CC BY
24
Scientific journal PHYSICAL AND MATHEMATICAL EDUCATION
Has been issued since 2013.
Науковий журнал Ф1ЗИКО-МАТЕМАТИЧНА ОСВ1ТА
Видасться з 2013.
http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/
Нерода Т.В. 1нформа^йно-кому^ка^йна mехнологiя автоматизованого компонування засоб'в контролю знань //Ф'вико-математична осв'та : науковий журнал. - 2016. - Випуск 2(8). - С. 79-85.
Neroda T. Information-communication technology of the automized configuration of the control means of knowledge // Physics and Mathematics Education : scientific journal. - 2016. - Issue 2(8). - Р. 79-85.
УДК 004.651.54+371.263
Т.В. Нерода
УкраУнська академя друкарства, УкраУна
1НФОРМАЦ1ЙНО-КОМУН1КАЦ1ЙНА ТЕХНОЛОГ1Я АВТОМАТИЗОВАНОГО КОМПОНУВАННЯ
ЗАСОБ1В КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ
Вступ. Поширення шформацшно-комушкацшних технологш в ^y3i осв^и покликане Bce6i4HO сприяти комп'ютеризацп ycix еташв академ!чного процесу. З кшця минулого тисячол^я активно впроваджуються iнтерактивнi засоби реалiзацiï лекцiйних та практичних занять, лабораторних практикумiв, курсового/дипломного проектування, заходiв з контролю знань. Використання програмних комплекав з надання освiтнiх послуг, називаних комп'ютеризованими навчальними системами, дозволило пщняти органiзацiю академiчних дисциплiн на яшсно новий рiвень, забезпечивши доступ до методичних матерiалiв у зручному для студента виглядi як з локально! мережi закладу, так i з ресурсiв Internet через шформацшний портал установи з використанням хмаринних обчислень.
Постановка проблеми. Коректно спроектована комп'ютеризована навчальна система надае сучасш мультимедiйнi ресурси з всебiчною активiзацiею тзнавальноУ дiяльностi реципiента — вщ гiпертекстових та постскрiптових документiв до гнучкоУ iнтелектуалiзованоï технологи подання знань та аналiзу результатiв навчання. I якщо iнформацiйне наповнення категори теоретичних вщомостей або вказiвок до виконання навчальних вправ можна структурувати сервкними засобами офiсних пакетiв чи онлайн-майс^в, то пiдготовка переважноУ бiльшостi контрольних заходiв i надалi вiдбуваеться в ручний споаб, вимагаючи значних часових та розумових затрат.
Аналiз останшх дослiджень i nублiкацiй. Специфiка реалiзацiï тестування на базi програмних комплекав висв^люеться у працях В. Аванесова, В. Бикова, Р. Гуревича, М. Кадемп, А. Литвина, А. Манако, Ю. Машбиця, Т. Мюррея та ш., проте, основна увага тут придтяеться валiдностi тестiв, вдосконаленню апарата керування пакетами завдань, опрацюванню результат та прийняттю рiшення з оцшювання знань. Також застосовуванi сьогоднi середовища керування навчанням [3], використовуючи шфраструктуру обчислювальних мереж, надають низку сервкних засобiв для оргашзацп комфортно! роботи студенев, проте досi неналежним чином розвинут механiзми автоматизаци профiлю викладача як основного координатора шформацшного контенту [5].
Мета дослщження. Вирiшення зазначеноУ проблеми вимагае формалiзацiï методiв аналiзу наявних архiвiв теоретичних вiдомостей з академiчноï дисциплiни, побудови оригiнальних моделей циркулювання даних та проектування анал^ичного модуля наповнення банку знань для оптимiзацiï дiй суб'ектiв комп'ютеризованого осв^нього середовища на етапi створення навчальних вправ, контрольних завдань, шдивщуальних поабнишв, супровщноУ навчальноУ документаци (зокрема шдготовки акцидентно-бланково! друковано'1 продукци) i т.п., що е метою представленого дослщження.
