Петрозаводский государственный университет
Кафедра информатики и
математического
обеспечения
Система навигации для адаптивного учебного web-ресурса
Выполнила: студентка 3-го курса
Барышева М.Н. Подпись
Научный руководитель:
Сиговцев Г.С.
Оценка Подпись
Представлен « ____» декабря 2004г.
Оценка оформления отчета и сроков
представления отчета
Оценка
Подпись
2004
Оглавление:
1. Введение………………………………………………………….3
2. Преимущества адаптивных
систем…………………………..4
3. Постановка задачи…...…………………………………………5
4. Используемые средства………………………………………..6
5. Результаты и перспективы
работы………………………….7
6. Заключение……………………………………………………...7
7. Список литературы…………………………………………….8
1. Введение
В
настоящее время в российском Интернете существуют самые различные ресурсы
образовательного характера, но в основном они представляют из себя статические
копии научной и образовательной литературы (учебники, пособия и т.д.), не
персонализированные под конкретного обучающегося. Поэтому сетевое обучение
сейчас является областью усиленного исследования и развития. Преимущество
сетевого обучения очевидно: аудиторная и платформенная независимость. Сетевое
обучающее программное обеспечение установленное и обслуживаемое в одном месте
может использоваться по всему миру тысячами учащихся, имеющих компьютер, любой
способом подключенный к Интернету. Тысячи программ сетевого обучения и других
образовательных приложений стали доступны в сети за последние пять лет.
Проблема состоит в том, что в большинстве представленных ресурсов
дистанционного образования обучаемый представляется лишь как обезличенный
пользователь программного продукта. Он вынужден принимать последовательность
подачи и качество обучающего материала в таком виде, каким его представляет
разработчик ресурса или автор учебного материала. Адаптивность важна еще и
потому, что дистанционное пособие должно использоваться намного более
разнообразным множеством студентов, чем любое “однопользовательское” обучающее
приложение. Эти факторы сильно снижают эффективность дистанционного обучения.
[1] Следовательно, возникает необходимость в создании адаптивных
образовательных ресурсов.
2. Преимущества адаптивных систем
Цель
исследований в области адаптивных пользовательских систем состоит в том, чтобы
увеличить функциональные возможности за счет индивидуализации. Адаптивные
системы (АС) формируют модель целей, предпочтений и знаний конкретного
пользователя и используют это в процессе взаимодействия с пользователем для
адаптации к его потребностям.
Системы
АС могут быть полезны в тех прикладных областях, где прогнозируется
использование системы людьми с различными целями и знаниями. Пользователи с
различными совокупностями целей и уровнями знаний могут быть заинтересованы в
получении различной информации, представленной в системе, и могут использовать
различные ссылки для навигации. АС делает попытку преодолеть эту проблему, используя
данные, хранящиеся в модели пользователя, для адаптации информации и ссылок,
предоставляемых данному пользователю. Кроме того, адаптивное представление
может улучшить пригодность к использованию учебного материала. Адаптивная
поддержка в навигации и адаптивное построение последовательности могут
использоваться для полного контроля за курсом и для помощи в выборе наиболее
подходящих заданий и предписаний.
Одна из
областей исследований адаптивных систем – это АС в обучении. Цель обучаемого
обычно состоит в том, чтобы изучить весь материал или его часть. Организация
изучаемого материала в форме АС помогает обучаемому управлять процессом приобретения знаний. Наиболее важной
характеристикой пользователя обучающей системы является уровень знания по
изучаемой теме. Технические приемы АС могут быть полезны для решения целого
ряда проблем, связанных с использованием обучающей программы. Во-первых, знания
различных пользователей изначально могут существенно различаться, кроме того,
знания различных пользователей могут расти по-разному. Одна и та же страница
может быть не понятна для новичка и тривиальна, и даже скучна, для
“продвинутого” обучаемого. Во-вторых, новички, входя в пространство обучающей
системы, практически ничего не знают по изучаемой теме. Большинство доступных
ссылок с любого узла ведет их к материалу, который является для них абсолютно
новым. Они нуждаются в навигационной помощи, чтобы найти свой путь в
пространстве.
Предметная
область представлена в виде сети концептов (понятий). Концепты связаны друг с
другом, формируя, таким образом, своего рода семантическую сеть, отражающую
структуру предметной области. Эти концепты могут называться в различных
системах по-разному: темами, элементами знаний, - но в любом случае, они
являются лишь элементарными единицами знания в данной предметной области.
Таким
образом, проблема разработки адаптивных систем является на сегодняшний день
одной из наиболее актуальных. Именно реализация ресурса подобного рода и
является темой данной курсовой работы.
3. Постановка задачи
Основной целью данной работы является создание локальной
версии макета системы адаптивной навигации для учебного ресурса. Система должна
основываться на сетевой модели базы знаний учебного ресурса и модели обучаемого.
Знания
должны быть построены в виде семантической сети, таким образом, чтобы можно
было задавать определения, теоремы, параграфы, главы определенного курса, а
также задавать связи между этими
единицами знаний.
Для того
чтобы построить семантическую сеть, необходимо разбить знания на элементарные
определения – концепты и связать их в контексте курса предметной области.
В
адаптивной системе обучения ученик сначала должен зарегистрироваться или
подтвердить свое присутствие в списке. По окончании изучения пройти тесты, а
само обучение, таким образом, будет зависеть не только от желания ученика, но и
от его успехов в обучении или логического построения курса лекций. Задача
исследования состоит в том, чтобы попробовать трактовать знания не как
книгу, которую можно открыть на любой
странице, а как “умную” систему обучения, которая знает, как приспособить
материал к ученику, как его преподать ему. Студент или школьник может указать
системе, что именно ему необходимо, и система должна построить определенную
цепочку знаний, с помощью которых этот ученик может понять или изучить то, что
ему нужно. Также предусматривается ознакомление обучающегося со списком
концептов, которые необходимо изучить, чтобы дойти до поставленной цели, и просмотр
информации, которую он уже прошел, чтобы вспомнить пройденный материал.
В
качестве основных этапов работы можно привести следующие:
1. Проектирование –
построение базы данных на основе знаний, полученных в процессе изучения
предметной области;
2. Создание алгоритма
навигации
3. Реализация в среде Delphi – создание
определенного набора форм для работы пользователя (например, добавление и
удаление студента из базы)
4. Используемые средства
Для
лучшего понимания и получения опыта разработки данной адаптивной системы было
решено создать макет системы в Delphi, так как эта среда является комбинацией
нескольких важнейших технологий:
·
высокопроизводительный компилятор в машинный код
·
объектно-ориентированная модель компонент
·
визуальное (а, следовательно, и скоростное) построение приложений из
программных прототипов
·
масштабируемые средства для построения баз данных.
Данный язык предоставляет широкий выбор
функций для работы с базами данных. В качестве баз данных для хранения
информации была выбрана система Interbase через SQL Explorer.
5. Результаты и перспективы работы
Основными
результатами работы на сегодняшний день являются следующие:
1. Создан прототип базы
данных, содержащий информацию по теме “Графы”;
2. Создана
пользовательская оболочка ресурса, представляющая собой набор форм (Delphi).
В
будущем планируется разработка алгоритма навигации, а также объединение всех
полученных результатов с целью организации работоспособности системы в целом.
Также предполагается создание сетевой версии ресурса с использованием языка PHP, так как его
технология связана с Интернетом, и именно этого требует полноценное функционирование ресурса в локальной и
глобальной сети.
6. Заключение
В
качестве результата данной работы планируется получить хорошо работающую
систему, которая позволила бы ученику
получить необходимые знания. Для удобства система должна иметь интуитивно
понятный интерфейс. Также можно организовать поиск по ключевым словам,
понятиям, поиск по формуле или номеру главы. Можно учитывать цели учащегося, то
есть что ему нужно в целом: изучить весь материал или какую-то его часть или
одно определение. В зависимости от цели будет строиться навигация –
последовательно выдавать весь материал. Перед началом работы ученика с системой
можно определять его уровень подготовки к обучению. И если обучающийся не
“новичок”, то ему, возможно, не будет нужно выдавать самый простой материал. В
ходе обучения ученик может просмотреть информацию, которую он уже изучил, а
также ознакомиться со списком концептов, которые ему необходимо пройти.
7. Список литературы
1. Сиговцев, Г. С. Об
информационной технологии проектирования адаптивных образовательных
Интернет-ресурсов. / Г. С. Сиговцев, П. Е. Гладышев - Режим доступа к
статье:
http://www.cs.karelia.ru/~sigovtse/papers/paper3.doc
2 Сиговцев, Г. С. Модель
адаптивного учебного Интернет-ресурса / Г. С. Сиговцев, П. Е. Гладышев - Режим
доступа к статье: http://tm.ifmo.ru/tm2004/
3.
Брусиловский, П. Л. Адаптивные и интеллектуальные технологии для Сетевого обучения
/ П. Л. Брусиловский – Режим доступа к статье:
http://ifets.ieee.org/russian/depository/BrusKaz_1999IST.doc
4. Брусиловский, П. Л.
Адаптивные обучающие системы в World Wide Web: обзор имеющихся в распоряжении технологий / П. Л.
Брусиловский – Режим доступа к статье:
http://ifets.ieee.org/russian/depository/WWWITS.html
5. Бобровский, С. Delphi 5: учебный курс /
С. Бобровский. – СПб.: Питер, 2004. – 638 с.