CC BY
101
Educational Technology & Society 6(3) 2003 ISSN 1436-4522
Подсистема обучения — обязательная компонента информационно-управляющей системы (принципы разработки, методы проектирования и реализации)
Григорьев В.К.
Доцент кафедры МОВС, МИРЭА [email protected]
Аннотация
Данная статья посвящена проблемам обучения использованию информационно-управляющих систем (ИУС). Обсуждается методология обучения больших потоков пользователей, студентов. Дается модель для одного типа обучаемых, массовых профессиональных пользователей (МПП). Выдвигается тезис о необходимости комплектации ИУС обучающей подсистемой (ОП). Предлагается методология обучения работе в ИУС с помощью ОП и авторская технология создания ОП. Описывается ряд авторских ОП. Приводятся и обсуждаются результаты экспериментальных исследований ОП и инструментальных средств их создания.
Ключевые слова
Обучающая подсистема, информационно-управляющая система, класс пользователей.
Введение
Самый быстро меняющейся предметной областью изучаемой студентами всех факультетов технических университетов является область информационных технологий. Здесь за последние 15-20 лет произошли и постоянно происходят огромные изменения в методах и средствах создания программно-аппаратных систем.
Рассмотрим такой мощный класс продуктов поддерживающих информационные технологии, как информационно-управляющие системы (ИУС) имеющие в своем составе автоматизированные рабочие места (АРМ). АРМ пользователя является точкой включения человека в технологический контур и определяет интерфейс взаимодействия с системой. Эффективность внедрения и эксплуатации, конкретных ИУС существенно зависит от качества взаимодействия пары АРМ - Человек (рис. 1).
Информационно
управляющая
система
Интерфейс
взаимодействия
Рис. 1. Необходимо принять решение.
Вопросы взаимодействия АРМ-Человек рассматривались на всем протяжении не очень долгой, но весьма насыщенной истории развития АРМ. Иногда по аналогии с проблемой «последней мили» эти вопросы называют проблемой «последнего фута». Между Человеком как пользователем и АРМ как инструментом лежит дорога Уменье и Навыки и по этой дороге создатели АРМов и Пользователи двигаются друг навстречу другу. Создатели АРМ стремятся обеспечить эргономичность в самом широком смысле [Мунипов В.М., Зинченко В.П., 2001], а Пользователи должны освоить инструментальные возможности АРМ для реализации своих профессиональных задач. И весь вопрос в том какую часть этой дороги должен пройти каждый.
Причем мнения о соотношении частей и о методах организации взаимодействия менялись достаточно радикально:
«Работать на АРМ может только высококлассный программист, причем с глубокими знаниями аппаратной реализации», что впрочем, на ранней стадии развития АРМ было обусловлено техническими возможностями вычислительной техники.
«Все трудовое население должно быть обучено программированию».
«АРМ должен быть таким, что работать на нем может без подготовки любой специалист той предметной области, для решения задач которой АРМ предназначен, и это может быть решено полным определением элементов интерфейса с помощью контекстной помощи».
Последнее утверждение ставит под сомнение необходимость обучения пользователя работе на АРМ? Положительный ответ на этот вопрос дан как практикой развития фирм производителей ИУС создавших обучающие центры, академии и т.п. по изучению собственных и более того различных АРМ (здесь АРМ используется в широком смысле, как элемент программных систем обеспечивающий взаимодействие с Пользователем), так и зафиксирован в стандартах, где обучение включается как составной элемент программного продукта. Более того, полностью осознавая тот факт, что развитие средств и методов создания АРМ сделает последние все более эргономичными и адекватными задачам предметной области, автор убежден, что обучение работе на АРМ будет необходимо и в будущем.
