CC BY
42
УДК: 004.51:37-053.2
АДАПТАЦИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ КАК СРЕДСТВО ПЕРСОНАЛИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОННЫХ ИЗДАНИЙ УЧЕБНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Малютин Даниил Юрьевич
аспирант кафедры автоматизации печатных процессов Московский государственный университет печати имени Ивана Федорова 127550 Россия, г. Москва, ул. Прянишникова, д. 2А danielmalutin@mail.ru
Аннотация. Электронный учебник как элемент электронного образовательного пространства ставит своей задачей доступное представление образовательной информации. Однако данная информация является статичной. Персонализированный электронный учебник, построенный на адаптивной автоматизированной обучающей системе, решает проблему статичности информации. Как результат, возможность организации обучения по индивидуальной учебной траектории.
Ключевые слова: электронный учебник, адаптивное электронное образование, статичная информация, модель обучаемого, учебная траектория.
Отличительной чертой современного этапа развития электронного образовательного пространства России является качественная модернизация всех основных ее компонентов. Основываясь на опыте последних лет крупных российских издательств, можно наблюдать тенденцию внедрения информационных образовательных систем на фоне роста влияния глобальной сети Интернет и общей доступности современных компьютерных устройств, обеспечивающих повсеместный и самое главное быстрый доступ к учебной информации. Также с вступлением в силу Приказа от 5 сентября 2013 г. № 1047 Министерства образования и науки Российской Федерации, который обязал наряду с печатной версией учебника иметь его электронную версию. Данная электронная версия и является электронным изданием учебного назначения, представляющим собой аутентичную копию печатного учебника. Под аутентичной копией подразумевается сохранение структуры представления текстово-изобразительной информации и художественного оформления совместно с добавлением дополнительных опциональных возможностей (навигация, поиск, масштабирование и т.д.).
Данные электронные издания успешно решают образовательную задачу с точки зрения доступности информации. Однако материал, представленный в такой учебной литературе, по прежнему остается статичным (неизменяемым) в зависимости от определенных внешних факторов. Под внешними факторами подразумеваются различные параметры моделей обучаемого.
Таким образом, остается не решенной задача адаптации контента электронного учебника под особенности подготовки и усвоения обучаемым учебной программы.
Для решения данной проблемы целесообразно для начала проанализировать существующие учебные электронные издания, а точнее процесс их создания, с
целью построения технологической карты и нахождения мест для внедрения адаптационного механизма.
Для этого были рассмотрены электронные образовательные проекты, реализованные двумя крупными российскими издательствами (ИД «Дрофа» и ИД «Просвещение»), специализирующимися на выпуске преимущественно учебной литературы. Сразу стоит отметить тот, факт, что в обоих случаях участвуют партнерские организации, которые обеспечивают техническую реализацию данных изданий. Под технической реализацией понимается сборка из уже имеющихся учебных материалов, адаптация под электронный вид, интеграция под платформы мобильных устройств, распространение и техническая поддержка.
На данном этапе было выявлено два основных типа электронных изданий учебного назначения. Первый — это приложение, которое устанавливается либо на настольный ПК, либо на мобильное устройство (планшет, смартфон и т.д.). Сейчас приложение для планшетных ПК выпускается разработчиками для трех основных операционных систем: Android, Windows, iOS. Что касается десктопных, или настольных, компьютеров, то это ОС Windows 7 и 8, а также Macintosh.
Второй тип ЭУ — web-версия. Под ней подразумевается учебное пособие, которое доступно при активном интернет-соединении через любой браузер, который по умолчанию установлен на всех операционных системах как мобильных, так и настольных [1].
На основе данных, представленных техническими специалистами ИД «Дрофа», задействованными в процессе создания электронных учебных материалов, была создана технологическая карта (рис. 1).
Большим достоинством электронных изданий издательства «Дрофа» является автоматизированный алгоритм их создания. По сути, половина работ по разработке электронной версии выполняется верстальщиками, которые готовят печатный учебник в программе Adobe InDesign. Когда подготовлен макетпечатной версии
учебника, в программе верстки происходит выгрузка файла с каскадными стилями (CSS) для электронной версии. Выгрузка происходит за счет инициализации специального скрипта, который разработан в издательстве. В итоге получается единообразное оформление и печатной, и электронной версий учебника. Финальные работы над ЭУ заключаются в верстке, добавлении интерактивного контента и элементов интерфейса. Данную работу выполняют верстальщики и программисты.