Результати дослщжень. Комп'ютеризована навчальна система КоНаС, розроблена й апробована у лаборатори обчислювальноУ технiки кафедри АвтоматизацГ! та комп'ютерних технологiй УкраУнськоУ академп друкарства, для опанування академiчноï дисциплши надае студенту електронш матерiали
ISSN 2413-158X (online) ISSN 2413-1571 (print)
з штегрованого архiву теоретичних ведомостей, до якого можуть входити конспекти лекцш, посiбники, практикуми, вказiвки до виконання практичних/лабораторних робiт та дипломного проектування тощо. Для яшсного аналiзу вмiсту текстових масивiв методичних компонент такого архiву запропоновано здшснювати структурування опрацьовуваноТ предметно'1 областi шляхом маркування ключових понять вiдповiдно до призначення навчальноТ вправи чи типу контролю: при цьому засобами вщповщного шструментар^ у текстовому масивi зазначаються точки входу термнв як складових елеменпв судження про певнi поняття та Тх тлумачень, тобто пояснень про особливосп й межi застосування термну.
Вщтак, для компонування альтернативних тест-завдань (рис. 1), де передбачаеться лопчна вщповщь, анал1тичний модуль навчальноТ системи КоНаС виконуе виб1рку адекватних зв'язок терм/н-тлумачення, подае Тх у виглядi запитальноТ частини завдання (?) й автоматично пропонуе два варiанти оргатзаци вiдповiдi (В): так/т. Вiдповiднiсть тлумачення власному ТЕРМ1НОВ1 (рис. 1, а, б), визначае коректтсть вщповд
Необхiднiсть компонування складнiших титв контролю, де у завданнi передбачено низку дистрактор1в, достатньо близьких до правильно! вщповщ1, зумовила введения в осв1тне середовище КоНаС шформацшно-пошуковоТ системи з контент-аналiзом вмiсту електронних методичних матерiалiв архiву теоретичних вiдомостей [7].
Рис. 1. Структурування apxiey теоретичних в!домостей при компонуванн альтернативних тест-завдань
Одна з важливих задач викладача як активного суб'екта комп'ютеризованоТ навчальноТ системи та експерта в розроблент теспв полягае в тому, щоб зробити так неправильт вiдповiдi правдоподiбними, створюючи ¡нтерферентне середовище для розвитку рефлексивного мислення [1], де студентов/ (пасивному суб'екту КоНаС) доводиться формулювати аргументи на користь конкретно! вщповщ1 серед множини iнших, дуже привабливих. Там навички з мотивацп вибору сприяють тривалому закрiпленню набутих компетенцш.
Математичний апарат навчальноТ системи пщлягае вiдомим обмеженням областi штучного штелекту, що вiдображаеться, зокрема, на ямсному доборi ефективних дистракторiв. Однак, основы властивосл дистракторiв - примарну правдоподiбнiсть, змiстову спорiдненiсть чи зовтшню близькiсть -можуть забезпечити оптимальт критери Тх пошуку в текстовому масивi архiву теоретичних вiдомостей .
Серед обумовлених критерив пошуку дистракторiв для тлумачення, наведеного в запитальнш частинi, реалiзовано вiдсоток точного входження комбшацп символiв, наявних у ТЕРМ1Н1 чи термнах з вщповщноТ зв'язки, вiдсоток входження довiльних комбiнацiй наявних символiв та обсяг фрагмента дослщжуваноТ теми iз входженням стороннiх термнв.
Таким чином для теспв закрито/' форми оптимiзовано компонування завдань з множинним вибором мiж варiантами вщповщей, лише одна з яких е правильною (рис. 2, а) та завдань iз множинними вiдповiдями, серед яких правильними можуть бути дектька варiантiв (рис. 2, б).
Розроблений алгоритм шдбору дистракторiв чинний також для розташування низки тлумачень у частит вщповщей, якi вiдображають особливосп й межi застосування термну, поданого в запитальнш частит.
Рис. 2. Генерування дистрактор'ш для завдань закритоУформи
У завданнях адкрито'У форми комп'ютеризованоТ навчальноТ системи КоНаС запитальну частину становить тлумачення, а однозначний термн, як i в попередшх типах завдань, автоматично долучаеться до адекватного тегу правильно! вщпов^д у нотацiю формату пакета завдань (рис. 3, а). й нaдaлi слугуе еталоном [5] для прийняття рiшення щодо компетенцiй студента, який клавiатурно вводить вiльну вщповщь у призначений для цього елемент керування «_» (рис. 3, б).