Разделы по изучению конкретных ИУС включены в различные курсы технических университетов. Здесь задача эффективного обучения студентов (в общем случае пользователей ИУС) работе с новейшими ИУС сталкивается с проблемой разрыва знаний, когда знания и умение работать в новых системах необходимы большому числу людей а обладают ими крошечное количество людей , в основном разработчики конкретной ИУС. Решение этой проблемы автор видит в разработке компьютерных обучающих подсистем (ОП), которые должны быть обязательной частью каждой ИУС. Далее изложим методы и средства разработки ОП ИУС и практику их использования в учебном процессе МИРЭА (ТУ), в основном для компьютерных курсов подготовки и переподготовки массовых профессиональных пользователей а также для обучения студентов работе в новых ИУС в рамках различных учебных курсов.
Принципы разработки обучающих компонент ИУС
Современные российские авторы в области психологии обучения [Кричевец А.Н., 1999] пришли к выводу, что к концу XX века попытки построения всеобъемлющих теорий обучения себя исчерпали. Непростую ситуацию в сфере теории и практики создания компьютерных обучающих программ можно описать теперь так.
1 . В теории наибольший интерес вызывает тема воспитания специалиста, способного к постоянной и в максимальной степени самостоятельной работе в области повышения собственной квалификации.
2. На практике для самостоятельной работы ученика в условиях, когда требуется гарантированный результат, наиболее эффективны программы более или менее соответствующие педагогической концепции программированного обучения, с последовательным заданием материала и контролем уровня усвоения.
Пришло время использования всевозможных сочетаний идей различных школ и направлений, не противопоставляя их, а выделяя перекликающиеся и дополняющие друг друга элементы. Переформулированные применительно к компьютерным средам принципы обучения [Jonassen D.H., 1999].
1. Создать среду обучения (в реальном мире), в которой ученик будет адекватен задаче.
2. Фокусироваться на проблемах реального мира и их реалистическом решении.
3. Инструктор - это тренер и интерпретатор стратегий решения этих реальных проблем.
4. Выделять различные подходы к данной проблеме, обеспечивающие разнообразие перспектив ее видения.
5. Цели и задачи обучения должны обсуждаться, а не вводиться.
6. Способ оценки результатов должен давать возможность самоанализа.
У. Давать инструменты, позволяющие ученику интерпретировать различные взгляды на проблему.
S. Обучение должно контролироваться изнутри и корректироваться учителем.
перекликаются с положениями, приведенными в работе [Corbett, A. T, 1992].
1 . Сообщить целевую структуру, лежащую в основе задачи разрешения ситуаций проблемной области.
2. Представить знание студента как множество продукций.
3. Обеспечить инструкцию в контексте решения задач.
4. Обеспечить развитие знания студента через успешные, последовательные аппроксимации к целевому умению (квалификации).
5. Обеспечить непосредственную реакцию на действия студента.
6. Корректировать размер шага инструкции, в соответствие с прогрессом изучения.
У. Минимизировать нагрузку на память обучаемого.
Используя, сочетание вышеизложенных подходов различных направлений, базируясь на ITS модели [Wenger E, 1987] и трансформируя ее, выделим основные, взаимодействующие элементы базовой модели ОП ИУС (рис.2):
1 . модель изучаемой области, изучаемого объекта и т. п.;
2. модель обучаемого, студента, пользователя ИУС;
3. модель преподавателя, тьютора;
4. обобщенный интерфейс ОП ИУСбазовой модели.
Модель
обучаемого,
студента,
пользователя
ИУС
Модель изучаемой области, изучаемого объекта
7Т
Решения, работа
Обобщенный интерфейс ОП ИУС
Модель
преподавтеля,
тьютора
Рис. 2. Базовые компоненты модели ОП ИУС.
Рассмотрим отдельно каждый элемент для ОП ИУС.
Модель изучаемой области
Фактически областью изучения является процесс решения пользователем задач предметной деятельности с помощью ИУС. Человек (пользователь) включается в контур информационно-управляющей электронной системы в точке, где необходимо сделать выбор или принять решение на основе внешней по отношению к системе информации. Пользователь находится на границе двух (как минимум) семантических систем - предметной области и информационно-управляющей
системы (рис.3). Причем в подавляющем большинстве внутренние ситуации и задачи системы не совпадают с ситуациями и задачами предметной области (Более того справедливо более сильное утверждение Решение задач предметной области является целью взаимодействия пары Пользователь - АРМ).