Техническая реализация электронных учебников издательства «Дрофа» — это набор HTML-файлов с
подключенными CSS-стилями и JS-скриптами. Адаптацию под различные разрешения экрана гарантирует использование сеточной структуры на базе фремворка Twitter Bootstrap [2].
Таким образом, можно констатировать статичность учебно-методического контента электронного издания. Система представляет собой структурированную электронную книгу, которая не изменяется в зависимости от того, насколько эффективно обучаемый усваивает размещенную в них информацию.
Рис. 1. Технологическая карта создания электронного учебника
С целью повышения результативности адаптационного механизма в электронном издании учебного назначения необходимо внедрять инструментальные среды, которые способны извлекать информацию, необходимую для проектирования индивидуальной учебной траектории. Данный процесс должен сопровождаться обращением к общей базе знаний, содержащей данные о типовых элементах образовательных
систем, что позволит вносить корректировки, которые будут оперативно отражаться на формировании учебного контента в целом.
В работе [3] автор предлагает представить адаптивную автоматизированную обучающую систему управления учебным материалом в виде следующего кортежа:
X = (О, М, I, Е, К, I, ¥},
где О — гипотеза обучения (стандарт, «планка обу-ченности»), М — адаптивная модель обучаемых или множество их категорий (определяемых психофизиологическими, личностными, когнитивными особенностями), I — множество, база знаний курса, Е — дидактические единицы курса, К — множество компонентов обучения, точнее множество их соответствий дидактическим единицам, множеству Е, I — множество интерфейсов, используемых для доставки учебного материала (обучения), Е — алгоритм (алгоритмы) реализации адаптивной индивидуальной учебной траектории и интерфейса для нее, алгоритм выбора оптимального (рационального, локально-оптимального) пути к наиболее подходящей для обучаемого информации из общей базы знаний [4].
В общем виде процесс управления обучением можно описать следующей последовательностью действий. На вход системы обучения подается цель обучения (программа обучения). На ее основании формируется некото-
рая структурная (дидактическая) единица учебного материала. Обучаемый изучает полученную информацию и проходит тестирование знаний в режиме обратной связи, на базе которого формируется результат обучения. Система сравнивает результат обучения с целью обучения и передает информацию в устройство управления для дальнейшего формирования процесса обучения.
Авторы статьи [5] предлагают более развернутый вариант адаптивной автоматизированной обучающей системы управления учебным материалом, который основывается на использовании автономных программируемых электронных учебных модулей, выступающими в роли обучающих агентов (рис. 2). Декомпозированная до уровня логически завершенных и неделимых единиц различного вида (текст, гипертекст, рисунок, мультимедиа) учебно-методическая информация (УМИ) представляется в виде объектов и хранится в таблицах реляционной базы данных.
ППС Предпочтения обучаемого Инженер курса Система электронного обучения
Рис. 2. Контекстная диаграмма процесса компоновки учебных модулей
Такой подход обладает рядом преимуществ. Структура объекта способна проиллюстрировать глубоко структурированные данные УМИ и хранить их в БД. Сборка образовательного контента из фрагментов позволяет значительно упростить процесс подготовки учебного материала. Объекты упрощают взаимодействие с различными технологиями и приложениями, что облегчает web-разработку при создании учебных модулей. Они также позволяют применять шаблоны для сборки и последующей компиляции учебного модуля.
Организация обучающего материала по схеме, представленной выше, дает возможность создания гибкой персонализированной системы на основе работы человека и компьютера в режиме обратной связи. Для организации такого взаимодействия система получает некоторые сведения об обучающемся. Таким образом, не менее
важным является выражение этих сведений в исчисляемом формате с целью сравнения и использования для формировании образовательного контента.
Также приоритетным является рассмотрение модели обучаемого, так как его психофизиологические особенности играют существенную роль в процессе построения индивидуальной образовательной траектории. В табл. 1 приведены показатели обучаемого, имеющего один из типов темперамента. Каждый тип темперамента обладает специфическими показателями, характеризующими обучаемого с точки зрения организации процесса обучения. Соответственно, данные параметры используются для первоначальной настройки модели обучаемого, которые в дальнейшем модифицируются в зависимости от реакции обучаемого на то или иное воздействие [6].
