logo search
Разработка генератора заданий по дисциплине "Автоматизированные информационно-управляющие системы"

Выводы

4. Постановка задачи

  • 5. Выбор и описание средств разработки
  • 6. Описание системы генерации заданий
  • 7. Технико-экономическое обоснование проекта
  • 8. Вопросы обеспечения безопасности жизнедеятельности
  • Заключение
  • Список использованных источников
  • Приложение А
  • Приложение Б

    • Введение

    Внедрение новых информационных технологий в образование привело к появлению новых образовательных технологий и форм обучения, базирующихся на электронных средствах обработки и передачи информации. Постоянное совершенствование компьютеров и компьютерных сетей существенно раздвигает границы их использования. Вместе с тем наблюдается тенденция усложнения программного обеспечения, вследствие переноса все большего числа человеческих функций на компьютеры [1].

    Важнейшей составляющей в технологии обучения является организация контроля знаний студентов [2]. В конечном счете, от качества системы контроля знаний зависит качество выпускаемых специалистов. Все больше в образовательном процессе используется именно компьютерный контроль знаний. Компьютерный контроль осуществляется с помощью тестирующих программ. Тестирующая программа ? программный продукт, предоставляющий следующие режимы работы: вывод на экран тестовых вопросов, ввод ответов на соответствующие вопросы, анализ ответов, формирование и вывод результатов анализа.

    В современных образовательных технологиях особый упор делается на развитие компетентностей студента, которое наиболее успешно происходит в результате индивидуализации процесса обучения. А индивидуализация обучения возможна при увеличении объема самостоятельной работы студента, использовании группового проектного обучения, внедрения методов дистанционной формы обучения. Изменился подход к формулировке практических педагогических задач. Компетентностный подход выступает в качестве ведущего пути модернизации современного российского образования. На его основе формулируют четыре важнейших следствия о необходимости [3]:

    - пересмотра возможностей каждого студента, развитие у студентов личностных качеств - умения ориентироваться в нестандартных ситуациях, ибо все они могут стать компетентными, сделав свой выбор в широчайшем спектре занятий;

    - переформулировки целей образования: на первый план выходит задача развития личности с помощью индивидуального подхода в обучении;

    - изменения методов обучения, которые должны содействовать выявлению и формированию компетентности студентов;

    - применения новых форм и процедур оценивания учащихся.

    В этой связи огромное значение принимает процесс создания и выдачи индивидуальных заданий. Однако отсутствие технологий генерации заданий существенно тормозит развитие этого направления. Поскольку в сравнительно короткий период времени на фиксированный набор заданий формируется банк контрольных работ, отчетов и рефератов и т.д. Появились фирмы и сайты, которые аккумулируют подобного рода информацию и предоставляют соответствующие услуги. Мировой опыт и опыт Томского университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) свидетельствует об остроте этой проблемы. Одним из возможных решений является создание нового класса программ - генераторов тестовых заданий и вопросов. Генераторы, с одной стороны, решают проблемы защиты от несанкционированного доступа, т.к. не имеют заранее заготовленных ответов с другой стороны, практически каждый студент получает индивидуальное задание. Это решает проблему заранее заготовленных ответов студентами, потому что программа генерирует правильный ответ в процессе опроса. Отсюда вместо запоминания правильно ответа, необходимо знать алгоритм решения.

    Актуальной становится разработка алгоритмов, которые генерируют многовариантные тестовые задания и вопросы. Например, в математической задаче можно менять различные входные параметры и тем самым получать множество однотипных задач. Результаты исследований в области разработки данных алгоритмов [4], показывают возможность использования таких алгоритмов. В тестовых заданиях возможно применение фасетных форм, которые в полном объеме могут быть использованы только в современных компьютерных технологиях обучения, где есть возможность автоматически менять содержание того или иного задания для каждого испытуемого. Фасетные задания не боятся рассекречивания после одного-двух тестирований, ибо для правильного ответа надо знать общие правила, а, следовательно, быть готовым ответить на любой вариант [5].