Рис. 3. Семантика и синтаксис предметной области и АРМ не совпадают.
Описание действий Пользователя с объектами предметной и описание действий Пользователя области с объектами информационно-управляющей электронной системы имеют различный синтаксис.
На основе вышеизложенного, дадим формальное алгоритмическое описание модели изучаемой области.
1. В текущей ситуации выделить задачи, решение которых является его функциональной обязанностью.
2. Сформулировать эти задачи в терминах предметной области.
3. Построить цепочку действий решающих эти задачи (описать эту цепочку в терминах предметной области, может быть неявно).
4. Выделить из этой последовательности действий, действия проводящихся через АРМ.
5. Сформулировать эти действия в виде последовательности задач для АРМ, в терминах АРМ.
6. Построить цепочку действий решающих эти задачи (описать эту цепочку в терминах АРМ, может быть неявно).
7. Далее Пользователь выполняет обратную задачу по интерпретации полученных в АРМ результатов в изменение ситуации в предметной области.
Из алгоритма модели изучаемой области видно, что в работе Пользователя шаги 1 -3 относятся только к предметной области, шаги 5-6 относятся только к АРМ, а шаг 4 относится и к предметной области и к АРМ.
В данной модели делается предположение, что Пользователь является специалистом в предметной области, и выполнять шаги 1 -3 алгоритма он уже умеет.
Очевидно, полем обучения являются шаги 4-6 и не всегда шаг 3. Таким образом, мы выделили поле, на котором должны анализироваться методы обучения.
Модель обучаемого
При обучении по жесткому учебному плану требования к уровню знаний и умений в учебных заведениях определяются позиционированием обучаемого в учебном заведении (класс, курс, группа) и обеспечиваются входными или переводными контрольными мероприятиями (системы экзаменов, тестов и т. п.). При обучении по варьируемому учебному плану требования к уровню знаний и умений в учебных заведениях определяются позиционированием курса во множестве читаемых курсов (перед данным курсом необходимо пройти следующие курсы).
Опыт работы автора в системе повышения квалификации показывает, что никаких требований к уровню знаний обучающихся не предъявляется. Тем более это не практикуется при платном обучении. Поэтому, к сожалению, очень трудно дать
ограничивающие характеристики Пользователя. Пользователем может быть практически любой человек. Исходя из этого, мы имеем следующие характеризующие признаки. Требования к уровню знаний, не предъявляются или предъявляются в необязательном виде. Образовательный критерий, соответствует образовательному критерию Пользователя данной предметной области. Возрастной критерий - отсутствует. Таким образом, мы имеем, что в общем случае к пользователю практически не предъявляется никаких требований, что существенно затрудняет анализ методов обучения.
Однако существует широкий класс Пользователей АРМ, который имеет определенные характеристики и по своему определению включает в себя подавляющее большинство Пользователей АРМ. Опишем характеристики Пользователей АРМов этого класса.
1. Работа на АРМ, входит в их профессиональные обязанности и занимает существенную часть их рабочего времени.
2. Выполняет небольшое* число очень часто* повторяющихся операций АРМ.
3. Ошибка стоит дорого.
4. Должен выполнять операции быстро.
5. Работа должна быть доведена до автоматизма.
6. Этот тип АРМ должен быть массовым в системе.
Примером такого класса Пользователей могут быть Операционисты банков, Кассиры авиа и железнодорожных касс, страховые агенты и вообще служащие «front office». Назовем этот класс пользователей - Массовым Профессиональным Пользователем (МПП). Далее везде предполагается в качестве пользователя именно -МПП.
