32540

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПОВ УЧЕБНО-ТРЕНИРОВОЧНЫХ ЗАДАЧ

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Типизация учебнотренировочных задач Напомним что основным средством контроля знаний в ЭС служат УТЗ результаты и ход выполнения которых оцениваются автоматически. Целесообразно чтобы программа включала в себя единое множество УТЗ из которого выбирались задачи используемые в том или ином контрольном блоке в зависимости от представления в нем содержания курса и требований к знаниям обучаемых. Необходимо чтобы уровень тематического деления множества УТЗ соответствовал минимальному охвату учебного материала блоком контроля. Таким образом...

Русский

2013-09-04

398 KB

4 чел.

екция №11. Разработка и использование ЭС образовательного назначения

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПОВ УЧЕБНО-ТРЕНИРОВОЧНЫХ ЗАДАЧ. 

Типизация учебно-тренировочных задач

Напомним, что основным средством контроля знаний в ЭС служат УТЗ, результаты и ход выполнения которых оцениваются автоматически. Такие задачи применяются как для контроля, так и для закрепления знаний.

Целесообразно, чтобы программа включала в себя единое множество УТЗ, из которого выбирались задачи, используемые в том или ином контрольном блоке в зависимости от представления в нем содержания курса и требований к знаниям обучаемых.

Необходимо, чтобы уровень тематического деления множества УТЗ соответствовал минимальному охвату учебного материала блоком контроля. Наименьшим по объему проверяемого материала является промежуточный контроль, соотносящийся с содержанием подраздела или фрагмента раздела. Таким образом, тематическую декомпозицию множества УТЗ следует производить на уровне подраздела.

Пример подобного деления иллюстрирует рис. 1. Тематические классы (подмножества) УТЗ показаны на нем овалами. Двойная стрелка отражает порядок проработки учебного материала.

Рис.1

Рис.2

Задачи на поэтапное получение результата характерны для КЗ. Такие УТЗ состоят из последовательности этапов, выполняемых мысленно и завершающихся вводом промежуточных результатов, оцениваемых КСО. Нетрудно заметить, что каждый этап соответствует небольшой недекомпозируемой задаче.

Несмотря на то, что основная часть процесса решения не отражается в диалоге, УТЗ рассматриваемого подкласса обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с недекомпозируемыми задачами. Выделение и оценивание промежуточных результатов позволяет определять этапы, на которых допущены ошибки или неточности, повлиявшие на итоговый ответ, а также выявлять ситуации, в которых верный конечный результат получен за счет наложения погрешностей друг на друга.

В комплексных УТЗ присутствуют как ввод результатов, так и деятельность. При этом оцениваемые результаты определяются в процессе работы с моделями. Взаимодействие с ними может служить не только способом получения результатов, но и выступать в качестве предмета контроля.

Ввод ответа в данном примере осуществляется с помощью специальных элементов ПИ, называемые радиокнопками или отмечаемыми кнопками с зависимой фиксацией (radio button). Радиокнопка может находиться в одном из двух состояний: неотмеченном (пустая окружность или ромб) или отмеченном (внутри окружности отображается жирная точка или круг, внутри ромба — темный ромб). В отличие от ячеек состояния радиокнопок зависят друг от друга. В группе радиокнопок может быть отмечена только одна. Установка отметки на радиокнопку вызывает автоматическое снятие отметок со всех остальных радиокнопок данной группы.

Различия свойств радиокнопок и ячеек обусловлены их разным назначением. Радиокнопки служат для выбора одного из взаимоисключающих вариантов (альтернатив), а ячейки — для селекции неисключающих составляющих формируемого ответа.

Критерием, обеспечивающим деление УТЗ на задачи на запоминание и задачи на понимание, является наличие в учебном материале готового ответа (решения). В первом случае соответствующие сведения содержатся в КУ (КОС), во втором — в явном виде они отсутствуют.