Таблица 1. Показатели обучения в зависимости от типа темперамента
Темперамент / Показатель Холерик Меланхолик Сангвиник Флегматик
Обучаемость Поверхностная Углубленная Структурированная Педантичная
Внимание Рассеянное Сосредоточенное Переключаемое Зацикленное
Усвоение информации Частичное Полное Частичное Полное
Скорость восприятия информации Быстрая Медленная Средняя Постепенная
Вид работ Разнообразная Монотонная Разнообразная Монотонная
Подача информации Эмоционально-подкрепленная Детальная Блочно-структурированная Четкая
Степень включаемости Мгновенная Ситуационная Постепенная Замедленная
Математическая модель должна учитывать показатели, связанные как непосредственно с процессом обучения, так и с психофизиологическими особенностями обучаемых. Подобная организация модели позволяет формировать адекватные управляющие воздействия, наиболее эффективные для каждого обучаемого.
В итоге автоматизированная система управления обучением должна формировать управляющие решения, основываясь на четырех моделях:
• модель предметной области, представленная в виде графа связности;
• модель обучаемого, отражающая индивидуальные особенности и результаты обучения;
• модель процесса адаптивного тестирования, использующая технологию ступенчатого выявления знаний;
• модель адаптивного программного обучения, управляющая продвижением обучаемого по учебно-методическому материалу [4].
Внедрение адаптивного механизма управления контентом электронных образовательных изданий позволит в максимальной мере учесть личностные особенности в ходе образовательного процесса за счет измерения и оценки объективных параметров, свойственных каждому обучаемому. Как следствие, это повысит эффективность обучения за счет сокращения временных затрат и обеспечит наилучшую подачу материала в зависимости от субъективных особенностей обучаемого.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Малютин Д.Ю. Электронные учебники — от идеи к работающему прототипу // Известия высших учебных заведений. Проблемы полиграфии и издательского дела. — 2016. — № 2. — С. 27-39.
2. Малютин Д.Ю. Электронные учебники — от идеи к работающему прототипу // Вестник БГПУ. — 2015. — № 3. — С. 73-88.
3. Шана М.А. Автоматизированная информационная система адаптивного обучения на основе компе-тентностного подхода: дис. ... канд. техн. наук. — Нальчик. 2014. — С. 27-39.
4. Ломакин В.В., Асадуллаев Р.Г. Организация ин-тел-лектуального управления индивидуальными образовательными траекториями // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Экономика. Информатика. — 2013.
— № 22-1 (165). — С. 167-173.
5. Кабальнов Ю.С. Организация обучения в гетерогенных информационно-обучающих средах на основе автономных программируемых учебных модулей // Вестник УГАТУ. Управление, ВТиИ. — 2007. — № 4 (22). — С. 68-76.
6. Асадуллаев Р.Г. Адаптивные системы управления обу-чением как инструмент повышения эффективности профессионального образования // Межрегиональная научно-практическая конференция «Актуальные проблемы прикладной информатики в образовании, экономике, государственном и муниципальном управлении». — Барнаул: Алтайский государственный университет.
— 2013. [Электронный ресурс] — URL: http://www.econ.asu.ru/pdf/Programma_PIEGMU/as adullaev.pdf (дата обращения: 16.08.16).
7. Popov D.I. Adaptive Testing Algorithm Based on Fuzzy Logic // International Journal of Advanced Studies. — 2013. — Т. 3. № 4. — С. 23-27.
8. Попов Д.И., Лазарева О.Ю. Нечеткая оверлейная модель учащегося в интеллектуальной обучающей системе // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. — 2015. — № 213 (3). — С. 141-148.
9. Попов Д.И. Модель адаптивного тестирования для автоматизированной системы аттестации персонала // Известия высших учебных заведений. Проблемы полиграфии и издательского дела. — 2006. — № 4. — С. 104-109.
ADAPTIVE TOOLS LIKE A METHOD FOR PERSONALIZATION OF ELECTRONIC TUTORIALS
Daniil Jurevich Malutin
Moscow State University of Printing Arts 127550 Russia, Moscow, Pryanishnikova st., 2А
Annotation. Electronic tutorial as a part of electronic educational space has aim to make educational information more accessible. However, this information is static. Personalized electronic tutorial using an adaptive automated learning system solves the problem of static information. As a result, the possibility of organizing the learning process according an individual educational path.
Keywords: electronic tutorial, adaptive e-learning, static information, learner's model, educational path.