Модель тьютора
Модель тьютора базируется на моделировании индивидуального, ситуационного обучения. Студенту предлагается выполнить, используя ИУС, ряд задач известной предметной области под наблюдением тьютора. В процессе выполнения в необходимых, по мнению тьютора, местах даются подсказки и/или демонстрируются фрагменты или полные решения. Тьютор имеет полную текущую информацию о всем процессе решения, включая трассу действий, их правильность, время затраченное на все выполнение и на каждое действие. Тьютор определяет последовательность предоставления ситуаций (задач) в зависимости от информации о процессе выполнения задач (ситуаций). Ситуация является ключевым элементом методологии индивидуального ситуационного обучения под руководством тьютора.
Введем понятие базовых ситуаций и формально определим его. Запишем это в математической форме.
Пусть {8,} - множество всех ситуаций, решение которых входит в функциональные обязанности МПП
К
частота появлений i ситуации за рабочую смену МПП.
множество базовых ситуаций
Ki
П S
Пусть i упорядоченно в соответствии с упорядоченностью по возрастанию , тогда
з-1 з
V ■ ЪК• Ъ К
'г'>1 8, € {Х(В ( в ----------< В и ---------> В
, =1 ,=1
В выбирается индивидуально для каждой предметной области и принадлежит диапазону 0 - 0.2
Критерий качества работы пользователя
МПП должен уметь качественно выполнять свои задачи с помощью ИУС. Здесь необходимо остановиться на таком неформальном понятии, как качество решения задачи предметной области. Исходя из характеризующих признаков МПП (Не делать ошибок и решить задачу за минимальное время) определим критерий качества работы МПП через время выполнения задачи. Следует отметить, что такое сложное понятие, как характеристики ошибки (тип, сложность и т.д.) в нашем случае можно свести к одной измеряемой характеристике - времени исправления ошибки. Тогда качество можно определить через сумму времени выполнения задачи предметной области и времени исправления ошибки. Причем время исправления ошибок учитывается с наказывающим коэффициентом. Таким образом, мы имеем формальный, объективный количественный критерий качества знаний и умений, для МПП - это время.
Обобщенный интерфейс ОПИУС
Структура обобщенного интерфейса представлена на (Рис. 4) и состоит из восьми элементов. Элементы ограниченные сплошными линиями обязательно присутствуют в каждом окне при работе ОП, а ограниченные пунктирными линиями могут отсутствовать.
Элементы 1, 5 представляют модель изучаемого объекта, области, в частности это ИУС.
Рис. 4. Структура обобщенного и интерфейса ОП ИУС.
Элемент 1, центральный элемент интерфейса ОП ИУС, это окно с точной моделью, полным пропорциональным отображением, интерфейса ИУС. Это окно может быть реализовано различными способами [Григорьев В.К., Аксенов О.А., 2001], но главное, что в нем должно быть обеспечено, одинаковые действия, среди разрешенных в ОП, приводят к одинаковому отображению как в реальной ИУС, так и в окне ОП ИУС. Элемент 5 содержит визуальные модели вспомогательных элементов. интерфейса.
Для предоставления ситуаций используются элементы:
- мультимедийное описание ситуации, элемент 6;
- навигация по ситуациям и заданиям, элемент 4.
Непосредственно учебные агенты представлены:
- элементами, отображающими двойственность положения пользователя в ИУС, как специалиста предметной области и как оператора ИУС - это текстовые и/или мультимедийные элементы 2, 3, задание на разрешение ситуации, в терминах предметной области, и указание по выполнению задачи (текущего шага) для разрешения ситуации, в терминах ИУС;
- указанием на ошибочные действия, элемент 7, текстовый и/или мультимедийный;
- демонстрацией правильного разрешения ситуации, элемент 8, текстовый и/или мультимедийный.
Естественно, в процессе проектирования конкретных ОП ИУС элементы обобщенного интерфейса могут и должны изменяться и уточняться, однако в большинстве практических реализаций ОП ИУС эти элементы присутствуют в том или ином виде. В настоящее время подготовлен эксперимент по уточнению взаимного расположения элементов 1 и 2 (в сентябре эксперимент будет проведен, а его результаты представлены).
