При выполнении учебной задачи используется некоторая реализация алгоритмического предписания [5], характеризуемая используемым набором операций , которые определяют свойства задачи. Под типовой операцией понимается законченная по смыслу, учитывающая специфику предметной области обучения операция, предполагающая элементарные действия над концептами. Ядро оверлейной модели умений обучаемого представлено в виде вектора
, где
– вероятность правильного применения операции
-го типа, вычисляемая с использованием байесовского подхода по результатам решения учебной задачи на
-ом шаге обучения [3]. Выдача обучаемому релевантного учебного материала по результатам решения учебной задачи обеспечивается установлением взаимосвязи операций и концептов. Взаимосвязь операций (правил) и концептов отражает отношение
, где
– множество операций, а
– множество концептов. Это отношение задается матрицей
, строки которой соответствуют операциям
, а столбцы – концептам
. Элемент матрицы
определяется следующим образом:
![]() | ![]() | 1, если в операции ![]() ![]() |
На рис. 2 представлен пример матрицы с дополнительной нижней строкой, содержащей элементы
, где
- количество операций из всего множества операций
в которых используется концепт
.
ОПЕРАЦИИ (ПРАВИЛА) | КОНЦЕПТЫ | |||||
![]() | ![]() | … | ![]() | … | ![]() | |
![]() | … | |||||
![]() | … | |||||
… | … | … | … | … | … | … |
![]() | ||||||
… | … | … | … | … | … | … |
![]() | ||||||
a1 | a2 | … | at | … | aT |
Figure 2. Матрица взаимосвязи операций и концептов.
Матрица является формализованным описанием структур операций. В соответствии с алгоритмическим подходом концепт, используемый в операции, является её неотъемлемой частью. Следовательно на каждом
-ом шаге обучения уровень усвоения обучаемым каждого концепта, используемого в операции
не может быть ниже уровня усвоения этой операции в целом на этом же шаге, то есть
, где
– оценка уровня усвоения концепта
. Более точно вычислить
по результату выполнения операции
в общем случае нельзя из-за отсутствия адекватной обратной связи. В связи с тем, что при решении учебной задачи на
-ом шаге обучения один и тот же концепт может использоваться в разных операциях, то для вычисления интегрированной оценки уровня усвоения концепта
необходимо учитывать уровень усвоения этих операций. Таким образом, интегрированную оценку уровня усвоения
концепта
по результатам выполнения учебной задачи, на
-ом шаге обучения предлагается вычислять по следующей формуле:
.
Аналогично взаимосвязи операций и концептов (рис. 2) задается взаимосвязь страниц ЭУ и концептов, описанных на этих страницах. Эту взаимосвязь отражает отношение , где
– множество страниц ЭУ с типовой структурой (рис. 1), а
– множество концептов. Отношение
задается матрицей
, строки которой соответствуют страницам
, а столбцы – концептами
. Элемент матрицы
определяется следующим образом:
![]() | ![]() | 1, если на странице ![]() ![]() |
Оценка неусвоения обучаемым на
-ом шаге обучения знаний, изложенных на странице
ЭУ вычисляется по формуле:
.
Использование при расчете значений
, вычисляемых на основе значений
обеспечивает учет предыстории выполнения обучаемым учебных задач, что является необходимым требованием при построении адаптивных систем обучения. По завершении выполнения задач в случае наличия ошибок формируется сообщение, содержащее перечень ссылок на страницы ЭУ (рис. 1) с указанием обучаемому вернуться к проработке представленного в них учебного материала. Перечень страниц ЭУ сортируется по убыванию значений
, то есть обучаемому предлагается проработать в первую очередь те страницы, которые хуже усвоены. Реализация предложенного метода определения релевантных страниц ЭУ, соответствующих знаниям и умениям обучаемого на
-ом шаге обучения, потребовала расширения среды обучения, создаваемой и поддерживаемой инструментальными средствами серии MONAP [3, 4]. Для обеспечения связи между концептами ЭУ и операциями ИОС введен новый параметр интегрированной среды обучения – “число изучаемых концептов” (рис. 3).
Figure 3. Parameters of learning process model
Conclusions
Разработан новый, дополнительный метод адаптации, интегрированный в инструментальные средства серии MONAP. На каждом шаге обучения, по результатам решения учебной задачи определяется релевантный для обучаемого учебный материал, изложенный в ЭУ. Инвариантность к ПО описанных механизмов адаптации обеспечивает их потенциально высокую тиражируемость.
Список литературы
[1] Brusilovsky, P. Methods And Techniques Of Adaptive Hypermedia. User Modeling and User-Adapted Interaction, 6 (2-3), 1996, pp. 87-129
[2] I. Galeev. Automation of the ETS Desing, Educational Technology - September-October 1999. - V. XXXIX, No. 5. - pp. 11-15.
[3] Galeev I., Chepegin V. and Sosnovsky S., MONAP: Models, Methods and Applications, Proceedings of the International Conference KBCS 2000, Mumbai, India. pp. 217-228.
[4] Ildar Galeev, Larissa Tararina, Oleg Kolosov, Vlad Kolosov, Structure and implementation of partially integrated adaptive learning environment, in Allison Rossett (ed): Proceedings of E-Learn 2003, Phoenix, Arizona USA, November 7-11, 2003, p. 2151-2154.
[5] Landa, L. Algorithmization in Learning and Instruction. Englewood Cliffs, NJ: Education Technology Publications, 1974.