Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование и разработка методов и средств автоматизации построения обучающих курсов в диалоговых системах на базе ЭВМ Высоцкий Юрий Иванович

Исследование и разработка методов и средств автоматизации построения обучающих курсов в диалоговых системах на базе ЭВМ
<
Исследование и разработка методов и средств автоматизации построения обучающих курсов в диалоговых системах на базе ЭВМ Исследование и разработка методов и средств автоматизации построения обучающих курсов в диалоговых системах на базе ЭВМ Исследование и разработка методов и средств автоматизации построения обучающих курсов в диалоговых системах на базе ЭВМ Исследование и разработка методов и средств автоматизации построения обучающих курсов в диалоговых системах на базе ЭВМ Исследование и разработка методов и средств автоматизации построения обучающих курсов в диалоговых системах на базе ЭВМ Исследование и разработка методов и средств автоматизации построения обучающих курсов в диалоговых системах на базе ЭВМ Исследование и разработка методов и средств автоматизации построения обучающих курсов в диалоговых системах на базе ЭВМ Исследование и разработка методов и средств автоматизации построения обучающих курсов в диалоговых системах на базе ЭВМ
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Высоцкий Юрий Иванович. Исследование и разработка методов и средств автоматизации построения обучающих курсов в диалоговых системах на базе ЭВМ : ил РГБ ОД 61:85-5/1802

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА I. Современное состояние и перспективы развития АОС 10

1.1. Проблемы и тенденции применения ЭВМ для обучения 10

1.2. Анализ АОС с позиций обучающего 12

1.3. Анализ АОС с позиций обучаемого 25

1.4. Выводы и постановка задач по диссертации 32

ГЛАВА 2. Формализованное представление автоматизированных, обучающих курсов 35

2.1. Учение и обучение как процедуры решения задач 36

2.2. Классификация операторов и процедур решающих систем 39

2.3. Математическая модель обучающего курса 42

2.4. Вспомогательные задачи автоматизированного обучения 48

2.5. Выгоды 50

ГЛАВА 3. Разработка типовых структур и алгоритмов построения обучающих курсов 52

3.1. Типовые составляющие блоки АОК 52

3.2. Формализованная процедура диалога при автоматизированном обучении 63

3.3. Типовые алгоритмы и средства для построения фрагментов обучающих курсов 70

3.4. Выводы 76

ГЛАВА 4. Реализация макросредств автоматизации построения АОК 78

4.1. Общие сведения о базовой системе 78

4.2. Макросистема как средство генерации АОК 82

4.3. Типовые макроопределения для структурной организации обучающих курсов 83

4.4. Особенности реализации макроопределений для формирования учебного материала 92

4.5. Расширение языка описания курсов 94

4.6. Технологическая схема реализации АОК с использованием разработанных макросредств 98

4.7. Экспериментальное исследование и анализ эффективности разработанных средств 104

4.8. Выводы . 107

Заключение 109

Литература 111

Приложения 120

Введение к работе

Современный научно-технический прогресс характеризуется развитием и широким внедрением в повседневную жизнь человечества систем и средств обработки информации, использующих вычислительную технику. В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года среди важнейших проблем в -области естественных и технических наук намечено "совершенствование вычислительной техники, ее элементной базы и математического обеспечения, средств и систем сбора, передачи и обработки информации" /47/,

Вычислительные машины, обладающие большой памятью, высоким быстродействием, гибким программным управлением и диалоговым режимом работы, открывают широкие возможности для создания средств и систем управления процессами, трудно поддающимися алгоритмиза ции.

В настоящее время разработано много разнообразных систем управления различными процессами во всех областях человеческой деятельности. Наиболее сложными для управления являются те процессы, где человек выступает в роли объекта управления. Здесь приходится учитывать помимо общих закономерностей процесса еще и психологические и физиологические особенности человека. Одним из примеров такого процесса является процесс автоматизированного обучения.