Взаимодействие трех моделей - изучаемого объекта, обучаемого, тьютора, а также обобщенный интерфейс ОП ИУС определяют технологию построения ОП ИУС.
Методы разработки и инструменты для реализации ОП ИУС
Проектирование сценария и структура ОП ИУС
В качестве метода разработки используем моделирование процессов. Содержательно, сценарий тьютора для МПП использует множество базовых ситуаций (БС). Сценарий должен описывать: последовательность базовых ситуаций и их декомпозицию в виде конкретных задач Аі, формулируемых в терминах предметной области и Д . последовательности правильных действий МПП в среде
і, 3
ИУС для выполнения задач Аі , причем эти действия сформулированы в терминах ИУС, и эти действия декомпозированы до минимально возможных элементарных действий. Известно, что для эффективного восприятия обучения декомпозиция не должна превышать трех уровней.
Рис. 5. Модель процесса разработки сценария ОПб генерация описаний.
В силу того, что сценарий является стержневым элементом ОП ИУС, рассмотрим процесс проектирования сценария, используя методологию ГОЕГ0.
Разработанный сценарий должен обеспечить эффективное обучение работе с ИУС, основываясь на моделировании индивидуального ситуационного метода обучения. На рис. 5 представлена модель процесса разработки сценария,
декомпозиция нулевого уровня, генерация описаний. Регламентирующая информация для модели определяется описанными выше четырьмя элементами -моделями изучаемого объекта, обучаемого, тьютора, а также обобщенным интерфейсом ОП ИУС. В качестве исполнителей в модели задействованы:
- специалист предметной области (человек хорошо знающий предметную область, решаемые в ней задачи и умеющий объяснить процесс решения);
- специалист по работе с ИУС (человек хорошо знающий ИУС, ее функциональные возможности и умеющий описывать в терминах ИУС процесс решения задач предметной области);
- специалист по разработке сценариев обучающих программ (человек хорошо знающий технологию разработки ОП);
- педагог-психолог.
Моделируемый процесс состоит из 3-х подпроцессов. Это формирование базовых ситуаций, решения задачи базовых ситуаций в терминах предметной области и решения базовых ситуаций с помощью ИУС, описанное в терминах ИУС.
Рис. 6. Модель процесса разработки сценария ОП, генерация формальных
скриптов.
Для формирования базовых ситуаций используется описание практики работы предметной области. Разрешение задач базовых ситуаций в терминах предметной области основывается на должностной инструкции работника предметной области. Для описания решения в терминах ИУС используется руководство пользователя.
В результате получаем отображение сценария на следующие элементы структуры обобщенного интерфейса ОП ИУС (рис.4) , поля 1 и 6, 2 и 5, 3.
Поля 7, 4 и 8 реализуются в процессе разработки полного формализованного сценария и трансляции его в скрипты для выполнения (рис. 6).
С помощью этого подхода ОП ИУС может быть реализована. в виде структуры представленной на рисунке 7. Реализации ОП ИУС, основываются на
клиент серверной технологии, и состоят из сервера - АРМ преподавателя, клиентов-АРМ студентов и Базы данных. АРМ преподавателя осуществляет поддержку и управление процессом обучения , опирающегося на информацию базы данных, в которой содержаться форматизированные описания базовых ситуаций, актуальные модели обучаемых, скрипты сценария обучения и информация, поддерживающая организацию процесса обучения.
Сам процесс обучения проходит на клиентах, которые реализуют функции тьютора.
Рис. 7. Структура реализаций ОП ИУС.
Инструментальные средства создания ОП ИУС
Предлагаемая технология реализуется двумя инструментами:
- средством разработчика сценария с подсистемами просмотра и выделения базовых ситуаций, подготовки заданий по ситуациям, с генерацией (с автоматической или полуавтоматической) скриптов по описанию последовательности правильных действий МПП в ИУС для разрешения базовых ситуаций (Рис.8), объединения и контроля непротиворечивости скриптов и образов ситуаций, хранения скриптов и образов сценария в БД;
- средством выполнения сценария, и навигации по нему в зависимости от действий обучающего.
