О способах использования функций принадлежности для внесения адаптивности в компьютерные обучающие программы

О СПОСОБАХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФУНКЦИЙ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ АДАПТИВНОСТИ В КОМПЬЮТЕРНЫЕ ОБУЧАЮЩИЕ ПРОГРАММЫ

, , *****@***ru

Российский государственный университет нефти и газа им. И.М.Губкина

ABOUT THE USAGE OF MEMBERSHIP FUNCTIONS FOR THE DEPOSITING OF AN ADAPTABILITY IN A COMPUTER LEARNING SYSTEM

Kalinina E. V., Retinskaya I. V., Daurenbekov K. K.

The Russian state university of oil and gas named after I. M. Gubkin

Согласно общепринятому определению адаптивное обучение обеспечивает дидактический подход к организации процесса обучения, при котором направление дальнейшего обучения (график и интенсивность) определяется по результатам завершения его предыдущих этапов. Современная компьютерная адаптивная обучающая система включает в себя, как правило, учебный модуль, модуль управления обучением, модуль контроля качества знаний, пользовательский модуль, поисковый модуль.

В разрабатываемой в РГУ нефти и газа обучающей программе по курсу «Термодинамика» реализован ряд элементов адаптивной обучающей программы, относящихся к указанным выше модулям. Во-первых, обучающийся должен пройти входной тест для определения уровня базовых знаний, необходимых для освоения курса. Во-вторых, он выбирает свою специальность, так как программа рассчитана на обучение студентов четырех специальностей. В-третьих, после каждого учебного комплекса (лекция, семинар, лаборатория) обучающийся проходит промежуточный тест, который определяет уровень усвоения отдельного учебного элемента для продолжения обучения в соответствии с этим уровнем. В-четвертых, обучающиеся с дефектами зрения могут обратиться к звуковым лекциям. В-пятых, в обучающей программе реализована адаптивность к рейтинговой системе и требованиям конкретного преподавателя. Последняя реализована с использованием функций принадлежности.

Обозначим функцию принадлежности полному усвоению единицы учебного материала, соответствующую некоторому контролируемому этапу иерархической структуры обучающей системы (семинар, входной и промежуточный тест, лабораторная, экзамен). Для каждого типа контролируемого этапа строится своя функция принадлежности, позволяющая учесть степень его выполнения. Это особенно актуально для таких типов заданий, как открытая форма, установление соответствия, установление правильной последовательности, выбор нескольких ответов из предложенного набора. Функция принадлежности также может учитывать как особенности рейтинговой системы, так и экспертный опыт преподавателя. При этом оценивание соответствует случаю отсутствия знаний, а - соответствует полному усвоению знаний или овладению практическими навыками. Кроме того, вводятся весовые коэффициенты , оценивающие важность усвоения лекционного и семинарского учебного материала , коэффициенты , оценивающие важность усвоения теоретических знаний и практических навыков соответственно , а также - коэффициенты, соответствующие принятому в рейтинговой системе вуза соотношению вклада результатов текущего и итогового контроля в общую оценку успеваемости (в разрабатываемой системе ).

Обобщенная оценка усвоения лекционного и семинарского материала осуществляется по формуле , где числовые значения коэффициентов важности усвоения соответствующего материала задаются преподавателем или принятым в вузе соотношением вкладов результатов в контроль по рейтинговой системе.

Тогда модель управления обучением и его оценки может быть представлена в виде иерархической структуры, связывающей функции принадлежности отдельных этапов.

Для итоговых оценок на последовательных этапах обучения используются обобщенные функции принадлежности, которые задаются операторами свертки отдельных функций принадлежности для различных элементов обучения данного этапа. В качестве операторов свертки используются операторы среднеарифметического и среднегеометрического усреднения. Общая совокупная оценка усвоения учебного материала и выполнения всех необходимых элементов процесса обучения определяется как средневзвешенная сумма , где текущая и общая успеваемость выражены соответствующими функциями принадлежности к полному усвоению материала.

Таким образом, использование функций принадлежности позволяет построить гибкую адаптивную компьютерную обучающую программу, учитывающую особенности рейтинговой системы и экспертный опыт преподавателей.