В связи с непрерывным ростом объема информации, необходимой современному квалифицированному специалисту, и с ростом потребности в непрерывной подготовке и переподготовке кадров для народного хозяйства возникла необходимость в новых эффективных средствах обучения. В Постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 12 июля 1979 года /45/ отмечается необходи-

мость интенсивной разработки, опробования и внедрения новых форм, методов и средств подготовки специалистов.

Один из путей повышения эффективности и качества обучения - активное использование автоматизированных обучающих систем (АОС), в которых должен отразиться весь педагогический опыт, накопленный человечеством, последние достижения кибернетики, инженерной психологии, математической логики. Эффективность функционирования такой системы определяется комплексом средств, в которые входят учебно-методические и психолого-педагогические факторы, формирующие и регламентирующие процесс обучения. И только при наличии взаимосвязи между отдельными сторонами единого учебного процесса возможно органическое соединение комплекса технических средств, наборов информационных данных и обучаемых в единую человеко-машинную систему.

"Внедрение АОС - это принципиально новое направление в индустриализации системы высшего образования" /54/. АОС могут быть использованы практически во всех видах учебной работы. Разумеется, что они не подменяют преподавателя, они являются средством в его руках, позволяющим активно влиять на работу каждого обучаемого.

В конце 60-х годов господствовало общее мнение, что через несколько лет ЗВіМ смогут превзойти, а потом и заменить человека в процессе обучения подрастающего поколения. Эти надежды не оправдались. Теперь задача формулируется так: необходимо поддерживать, расширять и дополнять с помощью ЭВМ познавательные способности человека, а не стремиться заменить человека машиной.

Автоматизированные обучающие системы широкого назначения в настоящее время создаются практически во всех развитых странах мира, обладающих необходимыми научно-техническими воз-

можностями - высоким уровнем развития средств вычислительной техники и связи. Актуальность использования автоматизированного обучения для подготовки не только пользователей ЭВМ, но и студентов вузов и техникумов, учащихся средних школ и профессионально-технических училищ подтверждает как зарубежный, так и отечественный опыт. Существенные трудности, с которыми постоянно сталкиваются преподаватели, связаны со специфическими проблемами современного образования, к которым относятся рост числа учебных целей и заданий, а в связи с этим и затрат времени, физической и интеллектуальной энергии на обучением

В /39/ отмечается, что главным фактором, определяющим затраты времени преподавателем, является контроль и управление каждым обучаемым, оценка его уровня знаний. От преподавателя требуется выполнение определенных профессиональных процедур при работе с обучаемыми, таких как диагностирование, информирование, моделирование, наблюдение, оценка, критика, разбор, советы и т.п. При автоматизированном обучении часть этой работы выполняет обучающая система, что позволяет преподавателю больше внимания уделять творческим аспектам обучения.

В /16/ к достоинствам АОС добавляют высокую эффективность подготовки специалистов за счет повышения индивидуализации обучения, возможности управления познавательным процессом по гибкой, адаптирующейся к характеристикам обучаемых программе, применения прогрессивных форм самостоятельной работы, наконец, предоставления различного рода услуг, присущих средствам вычислительной техники.

Современные АОС являются сложным инструментом управления процессом обучения. Для овладения им преподаватели должны затратить определенное время и труд, необходимо знать возможности АОС, их особенности, области применения. Программное обеспечение

АОС становится все более сложным, и его возможности часто не понимаются, не используются или используются неверно. Различные предметные области имеют различные характеристики, которые могут влиять на организацию данных учебного назначения АОС, Поэтому в качестве предмета исследований выбрана технология реализации автоматизированных обучающих курсов (АОК), являющихся основой баз данных учебного назначения АОС.

Целью работы является разработка принципов, методов и программно-технологических средств построения АОК, обеспечивающих высокую производительность труда авторов курсов и достаточно высокое качество их продукции, особенно в условиях широкого применения АОС и массового привлечения в эту сферу непрофессиональных пользователей - авторов АОК.

В соответствии с целью диссертации основная задача исследования состоит в следующем. На основе эффективной теории диалогового взаимодействия человека и ЭВМ разработать теоретические основы построения, алгоритмы и программы для реализации технологии проектирования и создания обучающих курсов.