В П Р А В А # i
Вид тестування
О альтернативний тест
о множинний виб!р
о множинн! В1ДПОВ1Д1
® в1дкрита форма
Нуме рац1я
Вм1ст вправи
запитальна частина
т елементи в£дпов£дей, 1
В1 дпов i дi
о номери закритс! форми
® еталон <>/'д/</>и/юУ форми А
Виконання
час виконання
бонус вправи
Ос облив ос т i
Рис. 3. Компонування тесту в'дкрито'У форми з моделюванням нотацп формату пакета завдань
Обумовлений алгоритм контент-анал1зу структурованого масиву методичних компоненте арх1ву теоретичних вщомостей застосовуеться в середовищ1 КоНаСтакож для автоматизаци компонування низки нестандартних ршень активiзацN шзнавально! дiяльностi. Як iнтерактивний зааб вивчення термшологи, а вiдтак й орипнальний метод контролю якостi и засвоення в освiтньому процесi рекомендовано застосовувати тематичнi кросворди [4]. Як i при традицiйному пiдходi до створення тестiв, основну складнiсть тут становить ручне формування завдань, трудомiсткiсть якого значно шдвищуеться обмеженнями правил укладання кросвордiв.
Згенерований на основi тематичних зв'язок термн-тлумачення понятiйний апарат предметно! обласл дисциплiни надае ефективний банк знань для динамiчного моделювання кросворду, що його вмiст повшстю вiдповiдатиме навчальнiй програмi академiчно! дисциплши, вiдображенiй в архiвi теоретичних вщомостей.
При моделюванш кросворду (рис. 4) ¡нформацшно-пошукова система анал1тичного модуля середовища КоНаС в автоматичному режим1 здшснюе виб1рку терм1Н1В, що заповнюватимуть кросвордову атку; в автоматизованому режимi вщбуваеться суб'ективна вибiрка з наданого комп'ютером перелiку ключових понять вказано! предметно! обласл, актуального для поточного фрагменту. Основними критерiями тако! вибiрки е обсяг термна та входження його у заданий фрагмент структурованого масиву методичних компонент архiву теоретичних ведомостей. Адекватш тематичним зв'язкам тлумачення становитимуть область нумерованих дефiнiцiй пiдготовлюваного кросворду i вiдображатимуть запитальну частину контрольного завдання.
Рис. 4. Динам 'чне моделювання кросворду за /'ндексованими тематичними зв'язками
Процедурний модуль опрацювання кросворд1в КоНаС забезпечуе не лише контроль якосп та прийняття ршення щодо ступеня засвоення дисциплiни студентом, передбачаючи володiння термiнологieю курсу i застосування анал^ичних здiбностей. За вказаною частиною навчального матерiалу або з незадовтьно оцiнених тестових завдань тут реалiзуеться моделювання нестандартно! навчальноТ вправи, яка надае освптому процесу ^ровоТ форми та робить його ефективним i цтавим, поглиблюе мiжпредметнi зв'язки, вщкривае широкi можливостi особистiсного зростання.
lгровi форми ефективнi, зокрема, через високий ступшь колективноТ взаемоди в навчальному процес [2], дозволяючи пiдвищити мотиващю у вивченнi предметно'' областi, яка можливо видалася на перший погляд нудною чи важкою; при цьому бажано використовувати загальновiдомi концепци. Наприклад, для закртлення вiдомостей з певного роздту освп"ньоТ дисциплiни, стимулюючи емоцшш та творчi функцГТ реципiента, виршено використати iдею телешоу «Колесо Фортуни»: студент-гравець, випадково обраний з наявноТ бази даних академiчноТ групи [4], намагаеться за тлумаченням, отриманим комп'ютеризованою навчальною системою з текстового масиву дидактичних компонент, заповнити згенерованi чарунки леерами вiдповiдного термну (рис. 5).
Рис. 5.1грова модель нестандартноУ навчальноУ вправи з розширенням структури тематичнихзв'язок
В разi помилково вказаного символу можлив^ь перевiрити набут компетенци надаеться iншому обраному комп'ютером студентовi. При потребi тлумачення може бути озвучене синтезатором мовлення та прошюстроване закртленими за ним графчнимизасобами [3], що становлять iнформацiйне наповнення вiдповiдного роздiлу електронного методичного забезпечення i введенi у вщповщну зв'язку. Значно збагатить iгровий процес об'ектно-орiентований графiчний iнтерфейс мультимедшноТ оболонки середовища, iдентичний до орипнального, та анiмованi персонажi модератора i гравця як суб'ектiв навчальноТ вправи; також пщсилити достовiрнiсть можуть i фото студента й викладача, надаш СКДБ закладу [4].
Багатоварiантнiсть та багатоальтернативнiсть рiшень, з яких n0Tpi6H0 вибрати найрацiональнiше, реалiзована в шшому 06'eKTH0-0pieHT0BaH0My середовищi за аналопею з вiкториною «Перший мшьйон» (рис. 6).
