ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОНТОЛОГИЙ В ИНТЕРАКТИВНЫХ КУРСАХ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ
(*****@***ru), (*****@***com)
Сибирский Государственный Технологический Университет (СибГТУ), г. Красноярск
Аннотация
В работе изложен способ систематизации контента интерактивных курсов и организации дистанционного обучения при помощи онтологий: онтологии описания контента (онтология структуры курса) и онтологии предметной области (онтологии понятий изучаемой дисциплины).
Принятие в 1995 году «Концепции создания и развития единой системы дистанционного образования в России» привело к развитию новых технологий дистанционного обучения.
Развитие новых информационных технологий и их использование в системах дистанционного обучения выдвинуло новые требования: учебные курсы, создаваемые для дистанционного обучения, должны базироваться не на некотором наборе учебного материала, а на отчётливой модели системы знаний.
Целью моделирования систем знаний в предметной области является систематизация учебного материала. Учебные элементы должны отвечать требованиям компактности, системности и быть представлены в удобном для использования виде.
Введение в учебный процесс высших образовательных учреждений системы модульно рейтинговой технологии обучения (МРТО) позволяет установить значимость различных видов занятий (например, лекций, практических, семинарских) и их вклад в итоговый результат изучения дисциплины. За каждой такой единицей МРТО стоит определённое количество освоенных понятий и связей между понятиями.
Понятия составляют содержание знаний, владение системой понятий необходимо в любой образовательной технологии. Научные понятия, включенные в программу дисциплины, образуют состав учебной системы знаний дисциплины. В большинстве учебных дисциплин семантическая сеть понятий содержит не менее половины объёма всего учебного материала. Другая половина, включающая описание структуры и функции системы знаний, не может быть изучена без усвоения понятийного состава.
Систему понятий можно представить как дерево понятий, то есть как ориентированный граф, вершины которого — понятия, а дуги — родовидовые отношения между ними. Иерархически структурированное множество терминов, описывающих предметную область — это и есть онтология, которая может быть использована как исходная структура для базы знаний в дистанционном обучении. Построение онтологии понятийного состава знаний дает возможность для последующего использования: создания обучающей и тестирующей системы интерактивных курсов.
Любой интерактивный курс можно представить как набор модулей, объединяющих в себе множества обучающих ресурсов и контролирующих процесс обучения элементов.
В СибГТУ на кафедре системотехники на базе системы дистанционного обучения (СДО) Moodle ведутся разработки интерактивных обучающих курсов, соответствующих требованиям ФГОС ВПО третьего поколения. Разработка курсов ведётся с учетом требований системы МРТО, действующей в вузе — каждый курс разбит на три модуля. Адрес сайта — http://moodle. .
При разработке интерактивных обучающих курсов «Дискретная математика» для направления 220700.62» и «Математическая логика и теория алгоритмов» для направления 230100.62» были разработаны онтологии курсов.
Каждая онтология курса содержит онтологию описания структуры курса и предметную онтологию для описания понятий курса. Онтология понятий курса объединяет три темы, соответствующие модулям МРТО, что даёт возможность использовать её как целиком, так и по частям. Все онтологии были встроены в СДО Moodle, их можно просматривать как рисунки графов, а также работать с ними, используя плагин Jambalaya в Protégé.
Онтология описания структуры курса содержит гиперссылку на онтологию понятий курса. Онтология понятий курса имеет классы, соответствующие темам МРТО и содержит гиперссылки на онтологии понятий модулей курса.
В онтологии описания структуры курса существуют такие классы как изучаемая тема, обучающие ресурсы и контроль знаний. Каждый класс содержит экземпляры, связанные гиперссылками с соответствующими элементами курса в СДО Moodle. Одним из экземпляров класса обучающие ресурсы является онтология понятий модуля. К каждому экземпляру онтологии понятий курса встроена ссылка на глоссарий, соответствующей темы в СДО Moodle. Студенты имеют возможность работать с онтологией понятий курса, как целиком, так и отдельными модулями.
Разработанная таким образом онтология понятий курса используется для самостоятельного изучения понятий предметной области. Для освоения понятия студенту даётся традиционное определение понятия (работа с глоссарием) и место этого термина в сети понятий. Для закрепления изучаемого понятия, студенту предлагаются разнообразные тестовые задания, которые можно проходить в режиме обучения. Количество попыток тестирования в режиме обучения не ограничено и оценки нигде не фиксируются.
Онтология описания структуры курса используется для тематического и итогового контроля знаний. Контроль осуществляется набором тестовых заданий, по окончанию выполнения которых автоматически выставляется рейтинговая оценка, которая записывается в базу данных, и в дальнейшем как преподаватель, так и студент могут посмотреть результаты. Некоторые задания контроля знаний содержат элементы адаптации, то есть студенты сами могут выбирать уровень сложности.
При разработке новых заданий для обучения или контроля знаний онтология описания структуры курса может модифицироваться путем добавления, изменения, удаления соответствующих гиперссылок.
Разработанные курсы могут быть использованы как для дистанционного обучения, так и для организации самостоятельной работы в традиционных формах обучения.
