CC BY
58
Затылкин А.В.
КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ СООТНОШЕНИЯ ДЕКЛАРАТИВНЫХ И ПРОЦЕДУРНЫХ ЗНАНИЙ В ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ ОБУЧЕНИЯ
В данной статье предложена методика количественного анализа соотношения декларативных и процедурных знаний в предметной области обучения, позволяющая повысить эффективность традиционной схемы управления обучением.
Динамичное развитие современной науки влечет за собой быстрые изменения в сфере профессиональных знаний, умений и навыков специалистов. Поэтому, на сегодняшний день, важной задачей является быстрая подготовка и постоянная поддержка их высокого профессионального уровня.
Одной из эффективных возможностей решения этой задачи является применение интеллектуальных компьютерных обучающих систем (ИКОС). Поэтому, разработка ИКОС, объединяющей процессы обучения и тренинга, обладающей эффективной стратегией управления обучением является актуальной задачей.
Согласно известной теории поэтапного формирования умственных действий и понятий (П.Я. Гальперин, Н.Ф. Талызина) каждому фрагменту знаний в зависимости от соотношения декларативной и процедурной составляющих необходим свой инструмент обучения (аудиовизуальные средства, функциональные и процедурные тренажеры) [1]. Для повышения эффективности стратегии управления обучением разработана методика количественного анализа соотношения декларативных и процедурных знаний в предметной области обучения.
В силу того, что какой либо крупный фрагмент знаний трудно однозначно отнести к множеству декларативных или процедурных знаний, проведем анализ модели предметной области (МПО) с позиций теории нечетких множеств [2].
Введем лингвистическую переменную с именем —Знание" обозначенную как Z, принимающую значения —Декларативное" и —Процедурное", обозначенные соответственно D и P:
Z = {В, P} (1)
Значение лингвистической переменной P опишем нечетким множеством:
P = {х, Цр(х) | x е Щ (2)
где: х - значение относительной емкости данного фрагмента знания;
Цр(х) - функция принадлежности, характеризующая степень принадлежности x значению лингвисти-
ческой переменной Р;
и - множество фрагментов знаний МПО.
Рис. 1. Функция принадлежности элемента х е и нечеткому множеству D.
В качестве функции принадлежности выберем симметричную функцию типа б (рис. 1), описываемую формулой 3.
s (x; a, b, c~j =
0,
1 - 2
1,
x < a, a < x < b
b < x < c x > c
(3)
где: Ь=(а+с)/2 (4)
Значение относительной емкости фрагмента знания:
х=3р/(3р+3в ) (5)
где: Бв - понятийная емкость фрагмента знаний;
Бр - процедурная емкость фрагмента знаний.
Разработанная МПО [3 ] состоит из отдельных крупных фрагментов знаний - терминалов, связанных семантическими отношениями. Терминалы включают в себя фреймы описания и фреймы ситуации. Обучение ведется одному или нескольким терминалам
Фреймы описания содержат в себе различные понятия, которые находят интерпретацию и объяснение своей сущности через систему связей и отношений (ассоциаций) с другими, уже известными понятиями. Поэтому понятийная емкость фрагмента знаний (Бв) - это количество фреймов описаний, содержащихся внутри рассматриваемого фрагмента знаний.
Фреймы ситуации содержат описание действия, которое формируется из промежуточных шагов, требующихся для его выполнения. Поэтому, процедурная емкость фрагмента знаний (Бр) - это количество
фреймов ситуаций внутри рассматриваемого фрагмента знаний.
Таким образом, в зависимости то характера знаний содержащихся в одном или нескольких терминалах, ИКОС организует процесс обучения с применением соответствующей коммуникативной стратегии (информирующей или продуктивной), тем самым позволяя ИКОС адаптироваться не только к обучаемому, но и к области изучения.
Методика количественного анализа соотношения декларативных и процедурных знаний в предметной области обучения позволяет проводить более эффективное формирование стратегии управления обучением, за счет введения в традиционную схему ситуационного управления соответствующего блока, осуществляющего выбор необходимого средства обучения (рис. 2).
2
Рис. 2. Схема управления процессом обучения.
В системе управления процессом обучения организованы две цепи обратной связи, по одной из которых, обучаемый может по собственной инициативе формировать область изучения, что особенно важно в случае применения ИКОС в области повышения квалификации обучаемого, т.к. в этом случае он уже обладает некоторыми базовыми знаниями, умениями и навыками. Другая позволяет осуществлять контроль знаний обучаемого.
Функция контроля знаний реализована блоком анализа модели обучаемого на основе сравнения предметных деревьев - заданного дерева знаний (полученного из МПО через объектный интерфейс технических систем) и дерева знаний обучаемого (полученного из МО). В идеальном варианте (полное усвоение предмета) оба дерева совпадают, в случае неполного совпадения, проводится выборка отсутствующих или частично отсутствующих ветвей дерева знаний обучаемого и формируется оптимальное дерево обучения, которое передается в блок формирования стратегии обучения
Стратегия обучения формируется на основе данных полученных с блока анализа модели обучаемого, базы дидактических правил и блока количественного анализа соотношения знаний. Правила базы знаний определяют последовательность работы системы, количественный анализ соотношения знаний определяет инструмент обучения.
Таким образом, методика количественного анализа соотношения декларативных и процедурных знаний в предметной области обучения позволяет проводить более эффективное формирование стратегии управления обучением ИКОС.
Литература
1. Талызина Н.Ф. Педагогическая психология: Учебное пособие. М.: Академия, 1998. 288 с.
2. Заде Л. Понятие лингвистической переменной и ее применение к принятию приближенных решений. — М.: Мир, 1976. — 167 с.