Методологическую основу исследований составляют основные положения задачного подхода к исследованию взаимодействия человека и ЭВМ, логики предикатов, а также основные положения и методы построения сложных информационных систем. По результатам исследований созданы унифицированные инструментальные средства для генерации обучающих курсов на базе типовой АОС.

Научная новизна состоит в том, что на основе формализованных моделей учения и обучения, представляемых как процедуры решения задач определенного вида, выделены основные структурные единицы в алгоритмах автоматизированного обучения и предложены специальные макросредства для их реализации.

Внедрение в практику обучения ноеой техники, как и всякое

открытие, должно пройти три стадии:

  1. новое используется, чтобы делать то, что делалось и раньше, но другим способом;

  2. новое используется для того, чтобы делать новое и по-новому ;

  3. изменяется сам образ мышления с учетом нового открытия.

Относительно АОС можно утверждать, что они в своем развитии прошли первую и частично вторую стадии их воздействия на общественное мнение. Несмотря на то, что изучены далеко не все возможности АОС как интерактивных систем, они уже оказывают влияние'на учебный процесс и изменение содержания и форм обучения /44/. В настоящее время в вузах страны широко внедряются различные отечественные АОС. Ряд систем продолжает развиваться применительно к специфике учебного процесса в высшей школе совместными усилиями Института кибернетики АН УССР, научно-исследовательского института проблем высшей школы и ряда вузов в соответствии с Программой ГКНТ СССР 0.80.10 на I98I-I985 годы. В рамках этой программы выполнялась и данная работа. Задания, определяемые указанной выше программой, включены также в Государственный план экономического и социального развития УССР на 1982 год и республиканскую целевую комплексную программу РН.Ц.008 на 1981-85 гг.

Диссертация состоит из четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.

В первой главе на основе анализа существующих автоматизированных обучающих систем и режимов работы их пользователей определяются основные направления исследований и разработок в данной области, уточняются основные задачи диссертации.

Во второй главе на основе "задачного" подхода к описанию процедур решения задач человеком и искусственными системами

9 классифицируются операторы и процедуры решающих систем, разрабатывается математическая модель обучающих курсов, определяются основные и вспомогательные задачи автоматизированного обучения.

Третья глава посвящена разработке типовых средств для генерации диалоговых фрагментов обучающих программ. Для этого из формализованной процедуры диалога при автоматизированном обучении выведены частные схемы обмена сообщениями, положенные в основу типовых алгоритмов для генерации обучающих программ.

В четвертой главе описана реализация типовых процедур и типовых алгоритмов на базе макропроцессора системы программирования обучающих курсов для вузов. Описывается технологическая схема реализации обучающей программы с использованием разработанных средств, проводится экспериментальное исследование эффективности разработанных средств.

В приложениях приводится набор бланков для подготовки учебного материала вне ЭВМ к генерации и текст макроопределений на языке описания курсов, положенных в основу системной библиотеки типовых процедур обучающих программ.

Анализ АОС с позиций обучающего

Неуклонный рост парка вычислительной техники и снижение ее стоимости ведет к устранению одного из главных факторов, ограничивавших широкое использование АОС: стоимость машинного обучения уменьшается по сравнению с традиционными аудиторными его формами при увеличении эффективности первых. Теперь на пути экспериментаторов и исследователей встала другая проблема -возможности обучающих программ, их педагогическая и информационная эффективность.