    Дисциплина АИУС включает в себя контроль уровня понимания алгоритма решения студентами математических задач с использованием Симплекс-метода.

    Данная работа посвящена изучению и систематизации знаний об основных составляющих учебного процесса, исследованию алгоритмов, генерирующих многовариантные тестовые задания и вопросы, а также созданию автоматизированной системы, которая позволит генерировать и проверять задания по дисциплине «АИУС», а также проводить контрольные работы и экзамен.

    Актуальность исследования обусловлена:

    - бурным развитием, которое переживает сфера электронного образования в настоящее время;

    - необходимостью развития направления генерирования индивидуального задания;

    - борьбой с так называемыми «банками работ»;

    - необходимостью постоянного улучшения образовательного процесса по каждой дисциплине.

    1. Элементы учебного процесса и их роль в обучении

    На протяжении всего процесса обучения обучаемый занимается различными видами учебной деятельности. Каждому виду учебной деятельности соответствует свой набор вспомогательных средств, направленных на облегчение процесса обучения. Так, например, если обучаемый занимается изучением теоретической части учебного курса, то ему необходимы лекции, компьютерные учебные пособия, справочники, компьютерные энциклопедии. А если обучаемый занимается изучением практической части курса, то ему необходимы тренажеры, лабораторные работы, практические занятия. При обучении по очной технологии набор средств для каждого вида деятельности более разнообразен по своему содержанию, но при обучении по дистанционной технологии этот набор будет более технологичным, в нем будет больше встроенных возможностей (интерактивные демонстрации, моделирование сложных физических процессов).

    При обучении по дистанционной технологии качество усвоения материала не уступает тому, которое достигается при обучении по очной технологии. Это достигается за счет создания различных компьютерных учебных программ и использования телекоммуникаций в процессе обучения [6].

    Учебный процесс включает в себя виды деятельности, направленные на овладение знаниями обучающимися, а также на контроль успеваемости и усваиваемости знаний и умений:

    - лекции;

    - видео лекции;

    - аудиолекции;

    - мультимедиа лекция;

    - компьютерные тренажеры;

    - примеры решения задач;

    -учебные пособия, учебно-методические пособия, руководства по организации самостоятельной работы;

    - компьютерные учебные пособия и обучающие программы;

    - практические занятия по решению задач;

    - семинарские занятия;

    - самостоятельная работа обучаемых;

    - программы-симуляторы и интерактивные модели;

    - практические занятия;

    - лабораторные работы;

    - контрольные работы;

    - тесты;

    - экзамены, зачеты.

    Рассмотрим более подробно основные составляющие практического обучения и контроля успеваемости в процессе обучения.

    1.1 Практические занятия по решению задач

    Практические занятия по решению задач - вид учебной деятельности, направленный на закрепление изученного ранее теоретического материала и получение практических навыков применения знаний на практике.

    Практические занятия по решению задач проводятся преподавателем как с помощью традиционных (бумажных) задачников, так и с помощью электронного задачника или базы данных, в которых собраны типовые и уникальные задачи по всем основным темам учебного курса. При этом электронный задачник может одновременно выполнять функции тренажера, т.к. с его помощью можно сформировать навыки решения типовых задач, осознать связь между полученными теоретическими знаниями и конкретными проблемами, на решение которых они могут быть направлены.

    Достоинством практических занятий по решению задач является возможность разбора не только типовых задач. Недостатком таких занятий является возможность их проведения только в очном режиме.

    1.2 Программы-симуляторы и интерактивные модели

    Программы-симуляторы - вид учебной деятельности направленный на закрепление полученных ранее теоретических знаний. Они предназначены для проведения самостоятельной работы в условиях, максимально приближенных к реальным, выполнения итоговых контрольных заданий, для практического применения на своих рабочих местах.

    При использовании симуляторов в очном процессе обучения имеется возможность быстрой корректировки допускаемых ошибок при непосредственном общении с преподавателем или инструктором. При обучении по дистанционной технологии в программы имитации уместно включать возможность быстрой подсказки, систему анализа и коррекции ошибок, допущенных во время работы с выходом на соответствующие пункты пройденного материала.