Рис. 8. Интерфейс редактора ОП ИУС.
Основным инструментом при этом является средство разработчика сценария (редактор сценариев). При реализации редактора сценариев использовались
следующие механизмы автоматизации:
- интерфейс редактора сценариев обучающей системы был приближен к интерфейсу самой обучающей системы, повторяя его в ключевых элементах. На экране редактора сценариев (рис. 8) отображаются такие поля как текст задания (п. 1), текст помощи (п. 5) и окно базовой системы (п.7), на которых можно непосредственно задать их значения;
- в полях ввода задания и текста добавлена возможность хранения и добавления часто повторяющихся текстов из списков подстановок (рис
8. п. 1 - 5) , в котором действия помощи , что сказывается, прежде всего, на удобстве использования и сокращении количества ошибок;
- создано двухмашинный комплекс, полуавтоматического заполнения сценария, работающей посредством сетевого протокола ТСРЛР.
Экспериментальная оценка эффективности редактора сценариев, базирующегося на двухмашинном комплексе автоматизации разработки сценариев, показала увеличение производительности при реализации сценариев в 7 раз.
Положительный побочный эффект разработки ОП ИУС.
Особо необходимо отметить дополнительный побочный эффект от разработки ОП ИУС силами внешнего коллектива для нового программного продукта фирмы.
Он заключается в интенсивном и доскональном тестировании программного продукта на множестве базовых возможностей.
Реализации ОП ИУС, практика использования и экспериментальные исследования
Примеры реализаций ОП ИУС
В течение 1999- 2002 годов в лаборатории «Электронные технологии в финансах» разработаны и модифицированы обучающие программы для группы ИУС.
Представленные ниже ОП ИУС использовались и используются при обучении пользователей продуктам фирмы (в Академии АйТи), слушателей систем повышения квалификаций например, в корпоративной образовательной систем СБ РФ, студентов высших учебных заведений в курсах банковской информатики МИРЭА.
Перечислим некоторые из созданных в лаборатории ОП ИУС, снабдив три из них фрагментами интерфейса:
- автоматизированной банковской системы «Диасофт 4х4»;
- системы биржевого брокера « Гута-брокер», (Рис. 9);
Рис. 9.
- платежных систем на смарт картах «Smart City» и «Smart Pay» (Рис. 10);
Рис. 1O.
- платежных систем VISA и Master Card «Визуальный контроль подлинности»;
- системы ГАС Выборы (Рис. 11).
Рис. 11.
Методология использования ОП ИУС
Положительный эффект от разработки и использования ОП ИУС может быть получен как непосредственно при использовании ОП ИУС в регулярном учебном процессе, при самостоятельном изучении и при подготовке сертификации сотрудников.
Использование ОП ИУС для моделирования индивидуального обучения при групповой форме занятий.
Широко известна проблема неравномерности начального уровня знаний у слушателей групп подготовки пользователей программного продукта, что чрезвычайно снижает эффективность группового обучения, удлиняет его сроки, ухудшает качество подготовки выпускников. Действительно, известно (Пиаже Ж. , 1994.), что интенсивность восприятия знаний по новой теме можно условно разбить на три части:
- медленное начальное восприятие до времени ТР, основывается на эффекте Пиаже и зависит от индивидуальной степени подготовленности каждого обучаемого;
- интенсивное восприятие и накопление знаний и умений от ТР до времени насыщения ТЫ ( хорошо работают объективистские групповые методы);
- замедление накопления знаний и умений, ( больший упор на индивидуальный конструктивистский подход по добыванию знаний и отточке умений).
Эффективность группового обучения существенно зависит от величины дисперсии для значений ТР группы. Причем для обучения практическим навыкам работы с ИУС дисперсию увеличивают индивидуальные психомоторные качества студентов. Это обуславливает низкую эффективность группового обучения, что подтверждается также экспертными оценками. Таким образом для обучения работе в конкретной ИУС, в случае проведения групповых лабораторных и/или практических занятий со студентами, имеется потребность в применении индивидуального метода обучения для массовых потоков.