Подготовка обучающей программы по праву считается творческой и сложной работой. В /10/ отмечается, что автор обучающего курса ломимо таких навыков, характерных для преподавателя, как: - уметь хорошо излагать учебный материал, - формулировать общие и конкретные цели обучения, - знать предметную область, должен знать.и уметь использовать возможности АОС в плане реализации методов, методик и форм автоматизированного обучения. Ведь обучающий курс одновременно информирует учащегося, учит его определенному виду деятельности, управляет правильным овладением этой деятельностью, стимулирует интерес учащегося и осуществляет контроль за обучением. Для построения обучающих программ используются универсальные алгоритмические языки и проблемно-ориентированные языки автора. В обоих случаях автор должен предусмотреть операторы, выполняющие следующие действия: предъявление обучаемому информации, контроль и анализ ответов обучаемого, переходы, характерные для каждого ответа. Типичным представителем языка автора является язык описания курсов СПОК /З/. В языке заложены широкие возможности для построения гибких разветвляющихся обучающих программ. Переход в программах может выполняться как по результатам анализа ответа, названный в /80/ неявным разветвлением, так и с учетом других факторов, формирующих статистику обучения (время, затраченное на ответ, количество неправильных ответов и т.п.). Язык дает широкие возможности для авторов, но в то же время требует от них а) знание и правильное использование методов, методик и формы обучения в соответствии с целями и содержанием обучения; б) умение программировать курс с использованием языка ба зовой системы. Эти требования особенно затрудняют привлечение новых пользователей АОС - непрофессионалов в области программирования. Другая известная отечественная система автоматизированного обучения САДКО /29/ предназначена для повышения эффективности и производительности труда преподавателей в процессе обучения при проведении групповых занятий с использованием ЭВМ как обучающей, регистрирующей и контролирующей машины. Для обучения каждой конкретной дисциплине преподавателю (автору обучающего курса) предлагается создать свою грамматику входного языка или воспользоваться уже имеющейся в системе грамматикой. Это требует от преподавателя знания форм и методов построения синтаксического анализатора. С методологической точки зрения в системе не раскрыты и не обоснованы методики и структуры алгоритмов обучения. Это затрудняет привлечение к использованию автоматизированного обучения новых преподавателей - непрофессиональных пользователей.

Экспериментальная вычислительная обучающая система (ЭВОС) предназначена для проведения экспериментов в области теории и методики обучения /I/. При построении системы были выдвинуты следующие основные требования: - обучающая программа не должна зависеть от содержания учебного предмета; - комплекс программ должен допускать перестройку и дополнение отдельных своих частей без изменения системы в целом; - математическое обеспечение системы должно включать средства накопления и обработки экспериментальной информации истории обучения. У Первое требование реализуется с помощью таблиц, по которым производится управление процессом обучения. Эти таблицы неизменны в пределах одной методики обучения. Для автоматизации процесса составления таблиц и ввода материала курса созданы вспомогательные программы. Преподаватель при изложении учебного материала должен строго придерживаться заданной в таблице методики обучения или создавать новую таблицу. Основным недостатком ЭВОС является то, что она задумана и реализована как экспериментальная и не может быть широко использована на ЭВМ третьего поколения с серийными комплексами терминального оборудования.

Опыт, накопленный при создании и эксплуатации ЭВОС, использован для разработки автоматизированной телевизионной обучающей системы (АТОС), которая работает на базе ЭВМ третьего поколения и удовлетворяет основным требованиям к типовой АОС для вузов.

Взаимодействие пользователей, а их четыре группы: авторы учебного материала, обучаемые, преподаватели, сопроводители,-с системой ЭКСТЕРН /49/ осуществляется посредством управляющего языка, авторского языка, языка редактирования, языка описания данных, языка запросов. Пользователи формулируют указания системе о характере их работы с помощью управляющего языка. Авторский язык служит для определения учебного материала. На этом языке описываются курсы обучения, тесты и сп авочные данные. Язык редактирования служит для изменения учебного материала. Язык описания данных используется для «формального определения структур данных в системе ЭКСТЕРН. Язык запросов служит для получения пользователем справочного материала, сведений о процессе обучения и других данных. Гибкий язык автора требует знаний методов и способов построения обучающих курсов, а это затрудняет использование системы авторами-непрофессионалами в области программирования.