Задачи на запоминание классифицируются по виду и характеру воспроизводимой информации. На успешность выполнения УТЗ, относящихся к выделенным подклассам, влияют психофизиологические качества обучаемых (в первую очередь, особенности памяти).

Заметим, что некоторые задачи на запоминание могут быть решены логическим путем, исходя из знания места, которое занимают проверяемые в них положения в учебном материале, и их связей с другими известными положениями курса. Последнее свидетельствует о достаточном понимании этих положений. В то же время определить, за счет чего выполнена задача на запоминание (ответ воспроизведен по памяти или выведен логически) только по ее конечному результату нельзя.

Рис.3

Решение задач на понимание обязательно требует выполнения определенных умозаключений (пусть даже самых простых), в которых участвуют проверяемые положения. Для получения верного результата необходимо не только помнить эти положения, но и понимать их значения и взаимосвязи.

Задачи на понимание классифицируются по их логическому типу.

Можно выделить следующие базовые виды задач на понимание:

  •  определение объектов, входящих в объем понятия;
  •  определение содержания понятия;
  •  определение соотношения объемов понятий;
  •  определение соотношения содержаний понятий;
  •  определение логических отношений между понятиями;
  •  определение понятий по связывающим их отношениям;
  •  определение состава объекта (т.е. элементов, входящих внего);
  •  формирование объекта из элементов;
  •  определение связей между объектами (элементами);
  •  определение объектов (элементов), связанных указанными отношениями;
  •  определение (уточнение) свойств объекта;
  •  опознание, идентификация (отнесение предъявленногообъекта к определенному классу);
  •  определение сходства;
  •  определение различий;
  •  определение достоинств и недостатков;
  •  упорядочение;
  •  классификация;
  •  диагностика;
  •  определение зависимостей между объектами (элементами, явлениями, факторами) и их влияния друг на друга;
  •  определение состояния объекта по состояниям его элементов;
  •  оценивание истинности;
  •  оценивание корректности (точности, полноты и др.);
  •  интерпретация положений учебного материала;
  •  выбор положений учебного материала, применимых в указанной ситуации;
  •  определение логических связей между положениями учебного материала;
  •  подбор примеров;
  •  обобщение;
  •  аргументирование, опровержение;
  •  выявление тенденций, прогнозирование.

Некоторые базовые виды задач могут комбинироваться друг с другом. Кроме того, в зависимости от ПО те или иные типы УТЗ имеют большую или меньшую применимость. Таким образом, для разных ПО и соответствующих дисциплин могут быть выделены свои наборы типов задач, актуальные для них.

Рис.4

Последним основанием классификации УТЗ является способ формирования условия. При традиционном подходе авторы КУ (КОС) разрабатывают УТЗ полностью вручную, описывая для каждой задачи ее условие, эталонный результат и правила оценивания. Соответственно массив УТЗ имеет фиксированный объем. Преподаватели (инструкторы), проводящие занятия с применением КУ (КОС), варьируют составами задач, предлагаемых разным обучаемым, и значениями параметров, определяющих требования к формируемым знаниям и умениям. Несмотря на подобные вариации, обучаемые рано или поздно привыкают к реализованному в КУ (КОС) набору УТЗ, и эффективность учебного процесса снижается.

Используя традиционный подход, трудно обеспечить индивидуализацию подготовки. Например, для 5 занятий с КОС учебной группы, которая включает 30 человек, выполняющих в среднем по 10 УТЗ за занятие, требуется разработать 1500 УТЗ. Если в КОС содержится меньшее число задач, то преподавателю (инструктору) приходится следить за тем, чтобы УТЗ, решаемые обучаемыми, не повторялись, а конкретная задача одновременно выполнялась не более чем одним обучаемым.