Практика использования ОП ИУС показывает, что включение в учебный план вначале курса времени на индивидуальную подготовку с помощью ОП ИУС обеспечивает быструю, психологическую комфортную коррекцию распределения знаний. Необходимо отметить, что самостоятельная подготовка пользователей на основе руководств пользователей неэффективна. Более того результаты проведенных экспериментов показали, что слушатели контрольной группы (готовящихся по
печатным учебным материалам) довольно быстро устают самостоятельно изучать руководства (в среднем через 1/3 выделенного времени). В тоже время слушатели, готовящиеся под руководством и при поддержке ОП ИУС с интересом занимаются до получения успешного результата. (Причем итоговое тестирование показывает существенное (в 2 раза) уменьшение количества ошибок сделанных в группе с использованием ОП ИУС, по сравнению с контрольной группой.)
Действительно ОП ИУС использует потребность слушателя получить объективную оценку знаний и обеспечивает конфиденциальность этой оценки (принцип индивидуального общения ОП ИУС - слушатель) и слушатели стремятся получить максимальную оценку. Еще один аспект обучения.
Часто слушатели стесняются задать вопрос, боясь ухудшить свой образ среди товарищей или перед преподавателем, что приводит к низкой эффективности обучения. ОП ИУС - обеспечивает индивидуальное конфиденциальное наблюдение и консультирование на каждом шаге выполнения заданий, что дает существенный положительный эффект в процессе обучения.
Использование ОП ИУС для моделирования индивидуального обучения при групповой форме занятий.
Со времен Сократа известно. Что индивидуальное обучение, в общем случае, обеспечивает наивысшее качество обучения.
Использование ОП ИУС приводит к ситуации, когда массовый поток затруднений и неясностей в процессе обучения индивидуально и конфиденциально снимается ОП ИУС, а преподаватель может уделить внимание для разъяснения и уточнения сложных вопросов в работе программного продукта.
Все это приводит к эффекту присутствия в учебной группе из N слушателей грубо N преподавателей (более точно N/2 преподавателей, за счет эффекта индивидуализации обучения группы из 2-3 слушателей). Таким образом использование ОП ИУС позволяет либо, существенно повысить качество обучения, практически при тех же расходах, либо сократить сроки и соответственно затраты на обучение, без снижения качества обучения.
Использование ОП ИУС для самостоятельной подготовки к сертификации пользователей.
Полная детерминированность процесса обучения с помощью ОП ИУС и наличие оценивающего модуля дает возможность самостоятельной подготовки пользователя к сертификации. Действительно, конкретный набор задач имеет оптимальный способ решения, в изучаемом продукте. Поэтому пользователю всегда может быть указан безальтернативный и декомпозированный до минимального возможного действия путь решения задачи. Причем в силу моделирования не всех функций продукта и использование фиксированной небольшой базы данных, ОП ИУС требует существенно более слабой программной и аппаратной поддержки. В большинстве случаев достаточно просто клиентской машины и стандартного ПО. Таким образом, ОП ИУС обеспечивает активное предварительное знакомство с работой в системе, и более того обучение (или самоподготовку) пользователей до установки системы и начала регулярного обучения.
Практика использования ОП ИУС в учебном процессе МИРЭА
Разработанные в лаборатории «Электронные технологии в финансах» обучающие программы для:
- автоматизированной банковской системы «Диасофт 4х4»;
- системы биржевого брокера « Гута-брокер»;
- платежных систем на смарт картах «Smart City» и «Smart Pay»;
платежных систем VISA и Master Card «Визуальный контроль подлинности».