Учение и обучение как процедуры решения задач

Под взаимодействием человека с ЭВМ понимается /55/ не только работа на вычислительной машине, связанная с решением задачи и воздействием на процессы выполнения программ, но и весь комплекс работ, выполняемых человеком по обеспечению применения данной ЭВМ для решения тех или иных задач и любой другой работы, связанной с вычислениями. Таким образом, можно говорить об активной и пассивной формах взаимодействия, т.е. об активном или пассивном участии человека в решении задач на ЭВМ. Активная форма взаимодействия - участие человека в решении задач на ЭВМ на этапах собственно решения, а пассивная форда - весь цикл работ по подготовке задач для постановки их на ЭВМ. Разработка автоматизированного обучающего курса включает в себя обе формы взаимодействия. Причем организационная и методическая работа, выполняемая во время пассивной формы взаимодействия на этапах отбора и предварительной подготовки учебного материала, планирования и проектирования состава и структуры курса влияет как на объем работ в активной форме, так и на качество и эффективность конечного продукта.

Автоматизированный обучающий курс - комплексная прикладная программа, содержащая набор учебных данных, отображающих состояние объектов, их свойств и отношений в определенной предметной области, и алгоритм управления познавательной деятельностью обучаемого в этом наборе.

Проектирование программ упрощается, если выделенные части достаточно независимы и закончены. Независимость блоков и частей программы определяется сложностью и многочисленностью связей с другими блоками и частями /64/. Для обучающих программ и их частей законченность определяется способностью обеспечить необходимый уровень знаний и умений обучаемого в выбранной предметной области (ПО). Познаваемость программы (системы) существенно облегчается, если выделенные ее части функциональны, т.е. каждая обеспечивает реализацию некоторой содержательно самостоятельной функции.

Таким образом, для сокращения взаимных связей между отдельными частями и блоками обучающей системы предстоит выделить основные функциональные элементы, определить их назначение и цели в решении общей задачи обучения.

В настоящей работе ограничимся рассмотрением диалоговых человеко-машинных систем, в которых преследуется цель совершенствования знаний и умений партнера ( Ц0б) за счет знаний и умений ЭВМ, накопленных в обучающей программе. Обозначим процедуру обучения через JLps » а ее модель -обучающую программу - через JL.06 . Здесь и в дальнейшем изложении (звездочка) - символ модели. В диалоговых обучающих системах важной проблемой является организация управления взаимодействием обучаемого с его набором целей и обучающей системой с ее набором обучающих алгоритмов и программ на основе эффективного представления в памяти ЭВМ знаний о внешнем мире и и модели знаний обучаемого иЧп /16/. В /16/ указано, что одним из условий диалогового взаимодействия между двумя решающими системами может быть выполнение одним из партнеров операций и процедур, направленных на усовершенствование знаний или умений другого партнера. Там же предложено автоматизированное, обучение рассматривать как случай обучения решающей системы rij (учащийся) тому, что знает и умеет система гік (область научного познания) неким посредником РСІ - профессиональным учителем или универсальной обучающей системой, В соответствии с общей идеей представления процессов взаимодействия в виде процедур решения разного рода задач будем рассматривать учение как процедуру перевода компонентов знаний из разряда неизвестных для rij в разряд известных. В процессе учения rij должна "убедиться" в том, что неизвестный объект действительно стал для нее известным. Отсюда будем рассматривать учение rij как процедуру решения познавательной задачи (ЗП) и связанной с ней задачи контроля (или самоконтроля) полученных знаний (ЗКЗ), отнесенных к обучаемой системе rLj . Познавательной задачей назовем задачу перевода текущего (актуального) состояния знаний иш в требуемое на основе анализа подмножества объектов, входящих в состав модели предметной области решающей системы, к которой отнесена задача. Задачей контроля знаний и умений будем называть такую задачу, которая устанавливает некоторое отношение М между контролируемыми знаниями обучаемого [Jam и эталонными.

Формализованная процедура диалога при автоматизированном обучении

Результат решения ПЗКІ не зависит от адреса обучаемого в конкретном месте АОК, накопленной статистики обучения и выполняется системными либо типовыми для всех курсов средствами, подготовленными системным программистом. ,Пля автора АОК особый интерес и определенную трудность представляют средства для организации решения ЇЇЗК2, которым и будет посвящена оставшаяся часть данного раздела.

Из формализованной процедуры видно, что каждый ответ обучаемого обязательно комментируется и, что некоторые ответы могут привести к образованию циклов в диалоге. Поэтому в программах, реализующих процедуру, должны быть введены ограничения на количество повторений одной и той же ветви.

