1986] запропонували розглядати процес навчання як процес управління складної системою. Аналогічно можна уявити і процес управління адаптивним контролем знань (рис. 1).

Рис. 1. Модель адаптивного контролю за навчанням.

Блок “Алгоритм контролю” виконує такі функції:

аналіз діяльності студента (перевірка правильності його відповідей та виконуваних дій);

управління процесом контролю за навчанням з урахуванням обраного методу;

встановлення результатів контролю, який зазвичай зводиться до выставлению оцінки студентові.

База знань (БЗ) містить методи і/або моделі процесу контролю, і навіть сукупність знань предметної області. База даних (БД) включає набори запитань і завдань, виділені на перевірки знань студента і/або дані на формування завдань. Контрольні завдання можуть також генеруватися автоматично з урахуванням БЗ. База даних, і база знань що з моделлю студента утворюють репозиторий системи контролю.

Модель студента включає різноманітну інформацію про студента: передісторія навчання; результати поточної роботи (тип завдань, час виконання завдань, число звернень по медичну допомогу тощо.); особистісні психологічні характеристики (тип і спрямованість особистості, репрезентативна система, спроможність до навчання, рівень беспокойства-тревоги, особливості пам'яті та інших.); загальний рівень підготовленості та інші [Зайцева, 2003].

Формировщик запитань і завдань використовується на формування й видачі студентові чергового завдання (питання завдання). Контроль знань здійснюється так: студент виконує запропоноване завдання, і результати його роботи міститься у модель студента. Блок "Алгоритм контролю" з урахуванням аналізу відповіді студента, цілей контролю Z і використовуваного методу проведення контролю, враховуючи зовнішні ресурси R1 (наприклад, можливості системи контролю) та внутрішні ресурси студента R2 (наприклад, час контролю), і навіть стан середовища Dx, визначає параметри завдання, що має бути запропоновано студентові. Формировщик запитань і завдань, отримавши наперед від “Алгоритма контролю” даних про параметрах наступного завдання, вибирає з БД і/або БЗ необхідну інформацію I, формує текст завдання й видає його студентові. У найпростішому разі робота цього блоку зводиться у виборі потрібного питання завдання з даних. У певних видах контролю (наприклад, при поточному КЗ чи самопроверке) то, можливо передбачена зворотний До, що складається у видачі коментарю навіть відповіді студента.

Отже, керувати адаптивним контролем знань потрібна наявність:

методів і моделей організації (проведення) контролю;

моделей ухвали і оцінювання знань, умінь і навиків студента за результатами виконання контрольних завдань.

Методи і моделі проведення контролю

Процес контролю за навчанням складається з трьох етапів: формування питань для КЗ з урахуванням контрольних завдань, які у БД; видача їх студентові й одержання його відповіді, можливо, із другого зв'язком; виставляння оцінки за контроль. Перші дві етапу ставляться до організації процесу комп'ютерного контролю та при адаптивном КЗ зазвичай об'єднуються.

Методи організації контролю за навчанням можна розділити втричі класу (рис. 2):

неадаптивные методи;

частково адаптивні методи;

повністю адаптивні методи.

До неадаптивным методам контролю ставляться:

Сувора послідовність. Набір завдань контролю заздалегідь готується викладачем чи розробником контрольної праці та міститься у БД системи. Зазвичай, це однакова послідовність питань всіх студентів. Недоліки цього методу очевидні: відсутність розмаїття (одна з вимог педагогіки), зниження самостійності виконання завдань та інших. Цей метод вважається найгіршим, тому й застосовується дуже рідко. Метод можна кілька поліпшити, наприклад, підготувавши кілька варіантів контрольної роботи і/або видаючи завдання студентів у довільній послідовності.