Альтернативу ручному способу подготовки УТЗ составляет технология их генерации, позволяющая автоматически формировать условия и эталонные результаты задач, а также выбирать соответствующие процедуры оценивания. Основой для генерации служат модели (шаблоны) УТЗ, создаваемые разработчиками КУ (КОС). Построение модели задачи сложнее, чем описание отдельной УТЗ вручную, так как требует участия не только авторов, но и компьютерного методиста, системотехника КСО и, возможно, программистов. Тем не менее, поскольку одна модель позволяет сформировать множество задач, трудоемкость подготовки массива УТЗ для КУ (КОС) существенно уменьшается. Реализация технологии генерации снимает проблему привыкания к задачам, возникающую из-за их ограниченного числа, и позволяет предложить каждому обучаемому персональный набор УТЗ с не повторяющимися условиями. 

Эффективная разработка массива УТЗ, покрывающего курс, невозможна без типизации задач. Описание типовой УТЗ отражает:

  •  признаки классов, к которым она относится;
  •  форму представления исходной информации (условия);
  •  состав используемых моделей и роли, которые они играют;
  •  форму представления результата (цтвета) и способ еговвода;
  •  схему диалога;
  •  способ оценивания результата (ответа);
  •  способ контроля времени выполнения;
  •  порядок предоставления информационной помощи и способ учета ее использования при оценивании.

Основные способы ввода результата.

Выбор варианта решения (ответа) в предложенном перечне.

Обучаемому предоставляется набор альтернативных вариантов ответов, среди которых только один может быть верным. Выбор ответа осуществляется разными путями: с помощью радиокнопок, списка, всплывающего меню (pop-up menu), управляющих (командных) кнопок (push-button), комбинированного списка (combo box), гиперссылок, элементов гиперграфики, указания номера варианта в поле ввода и др. Допускается ситуация, когда все предложенные ответы неверны, и правильным результатом считается отсутствие выбора варианта.

Формирование решения (ответа) путем выбора его компонентов в предложенном перечне. Обучаемому предоставляется набор компонентов ответа, из которых составляется общее решение. Компоненты выбираются независимо друг от друга. Обучаемый может выделить любую их комбинацию (в том числе весь перечень) либо не выбрать ни одного компонента. Выбор реализуется с помощью ячеек, списка со множественным выбором, кнопок-селекторов (toggle button), отмечаемых элементов гиперграфики, поля ввода номеров компонентов и т.д. Иногда в целях усложнения принятия решения данный способ используется и в случае альтернативных ответов, если их несовместимость на первый взгляд не кажется очевидной.

Для уменьшения привыкания обучаемых к УТЗ элементы перечня, в котором производится выбор в данном и предыдущем способах, отображаются на экране в случайной последовательности.

Ввод численного значения или интервала. Численный результат может представляться в виде отдельного значения, пары «среднее, дисперсия»  или «значение, допуск» , интервала «от ... до ...», объединения подобных интервалов и т.д. Ответ вводится с клавиатуры или формируется с помощью специального конструктора выражений. Помимо численных данных может указываться и проверяться размерность величины.

Ввод ключевых слов. Ключевые слова вводятся с клавиатуры в отведенное для этого поле. Порядок их следования может иметь значение, определенное условием задачи, либо быть произвольным. Регистр символов, как правило, роли не играет. Обучаемый должен располагать информацией о правилах представления ответа (как ключевые слова отделяются друг от друга, как помечаются словосочетания и т.п.).

Заполнение пропусков в тексте. На экране отображается текст, содержащий обозначенные определенным образом пропуски. Данные в них могут вводиться с клавиатуры либо выбираться в связанных с пропусками комбинированных списках или всплывающих меню.

Маркировка или корректировка текста. Обучаемому предлагается текст, в котором необходимо найти и пометить или исправить определенные компоненты (символы, слова, предложения, числа и др.)- Для маркировки используется мышь. Корректировка информации производится аналогично предыдущему способу.