Важная особенность результата решения ПЗК2 состоит в том, что все возможные ответы обучаемого подразделяются на три категории: правильные, неправильные, непредполагаемые. Такой подход к классификации ответов обучаемого позволяет существенно повысить гибкость (адаптивность) обучающей программы, т.к. каждое сообщение автора на неправильный ответ, выбираемый машиной на основе выполнения процедуры диагноза, можно рассматривать как целенаправленную помощь обучаемому, обеспечивающую взаимную адаптацию обучаемого и программы. Характер комментариев автора на каждый очередной по счету непредполагаемый ответ обучаемого может быть различным с тем, чтобы это служило дополнительным побуждением к размышлениям и поиску правильного ответа на поставленный вопрос. Так, сообщения на непредполагаемый ответ выдаются последовательно к каждому ответу. Когда количество таких ответов превысит количество текстов автора, то обучаемому следует выдать текст с правильным решением, а ответ обучаемого считать неправильным.

Б случае Смс -1 и реализуется процедура изложения обучаемому материала в виде информационной порции (Ш). В качестве целесообразно и удобно выделить объем информации, соответствующий одному кадру дисплея. В частности, для терминального комплекса ЕС-7906 может быть использован унифицированный Бланк I (Приложение I).

В настоящее время в практике программированного обучения достаточно широко используются различного рода специальные приборы и устройства для контроля знаний. Обобщенная модель организации вопросов и анализа ответов, типичная для таких приборов и устройств, послужила основой для разработки унифицированного Бланка 2 (Приложение I). Такой бланк может быть использован для построения разветвленных обучающих программ, когда обучаемому представляется возможность самостоятельно выбрать интересующую его тему для изучения автор получает возможность определить лишь тип правильного ответа (отрицательный или утвердительный). Ясно, что диалог, реализованный с помощью такого бланка, обладает низкой адаптивностью, а для ее повышения необходимо дифференцировать реакции обучающего курса на различные ответы обучаемого.

Запрос помощи разрешается обучаемому сразу после получения вопроса либо после комментариев на неудачные попытки ответить на поставленный вопрос. С дидактической точки зрения характер помощи должен быть всегда таким, чтобы сообщение автора побуждало обучаемого к размышлениям и направляло его на верный путь, а не просто подсказывало правильный ответ. Желательно также предусмотреть не одно, а несколько различных по содержанию сообщений автора на возможные запросы о помощи на различные ответы обучаемого. Получив помощь, обучаемый возвращается к точке РЕс ввода ответа. Соответствующая логика выбора того или иного сообщения должна быть заложена в обучающую программу. Процедура на ЯФ такого выбора приведена на рис. 3.10.

Бланк 3 (см. Приложение I), реализующий последнюю блок-схему, позволяет автору курса сформировать и занести в программу свои модели правильных и неправильных ответов для данной /70/ 1 . С помощью Бланка 3 автор может подготовить и занести по одному сообщению к соответствующим ответам обучаемого, сформировать до двух текстов помощи для данной ПЗУц . Автор может подготовить два сообщения для непредполагаемых ответов обучаемого. На рис. 3.10 не отражено накопление статистики обучения и выбор различных текстов с помощью анализа статистических данных.

При подготовке Г/ЗУц і автор может предусмотреть несколько характерных неправильных ответов, вызванных типичными ошибками при решении 3/Jiii . Бланк 4 позволяет автору занести до пяти моделей неправильных ответов обучаемого и соответствующих им сообщений автора. В остальном Бланк 4 не отличается от предыдущего.

Бланк 4 (см. Приложение I) можно использовать для пошаговой передачи задачи /Z%4 -, если в качестве моделей неправильных ответов использовать промежуточные результаты решения конкретной задачи, а сообщения обучающей системы к этим ответам использовать для постановки обучаемому следующего шага задачи. Конечные результаты решения задачи должны быть представлены в виде набора моделей в строке правильный ответ.