Випадкова вибірка. Набір завдань формується безпосередньо перед контролем з урахуванням завдань, які у БД, тобто. варіант контрольної роботи – це n випадково вибраних завдань. Значення n то, можливо заздалегідь поставлено викладачем (розробником контрольної роботи) чи вибрано студентом (наприклад, при самороверке). Перевага цього методу у тому, кожному студентові пропонується індивідуальна послідовність питань. Метод широко використовувався для КЗ в ранніх навчальних системах [Алексєєнко, 1978; Зайцева, 1982], застосовується й у сприйнятті сучасних системах [Carbone, 1997; WBT, 1999; WebCT, 1999; Сельманова, 2001]. Основна хиба методу – варіант контрольної роботи генерується не враховуючи труднощі завдань. Отже, набір завдань на одне студента може охоплювати лише складні запитання, а іншого – лише легені. Це часто призводить до викривлення результатів контролю. Є різноманітні модифікації цього методу, дозволяють враховувати метадані питань. Наприклад, а) може бути задано тема й загальне час контролю, час відповіді кожне запитання, число спроб з відповіддю тощо.; б) додатково до (а) встановлюється число питань різного рівня труднощі і/або із різних тим, у кожного варіанта контрольної роботи [Byrnes, 1995; Rios, 1998].

Комбинированный метод, основу якого – “Випадкова вибірка”, доповнена “Строгой послідовністю”. І тут викладач (розробник контрольної роботи) задає чи декілька питань, що неодмінно мають стояти у кожний варіант контрольної роботи. Інші завдання генеруються випадково, як у другому методі.

Рис. 2. Методи організації контролю за навчанням.

Спільним всім неадаптивных методів і те, що варіант контрольної роботи з кожного студента формується до контролю (завчасно чи безпосередньо перед КЗ), тобто. першому етапі КЗ, що, з одного боку, підвищує швидкість контролю (непотрібен пошук завдання БД та її завантаження), з іншого – дозволяє видавати завдання двома шляхами: за одним чи списком. У разі студент сам може вибрати послідовність виконання завдань.

Частково адаптивні методи контролю припускають використання інформації з моделі студента (МС) чи навчального матеріалу (РОЗУМ) для формування набору контрольних питань. До цього класу моделей ставляться:

Випадкова вибірка з урахуванням окремих параметрів моделі студента. Метод є розвитком неадаптивных методів КЗ. Він аналогічний “Випадкової вибірці” і/або “Комбинированному методу”, тобто. набір завдань також формується безпосередньо перед контролем, але за генерації використовуються такі параметри МС, як загальний рівень підготовленості, спроможність до навчання і, можливо, інші [Зайцева, 1989; Зайцева, 2003; Zaitseva, 2003]. Отже, кожному студентові генерується набір завдань, відповідний його рівню підготовленості і здібностям, що є головним перевагою цього методу. Інше гідність методу: студент, виконуючи завдання, відповідні його здібностям, не відчуває зайвої психологічної навантаження під час контролю. Як нестачі цього методу можна відзначити наступне: студенти отримують завдання різної труднощі (це, безумовно, має бути враховано при виставлянні оцінки), тобто. один виконує лише завдання, а інший – важкі. Тому, генеруючи питання студентові, відповідні його здібностям, доцільно включити в набір і тільки - два завдання підвищеної труднощі й значимості.

Контроль з урахуванням відповідей студента. У цьому вся методі контроль здійснюється за заздалегідь складеного сценарієм чи, інакше кажучи, по розгалуженої контролюючою програмі. Приклад такого сценарію наведено на рис. 3, де вершини графа Уі відповідають питанням, запропонованим студентові, а дуги вказують наступний видають питання на залежність від правильності відповіді: Пр – пошук правильної відповіді, Нт – неточний, Нп – неправильний відповідь. Попередня підготовка сценарію КЗ дає можливість включити у програмі питання різного рівня труднощі й значимості, розмістивши найважливіші важкі завдання основний галузі програми (на рис. 3 це питання У1 і У6), ні тим більше прості – в розгалуженнях. Отже, студенти отримують різну кількість питань, отже, та палестинці час, затрачуване ними для контролювання, різна, що гідністю цього методу. Інше перевагу методу – простота забезпечення зворотний зв'язок (видачі відповідного коментарю). Такий їхній підхід, як із методів проведення КЗ, використали в АОС “КОНТАКТ” [Зайцева, 1982], нині зустрічається значно рідше, т.к. має недолік: всім студентам пропонуються одні й самі завдання, якось включені в яка контролює програму. Усунути цю недолік досить просто – досить відокремити сценарій КЗ від набору контрольних завдань. І тому необхідно підготувати комплект однотипних питань кожному за Уі, включеного у сценарій контролю, тобто. Уі = {вi1, вi2, …, в}, а процесі контролю випадково генерувати студентові питання з комплекту Уі.