Рис. 6. Компонування засоб'!в контролю знань у ситуаци ролевоУгри
Вщповщно до завдань з множинним вибором (рис. 2, а) тут пропонуеться тлумачення i чотири терм1ни як вaрiaнти вщповщей. Однак, рiвень складност наступного запитання зростае, i ставиться воно тшьки пiсля правильно! вiдповiдi на попередне; таким чином, в описуваному середовищi постала потреба доповняльноТ iерархiчнiй шдексаци тематичних зв'язок терм1н-тлумачення-(граф1чнийзас1б). Розширюе межi ¡грових моделей можлив1сть використання на будь-якому еташ трьох стандартних шдказок: «50:50» (КоНаС зн1мае дв1 хибш Biflnoeifli), «Допомога залу» (студент може скористатися сукупною думкою присутшх колег), «Допомога друга» (можна звернутися до конкретного колеги, зокрема, випадково обраного комп'ютером).
Звкно, описан спрощен iнтерактивнi засоби бшьше розрахованi на молодший на середнш шкiльний вiк, однак викликають iнтерес та азарт, створюючи атмосферу невимушеност i творчого пiднесення не лише у цтком дорослих молодих людей, а й у колективу зртих науковщв. Хоча для набуття навичок роботи з обраного фаху, закртлення теоретичних знань на практик в умовах майбутньо! професшно! дiяльностi, максимально наближених до виконання посадових обов'язшв, у функцiоналi мультимедшно! оболонки необхщно передбачити засоби моделювання складшших iгрових ситуацiй -вiдповiдно до спецiалiзацi! академiчноТ групи.
Обмеженi норми часу та наочшсть наслiдкiв прийняття iндивiдуального рiшення в колективi глядачiв чи учасникiв забезпечить розвиток теоретичного i практичного мислення, вмiння вибудовувати стосунки з навколишнiми суб'ектами, оволодшня моральними нормами наявного соцiуму, формування вщповщального ставлення до спiльних ршень, промiжних i кiнцевих результатiв [2]. Створена один раз, мультимедшна оболонка гнучко штегруеться у середовище комп'ютеризовано! навчально! системи i щоразу пропонуе iгрову ситуацiю з новим вм^ом, вiдображаючи вибiрку промаркованих ключових понять з архiву теоретичних вiдомостей за вказаними критерiями, орiентованими на тему заняття, на персоналГт, пристроТ, поди тощо. Будучи досить трудомiстким видом навчально! дiяльностi, дiловi iгри надають можливiсть формувати широкий спектр професшно-значущих якостей молодого фахiвця; однак, незалежно вщ закладених дидактичних передумов, подготовка Тх в автоматизованому профiлi викладача з формалiзованим маркуванням ключових понять не вимагатиме значних часових та емоцшних затрат.
Висновки та перспективи подальших дослiджень. Подальшi дослiдження представлено! технологи автоматизованого компонування засобiв контролю знань необхщно зосередити на розробленш бази парадигм використовувано! термiнологiТ та штеграци в проект бiблiотеки тематичних словнимв вiдповiдно до предметно! обласп академiчних дисциплiн. Також застосування в освптому середовищi лiнгвiстичних ресурсiв, орiентованих на семантичне опрацювання навчального контенту, що забезпечують побудову формально! модел1 елемент1в зм1стового наповнення завдання контрольного заходу [7], розширить можливосп КоНаС до експертно! системи, здатно! ефективно навчатися, накопичувати hobi знання та надавати систематизоваш вiдомостi в максимально зручнш формi.
Список використаних джерел
1. Аванесов В.С. Дистракторный анализ [Електронний ресурс]. - Режим доступу до документу 16.04.13 <http://avanesov.viperson.ru/wind.php?ID=660265&soch=1> Загол. з екрану. - Мова росшська.
2. Гуревич Р. С. Сучасш штерактивш технологи навчання студенлв / Р. С. Гуревич, М. Ю. Каде1^я // Теорiя i практика управлiння сощальними системами. - 2014. - № 4. - С. 99-104.
3. Нерода Т.В. Дослщження аспеклв автоматизаци документообку в освп"ньому процесi / Т. Нерода // Педагопчш шноваци у фаховш освiтi: збiрник наукових праць. - Ужгород: УжНУ «Говерла», 2013. -Вип.4. - С. 337-345.