Типовые макроопределения для структурной организации обучающих курсов

Макропроцессор СПОК-ВУЗ является важным компонентом, который обеспечивает системе большие преимущества среди других обучающих систем. Макропроцессор открывает широкие возможности для /7/: - расширения базового языка программирования с целью сделать его более удобным для своих частных применений; - трансляции с языка более высокого уровня на язык менее высокого уровня; - генерации программы или вообще для генерации любого фрагмента текста; - систематической коррекции программ. Описанные в главе 3 набор типовых блоков АОК и набор бланков повышают уровень входного языка системы, т.е. приближают базовый язык для подготовки обучающих курсов к естественному. А с повышением уровня входного языка возрастает сложность компилятора, что увеличивает объем памяти для хранения готовой программы и время компиляции /31/. Поэтому основой для конкретной реализации предложенных средств выбрана макросистема СПОК-ВУЗ. Получается двуступенчатая схема подготовки обучающей программы (рис. 4.2), которая одновременно обеспечивает гибкость при распределении ресурсов выполнения программы и эффективность ее подготовки. Для облегчения труда по созданию и отладке макроопределений создана системная библиотека типовых макроопределений, доступная всем АВТОРАМ,- библиотечный курс MACRO . Каждый АВТОР может создать свои программы, реализующие частные схемы и алгоритмы обучения, а соответствующие им макроопределения поместить в личную библиотеку. С бланков учебные задания вместе со вспомогательной информацией вводятся в обучающий курс в виде макровызывагощих операторов, содержащих в параметрах конкретные данные для генерации. Процесс макрообработки инициируется посредством операторов генерации. Макрообработка - это создание из текста макровызова текста программы на базовом языке. Макропроцессор СПОК-ВУЗ имеет свой собственный язык программирования, с помощью которого организуются макроопределения и который служит для определения и преобразования объектов периода генерации /57/. Наличие оператора условного перехода в период генерации позволяет строить разнообразные и гибкие конструкции на ЯОК из сравнительно небольшого набора макроопределений. Типовые макроопределения для структурной организации обучающих курсов АВТОРУ АОК, помимо определения частных целей обучения, вы-5ора необходимых для достижения поставленных целей методик автомагазированного обучения и разработки соответствующего учебного материала, обязательно приходится решать вопросы общего проектирования состава и содержания курса, то есть определения его структурной организации. Основными из этих вопросов являются следующие: - разработка общей схемы построения курса, то есть его остова (состав и назначение основных структурных элементов, взаимосвязи и взаимодействие между ними); - уточнение структуры учебных, тестовых и справочных элементов курса; - выявление характерных режимов работы обучаемого с курсом и согласование их с выбранными частными алгоритмами обучения; - определение и унификация реакций обучающей системы в типичных ситуациях. Решение указанных вопросов обеспечивает целостность и законченность курса, то есть его эффективность. Эти качества не могут быть достигнуты, если не уделить должное внимание общей структуре и составу курса. Предварительное проектирование структуры АОК из выделенных типовых блоков вовсе не означает стремления установить для него некоторую жесткую форму, в которую автор обязан вложить раз и навсегда определенное содержание: структура является гибкой и открытой, то есть допускающей достаточно широкие возможности для варьирования форм представления материала и логики работы с ним, а также для внесения в последующем необходимых корректив и дополнений. Условимся в дальнейшем для используемых средств макросистемы употреблять термин макрос. Разработанные макросы организуют статические связи в учебном материале курса. Макровызывающие операторы представлены вне ЭВМ на стандартных бланках, которые задают требуемые для генерации режимы и параметры (аргументы). Подробное руководство по использованию бланков приведено в /52/. В курсе rlAlKU разработаны и могут использоваться в рамках СПОК-ВУЗ следующие макросы для структурной организации АОК: - КУРС: генерация остова курса, различных вспомогательных и обслуживающих режимов и реакций системы; - РАЗДЕЛ: генерация остова раздела; - АТТЕСТ: генерация остова тестов для итогового и промежуточного контроля знаний.

Похожие диссертации на Исследование и разработка методов и средств автоматизации построения обучающих курсов в диалоговых системах на базе ЭВМ