Відповіді студента, як параметр проведення КЗ, використовують і й інші методі, який грунтується на байесовском підході приймати рішення за умов невизначеності. Метод передбачає обчислення ймовірностей з оцінки знань студента. Якщо розраховані ймовірності неможливо однозначно оцінити проверяемые знання, то студентові пропонується ще одного питання. Інакше контроль триває, причому мінімальне число питань n задається заздалегідь. Він використали в АОС ВУЗ [Волков, 1984], застосовується й у сприйнятті сучасних системах [Galeev, 2002].

Рис. 3. Приклад сценарію контролю.

Контроль з урахуванням моделі навчального матеріалу (РОЗУМ). У цьому методі формування набору завдань для КЗ відбувається з урахуванням моделі навчального матеріалу (курсу, теми, розділу теми), що дає орієнтований граф: безліч вершин графа відповідає об'єктах вивчення, а безліч ребер – зв'язкам з-поміж них. Вивчення РОЗУМ, як і організація контролю, ввозяться відповідність до оптимальної послідовністю викладу навчального матеріалу, що зазвичай є ніщо інше, як лінійна послідовність об'єктів вивчення. Отже, спочатку генерується завдання для перевірки знань першого навчального об'єкта, потім – другого тощо., тобто. послідовність видачі завдань аналогічна послідовності вивчення навчального матеріалу за моделлю РОЗУМ. У цьому, якщо планується перевірити, і знання, й уміння, то одному навчальному об'єкту можуть відповідати декілька питань. Такий їхній підхід використовують у системі ”Эксперт-ТС” [Андрєєв, 2002], у якій модель РОЗУМ представленій у вигляді семантичної мережі. Можлива модифікація цього методу, що передбачає генерацію контрольних завдань із урахуванням рівня підготовленості студента [Pesin, 2003].

Модульно-рейтинговый метод. Цей метод багато в чому аналогічний попередньому. Навчальний матеріал поділяється деякі складові – модулі, кожного з яких заздалегідь готується комплект контрольних завдань. У процесі КЗ студентові спочатку пропонується питання з першого модуля. У цьому після кожного відповіді студента обчислюється його рейтинг. Перехід до питань наступного модуля здійснюється за досягненні певного, заздалегідь встановленого рейтингу, причому студент з метою підвищення свого рейтингу, отже, з оцінкою, може продовжити виконання завдань поточного модуля і потім можливість перейти до наступному. Він раніше використовувався у АСО ЭКСТЕРН [Пасхин, 1985], застосовується й нині [Касимов, 1994; Гладковский, 1997; Артемів, 1999].

Методи цієї групи, однак, пов'язані з структурою навчального матеріалу, і навіть враховують рівень підготовленості студентів, тобто. очевидна ознаки адаптації.

Адаптивные методи максимально використовують інформацію з моделей студента і/або навчального матеріалу. До них належать:

Контроль за моделлю студента. У цьому вся методі враховуються багато параметри моделі студента, саме:

lуровень підготовленості впливає труднощі запропонованих завдань;

вид репрезентативною системи обумовлює форму уявлення завдань (текст, візуальне зображення, використання звуку);

спрямованість особистості впливає формулювання тексту що його видають завдання;

рівень беспокойства-тревоги визначає як наявність зворотний зв'язок, і форму, і детальність коментарів;

особливості пам'яті є передумовою визначення часу виконання завдання й контрольної роботи;

відповідь студента, точніше, правильність відповіді впливає вибір наступного контрольного завдання.

Сценарій контролю зазвичай формується динамічно у процесі КЗ, хоча набір сценаріїв щодо різноманітних груп студентів може бути і заздалегідь аналогічно методу “Контроль з відповідей студента”.

Контроль за моделями обожнює, і навчального матеріалу. Він є розвитком попереднього, тобто. для формування контрольних завдань

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація