УДК 378.14:004.4:504

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭКСПЕРТНО-ОБУЧАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ
В СЛАБО ФОРМАЛИЗОВАННЫХ ДИСЦИПЛИНАХ

Н.А. Осипова, Л.П. Рихванов, А.В. Кропачев
Томский политехнический университет
E-mail: osipova@tpu.ru

 

Описаны принципы дифференциации практической и теоретической частей курса и механизм интеграции дидактических ресурсов для достижения поставленной цели. Приведено: обоснование применения графического языка ДРАКОН для описания алгоритмов; описание технологии подготовки ресурсов к организации интерактивного взаимодействия между субъектами образовательного процесса. Показаны проблемы формализации содержания междисциплинарных курсов.

Создание экспертно-обучающих систем – инновационный и перспективный подход к разработке интерактивных методов обучения и использованию компьютерных технологий в образовании [1].

Курс «Техногенные системы и экологический риск» имеет важное значение для студентов как с общемировоззренческих, так и с узкопрофессиональных позиций. Между тем, содержание и структура курса слабо поддаются формализации и структурированию. Использование современных компьютерных технологий помогает лучшему усвоению материала, повышению его доходчивости и восприятия.

Для активизации познавательной деятельности студентов и упрощения формализации профессиональных знаний  нами применен алгоритмический подход. Действительно, представление материала в виде алгоритма, использование наглядных и точных блок-схем  позволяют существенно упростить путь усвоения  знаний, упорядочить работу ума [2]. Чтобы алгоритм стал живым и наглядным, применен графический язык «Дракон». С математической точки зрения, это язык программирования, включенный в программу курса информатики высшей школы. С точки зрения пользователей - это язык доходчивости, наглядности, взаимопонимания, язык развития интеллекта.

К настоящему моменту спроектированы автономные блоки [3]  к двум основополагающим частям курса: «Классификация опасностей» и «Оценка риска». На рисунке показана технология формализации содержания фрагмента учебной дисциплины на примере автономного блока «Оценка риска для здоровья». Выполнена дифференциация материала на теоретическую и практическую часть. Теоретическая часть, в свою очередь, более глубоко дифференцирована и  представлена деревом теоретических модулей. Каждый теоретический модуль состоит из совокупности дидактических ресурсов, необходимых и достаточных для достижения учебных целей.

Вся практическая часть разбита на автономные блоки, обеспечивающие формирование умений разного уровня. Стержневым элементом автономного блока является алгоритм. Каждый шаг алгоритма  преподаватель-разработчик увязывает с дидактическими ресурсами теоретических модулей, автономными блоками  нижнего уровня и справочными материалами. В результате достигается  интеграция опорных дифференцированных знаний, приобретенных умений и справочных ресурсов на каждом шаге практической  профессиональной деятельности.

Тем самым мы сознательно дифференцируем  и практическую и теоретическую часть на слоты, а затем выбираем и комбинируем нужные слоты под конкретную цель шага, что делает этот шаг практической  профессиональной деятельности  осознанным и понятным. Ограниченная совокупность необходимых и достаточных ресурсов на каждом  шаге благоприятно влияет на психику обучающихся и  создает комфортные условия процесса обучения для студента. Преподаватель-обучающий, со своей стороны, также имеет  возможность  мониторинга на каждом шаге, причем для каждого студента в отдельности, и, следовательно,  возможность оперативно отреагировать на  деятельность студента. Преподаватель–разработчик имеет возможность по результатам мониторинга внести коррекцию в содержание автономного блока.

shf

Рис. Алгоритм автономного блока «Оценка риска для здоровья»

Таким образом, вовлечение  студента в предложенную технологию обучения делает его активным участником процесса синтеза новых знаний, позволяет вывести  на уровень активного партнерского взаимодействия с однокурсниками, преподавателями и группой разработчиков.

В настоящее время параллельно с разработкой автономных блоков идет их апробация в реальном учебном процессе. По результатам апробации проводится коррекция и доработка автономных блоков.

Список литературы

  1. Petrushin V.A. An Authoring Language for Intelligent Tutoring Systems Implementation/ Proceedings: East-West Conference on Emerging Computer Technologies in Education – Moscow: International Centre  for Scientific and Technical Information, 1992.- P.249-255.
  2. Паронджанов В.Д. Как улучшить работу ума: алгоритмы без программистов – это очень просто! – М.:Дело,2001.  – 360 с.
  3. Созоров  Н.Г., Кропачев А.В., Нестеренко Т.Г. Интерактивный учебный курс как современное средство подготовки специалистов по техническим специальностям//Новые информационные технологии в университетском образовании: материалы XII междунар. конф. – Новосибирск: 2007.

Поступила 15.12.2009 г.