    Интерактивные модели - вид учебной деятельности направленный на закрепление полученных ранее знаний путем моделирования различных процессов. Типичными представителями класса интерактивных моделей являются так называемые экспертные системы.

    Экспертные системы - это компьютерные системы, содержащие знания экспертов и фундаментальные знания в той или иной предметной области, обладающие способностью к логическим выводам и выступающие в качестве электронных консультантов.

    Достоинством программ-симуляторов и интерактивных моделей является возможность без каких-либо потерь закрепить практические навыки. Недостатком программ-симуляторов и интерактивных моделей является притупление у обучаемых профессиональных навыков.

    1.3 Лабораторные работы

    Лабораторные работы - вид учебной деятельности направленный на закрепление изученного ранее теоретического материала и получение навыков практической деятельности путем работы с материальными объектами или моделями предметной области курса. Лабораторные работы позволяют объединить теоретико-методологические знания и практические навыки учащихся в процессе научно-исследовательской деятельности.

    В ходе лабораторных работ обучаемые выполняю различные эксперименты по доказательству изученных законов и др. Лабораторные работы могут выполняться, как на реальных экспериментальных установках, так и на компьютере, в виртуальных лабораториях.

    Электронные лабораторные практикумы позволяют имитировать процессы, протекающие в изучаемых реальных объектах, или смоделировать эксперимент, не осуществимый в реальных условиях. При этом имитируется не только реальная установка, но и объекты исследования и условия проведения эксперимента. Виртуальные лаборатории позволяют подобрать оптимальные для проведения эксперимента параметры, приобрести первоначальный опыт и навыки на подготовительном этапе, облегчить и ускорить работу с реальными экспериментальными установками и объектами.

    Достоинствами лабораторных работ являются возможность работы в команде, возможность на практике применить изученный ранее теоретический материал и более подробно изучить используемые в работе экспериментальные установки. Недостатком лабораторных работ является обязательная хорошая теоретическая подготовка обучаемого.

    1.4 Контрольные работы

    Контрольные работы - вид деятельности направленный на контроль за знаниями и практическими навыками обучаемых.

    В настоящий момент контрольные работы можно проводить как письменно, так и с использованием компьютера. В ходе контрольной работы обучаемому предлагается решить некоторое количество задач на заданную тему. После чего ему выставляется оценка в соответствии с его уровнем знаний.

    Достоинством контрольной работы можно считать возможность проведения ее в любой момент времени в течении всего процесса обучения, это позволяет контролировать уровень знаний обучаемых на протяжении всего обучения. Недостатком контрольной работы считается отсутствие объективной оценки, это связано с возможностью списывания обучаемых друг у друга, субъективное отношение преподавателя к обучаемым.

    1.5 Тесты

    Тесты - вид учебной деятельности направленный на контроль знаний обучаемого. Обучаемому предлагаются вопросы, на которые необходимо ответить.

    В ходе решения ответ может вводится различными способами:

    - ввод ответа в виде строки символов;

    - ввод ответа в виде графика, рисунка;

    - ввод ответа через микрофон. Ответ, введенный через микрофон, преобразуется в строку символов;

    - ввод ответа, посредством выбора одного и предложенных вариантов.

    Достоинством тестового контроля является объективная оценка, не зависящая от отношения преподавателя к обучаемым. Недостатками тестового контроля являются возможность угадывания обучаемым правильного ответа и некорректность формулирования некоторых вопросов.

    1.6 Экзамены, зачеты

    Экзамены, зачеты - вид учебной деятельности направленный на контроль знаний обучаемого. Этот вид контроля направлен на оценку итоговых знаний обучаемого по всему пройденному курсу.

    Экзамены и зачеты могут проводится как в очном режиме, так и посредством компьютера. В случае проведения экзамена на компьютере обучаемому ставится более объективная оценка, так как на нее не влияет отношение преподавателя к обучаемому.

    Достоинством итогового контроля знаний является универсальность оценки относительно других образовательных структур. Недостатками контроля знаний являются, в некоторых случаях, необъективность оценки и некорректность некоторых заданий.