4. Нерода Т. lнформацiйна технологiя автоматизаци типових процеав в iнфрaструктурi осв^нього закладу / Т.Нерода // Комп'ютерно-орieнтовaнi системи навчання: Зб. наук. праць - К.: НПУ iменi М.П. Драгоманова, 2015. - № 16 (23). - С. 101-108.
5. Нерода Т. Проектування структури даних контрольного заходу для комп'ютеризованоУ навчальноУ системи / Т.Нерода // Нау^ записки УАД - Львiв, 2013. - №4(45). - С. 116-119.
6. Романюк О.Н. Тематичш кросворди / О.Н. Романюк, А.П. Гончар // 1нформатика та iнформaцiйнi технологи в навчальних закладах. Науково-методичний журнал. № 3, 2011. - 112 с.
7. Neroda T. Application of the content-analysis of information components of educational process for modelling of the educational documentation / T.Neroda // Materials international scientific-practical conference the «Sadykov readings: problem and ways of introduction of innovative technologies in the education space», September 26-28, 2013, Almaty. - Almaty, KazNPU n.a. Abay, 2013. - P. 304-307.
Анота^я. Нерода Т. 1нформац'шно-комун'1кацшна технолог'т автоматизованого компонування засоб'ю контролю знань.
Запропоновано напрями розвитку механ'1зм'1в автоматизаци профлю викладача як основного координатора iнформацйного контенту. Формал'зовано процес маркування ключових понять вiдповiдно до призначення навчальноУ вправи шляхом введення в текстовий масив наявного iнформацйно-методичного забезпечення точок входу терм'1н'1в як складових елементiв судження про певн поняття та Ух тлумачень як пояснень про особливостi й меж> застосування терм'шу.
Представлено метод структурування електронних матер1ал1в apxiey теоретичних eidoMocmeû, ¡нтегрованого в комп'ютеризовану навчальну систему КоНаС, з метою виявлення тематичних зв'язок для автоматизованого компонування засоб'в контролю знань.
Обумовлено критерУУ вiдбору ефективних дистрактор>в та наведено д'аграми моделювання базових елементiв як тест-завдань поширених форм так i нестандартних рiшень акти&зацп п'знавально'У д'тльностi. Показана доцiльнiсть та ефективнсть надання освiтньому процесов iгровоУ форми за матер'алами проблемноУчастини навчальноУпрограми.
Ключовi слова: комп'ютеризована навчальна система, ос&тнш процес, контроль знань, структурування, контент-анал'з, понятiйний апарат.
Аннотация. Нерода Т. Информационно-коммуникационная технология автоматизированного компонирования средств контроля знаний.
Предложены направления развития механизмов автоматизации профиля преподавателя как основного координатора информационного контента. Формализован процесс маркировки ключевых понятий в соответствии с назначением учебного упражнения посредством введения в текстовый массив имеющегося информационно-методического обеспечения точек входа терминов как составляющих элементов суждения об определенных понятиях и их толкований как объяснений об особенностях и пределах применения термина.
Представлен метод структурирования электронных материалов архива теоретических сведений, интегрированного в компьютеризированную учебную систему КоНаС, с целью выявления тематических связок для автоматизированного компонирования средств контроля знаний.
Обусловлены критерии отбора эффективных дистракторов и приведены диаграммы моделирования базовых элементов как в качестве тест-задач распространенных форм так и нестандартных решений активизации познавательной деятельности. Показана целесообразность и эффективность придания образовательному процессу игровой формы по материалам проблемной части учебной программы.
Ключевые слова: компьютеризированная учебная система, образовательный процесс, контроль знаний, структурирование, контент-анализ, понятийный аппарат.
Abstract. Neroda T. Information-communication technology of the automized configuration of the control means of knowledge.
Are proposed the directions of development of automation mechanisms of of the teacher's profile as the main coordinator of the information content. It is formalized the process of marking the key concepts in
accordance with the appointment of educational exercise by introducing to a text array the available information and methodological software of the entry points of the terms as of the constituent elements of judgment about specific concepts and their definition as an explanation of the features and limits of the term's use.
Is submitted the method of structurization of electronic materials of the theoretical data archive, that is integrated into the computerized learning system KoHaC, in order to identify thematic links for the automatized combination of control means of knowledge.
Conditioned the selection criteria of effective distracters and presented simulation diagrams of basic elements of test-tasks of widespread forms as well as non-standard solutions of the cognitive activity actitvization. Is also shown appropriateness and effectiveness of imparting to the educational process the form of game based on materials of problematic part of the curriculum.
Key words: computing educational system, educational process, the control of knowledge, structuring, content analysis, the conceptual apparatus.