более пяти лет активно используются в курсе обучения студентов
Московского Института Радиотехники, Электроники и Автоматики по дисциплине банковская информатика , как средство поддержки учебного процесса. Использование ОП позволило снизить непроизводительную нагрузку на преподавателя, повысило интерес студентов к предмету и результативность занятий. Экспериментально подтверждено повышение эффективности обучения студентов при использовании ОП.
Экспериментальные исследования
В течении 2001-2003 годов в МИРЭА сотрудниками лаборатории “Электронные технологии в финансах” МИРЭА проводился ряд экспериментальных исследований процессов разработки и использования ОП ИУС.
Проводимая в 2003 году экспериментальная оценка эффективности редактора сценариев, базирующегося на двухмашинном комплексе автоматизации разработки сценариев, показала увеличение производительности при реализации сценариев в 7 раз.
В 2001 году в Московском лицее Сбербанка сотрудниками лаборатории “Электронные технологии в финансах” МИРЭА проводился эксперимент по оценке эффективности ОП “Визуальный Контроль Пластиковых Карточек” (ВКПК). Среднее значение количества правильных ответов в Контрольной группе составляла 1 4,3 , а в Экспериментальной - 17,1. Таким образом, эффективность использования ВКПК без учета случайной составляющей составляла около 20%.
С учетом того, что в качестве ответов предлагался 1 правильный ответ из 3 возможных, а всего было 24 вопроса, проведем коррекцию результатов, а именно учтем случайную составляющую. Уточненная, с учетом случайной составляющей, оценка сравнительной эффективности . использования ВКПК для обучения МПП превышает 40%. Экспериментальные исследования подтверждают работоспособность технологии создания ОП ИУС, а также дают хорошие оценки эффективности использования ОП ИУС.
Заключение
Обсуждалась область обучения « Использование ИУС в профессиональной деятельности». Была представлена авторская технология создания ОП для изучения ИУС массовыми профессиональными пользователями. Обсуждались
инструментальные средства разработки ОП и был предложен двухмашинный инструментальный комплекс для разработки ОП ИУС. Описаны ОП ,разработанные в лаборатории “Электронные технологии в финансах” МИРЭА, для некоторого класса банковских ИУС и практика их использования при обучении студентов МИРЭА. Приведены результаты экспериментальных исследований ОП и средств их разработки. Выдвинут тезис об ОП как обязательной компоненте ИУС.
Литература
[Григорьев В.К., Аксенов О.А., 2001], Григорьев В.К., Аксенов О.А.,
“Инструментарий для создания тьютора системы CMS SmartCity 1.5”, Современные информационные технологии в управлении и образовании, М: ФГУП НИИ «Восход», МИРЭА 2001 г., стр.203-207
[Кричевец А.Н., 1999] Кричевец А.Н., “О математических задачах и задачах обучения математике”. Вопросы психологии, (1) 1999
[Мунипов В.М., Зинченко В.П., 2001] Мунипов В.М., Зинченко В.П.,
Эрганомика2001
[Пиаже Ж., 1994] Пиаже Ж., Избранные психологические труды. М., 1994.)
[Corbett, A. T, 1992] Corbett, A. T, Anderson J. R., LISP intelligent Tutoring System: Research in Skill Acquisition. In J. H. Larkin & R. W. Chabay (Eds.), Computer-Assisted Instruction and Intelligent Tutoring Systems: Shared Goals and Complementary
Approaches (pp. 73-1 09).
[Jonassen D.H., 1999] Jonassen D.H, Designing constructivist learning environments // Reigeluth C.M. (ed) Instructional design theories and models: a new paradigm of instructional theory (Vol II), N.-J., 1999
[Grigoriev V.K.,2002] Grigoriev V.K., “Computer Tutor Based Support for Teaching Mass Professional Users of Front Office Applications”, IEEE International Caonfirence on Advanced learning tehnologies, ICALT 2002, p379-383
[Wenger E, 1987] Wenger,E Artificial Intelligence and Tutoring Systems: Computational and Cognitive Approaches to the Communication of Knowledge,Los Altos,CA: Morgan Kaufmann Publishers, Inc.(1987).