Ввод решения (ответа) на формализованном языке. Способ ориентирован на задачи, в которых результатом является формализованное выражение - математическая, логическая, химическая или иная формула, фрагмент программы, описание модели на языке моделирования и т.п. Такое представление ответа создает условия для реализации в КУ (КОС) средств его анализа, позволяющих выявлять лексические, синтаксические, а в некоторых случаях и семантические ошибки. Для построения ответа, как правило, предусматривается специальный конструктор выражений.

Ввод решения (ответа) на ограниченном естественном языке. Данный способ характерен для интеллектуальных КСО. При вводе информации используются словари терминов и база правил, отражающие ограниченные лексику и грамматику естественного языка.

Выбор фазы видео- или аудиокомпонента, анимации или презентации. В распоряжение обучаемого предоставляются средства Управления воспроизведением мультимедийного компонента или презентации. Оперируя ими, необходимо найти фазу представления, определенную условием УТЗ, остановить воспроизведение, после чего подтвердить выбор нажатием специальной кнопки.

Построение связей между элементами графического представления. Основой для формирования ответа служит графическое изображение, как правило, схематичного характера. Его аналог может, как содержаться в курсе, так и не входить в него. В первом случае в УТЗ используется вариант, отличающийся от рассмотренного аналога отсутствием ряда действительных и наличием лишних связей элементов. Во втором случае применяется схема, элементы которой ассоциируются с изученными положениями, а их связи отражают отношения между ними. В обоих случаях обучаемому необходимо оценить корректность представления, исключить лишние и указать недостающие связи. Установка и удаление связей выполняются при помощи мыши.

Формирование графического представления из элементов. Упорядочение графических изображений. Решение задачи отображается в виде визуального схематичного представления, составляемого из элементов. Процесс его построения напоминает работу с конструктором и складывание мозаичной головоломки (изображения, разбитого на мелкие части). Обучаемый мышью выбирает элемент из имеющегося набора и размещает его в нужной позиции. Между элементами могут устанавливаться связи.

Частным случаем подобного процесса является упорядочение графических изображений (например, пиктограмм), реализуемое путем расположения их мышью на экране в требуемой последовательности.

Выбор элементов гиперграфики. Интерактивные свойства гиперграфики обеспечивают широкие возможности для ее применения в диалоге при выполнении УТЗ.

Перевод модели, реализованной в УТЗ, в заданное состояние или достижение требуемых значений ее характеристик. Способ применяется в задачах на деятельность и комплексных УТЗ, выполнение которых оценивается по итоговому состоянию модели.

Методы оценивания результатов выполнения учебно-тренировочных задач

Рис.5

В основе оценивания результатов выполнения УТЗ, не содержащих генерируемых компонентов, лежит сопоставление фактического ответа, введенного обучаемым, с эталонным результатом или его шаблоном согласно определенным правилам. Эталонный результат (шаблон) и правила оценивания описываются авторами КУ (КОС) для каждой УТЗ. При сопоставлении может использоваться как стандартная операция типа сравнения числовых значений или символьных строк, так и специальная процедура, реализуемая соответствующими программными средствами (например, анализ выражения на формализованном языке).

Центральную роль в механизме оценивания играет система качественных оценок выполнения УТЗ. На наш взгляд, целесообразно выделить пять таких оценок:

  •  верный ответ (УТЗ выполнена правильно и в полном объеме);
  •  неточный или неполный ответ (при решении допущены погрешности или УТЗ выполнена частично);
  •  ошибка (неверный результат);
  •  абсурдный ответ (грубая ошибка, соответствующая результату, бессмысленному в контексте задачи, и свидетельствующая об отсутствии у обучаемого представлений о проверяемых в ней положениях);

В методах второго класса при предъявлении УТЗ, оценивании их выполнения, а также формировании интегральной оценки по блоку контроля учитывается сложность задач. Под сложностью понимается характеристика УТЗ, пропорциональная объему знаний и интеллектуальным усилиям, требуемым для ее решения.

Сложности задач могут уточняться по результатам педагогического эксперимента.

Назовем основные факторы, влияющие на сложность УТЗ:

  •  близость искомого результата (ответа) или данных, требуемых для его получения, к содержанию учебного материала;
  •  полнота и характер представления в условии задачи информации, необходимой для ее выполнения (подобные сведения выражаются в виде рекомендаций, указаний, советов, ссылок, наводящих вопросов и т.д.);
  •  объем информации, которая должна быть привлечена для выполнения УТЗ, ее распределение по содержанию курса, а также сложность воспроизведения ее по памяти;
  •  сложность метода решения (число его этапов, характер переходов между ними, количество исключений из правил и др.);
  •  состав и характер отношений, связывающих проверяемые положения учебного материала, которые должны быть учтены при выполнении УТЗ;
  •  форма представления условия и результата (с точки зрения их наглядности);
  •  характер диалога, включая взаимодействие с моделями.

PAGE  1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

66926. Чернобыль – наши раненые души... 57.5 KB
  Здравствуйте уважаемые гости ВЕДУЩИЙ 2: Добрый день дорогие ликвидаторы последствий аварии на Чернобыльской атомной электростанции ВЕДУЩИЙ 1: Мы рады приветствовать Вас сегодня 14 декабря в день чествования участников ликвидации последствий аварии на Чернобыльской атомной электростанции.
66927. ВОСПИТАНИЕ ЧЕСТИ 175.96 KB
  В современных условиях школа призвана не столько воспитывать, сколько перевоспитывать подрастающее поколение: ведь ни для кого не секрет, что телевидение воспитывает гораздо сильнее, чем можно было предполагать на заре его возникновения.
66928. Рольова гра «Судимо Чіпку» 60 KB
  Мета: 1) у ході гри визначитись зі ставленням до головного героя роману Панаса Мирного «Хіба ревуть воли, як ясла повні?», оцінивши його вчинки, мотиви поведінки; 2) перевірити знання учнів з правознавства про адміністративну та кримінальну відповідальність; 3) розвивати в учнів аналітичні здібності; уміння грамотно, послідовно висловлювати свої думки...
66929. Поріс чорнобилем Чорнобиль - бідою нашою поріс 72.64 KB
  У ці дні ми привертаємо увагу, як української так і світової громадськості, до страждань людей, які зазнали і продовжують зазнавати дії радіації, а це 3 міл. ІОО тис. наших співвітчизників і жителів інших держав: Білорусії та Росії. Серед них і ті, хто захистив світ від страшної біди ціною свого здоров'я...
66930. Мужність і біль Чорнобиля 55 KB
  Вступне слово вчителя. 26 квітня 2010 року виповнилося 24 роки з дня найстрашнішої за наслідками катастрофи минулого тисячоліття. Чотири букви – ЧАЕС – стали символом трагедії, яка доторкнулася до мільйонів людей, накрила їх крилом безжалісної радіації, перетворюючи свої жертви в безпомічних людей.
66931. Дзвони Чорнобиля 54.5 KB
  Коли пара під великим тиском зруйнувала частину паропроводів потік води та пари викликав хімічні реакції з розігрітим графітом та цирконієм унаслідок чого утворилися горючі грози тиск яких був достатнім для підняття кришки реактора.
66932. Чорнобильська балада 57.5 KB
  Мета. Виховувати почуття співчутливості, критичне ставлення до історичних подій. Розвивати почуття гордості за свій народ. Прищеплювати любов до рідного краю. Обладнання. Стіл, накритий вишитим рушником, свічка, живі квіти, фотографії пожежників, магнітофон, фонограми...
66933. На Чорнобиль журавлі летіли 1.91 MB
  Мета заходу: згадати про трагедію віку — вибух на ЧАЕС, поглибити знання студентів про неї, визначити негативний вплив аварії на стан навколишнього середовища та здоров'я населення; розвивати вміння школярів аналізувати та узагальнювати навчальну інформацію, вміння виразно декламувати...