|
Читайте также: |
По итогам работы с каждой обучающей системой определяется успешность обучаемого, которая дается в процентах. Делается это следующим образом. Для каждого предполагаемого действия устанавливается весовой коэффициент, соответствующий вкладу этого действия в общую деятельность, предусматриваемую системой. Затем эти весовые коэффициенты нормируются таким образом, чтобы их сумма, то есть общая «цена» глобального задания, составляла 100. Таким образом, идеальное выполнение задания системы имеет оценку 100.
Контролю подвергается каждое действие и каждая операция обучаемого. Если в действии не предусмотрена помощь, то за неправильно выполнение действия из общей оценки снимается его стоимость. Если помощь есть, то снятие оценки происходит только при обращении к помощи второго и третьего уровней. Таким образом, оценка представляет собой уровень самостоятельности выполнения задания. При завершении работы система об этом выдает сообщение, например, такое: «Уровень самостоятельности работы составляет 79%». В системах предусмотрено, что преподаватель или учитель сам может устанавливать те весовые коэффициенты, которые считает нужными.
Элементы контрольно-корректировочной части, так же как и элементы ориентировочной части, распределены по всей системе. Больше того, они также входят в состав ориентировочной и исполнительной частей. Выше приводился пример организации ориентировки посредством работы обучаемого с установкой (выполнение тестового задания на соответствие, обсуждение действия установки). Легко видеть, что эта работа существенно опирается на контроль и корректировку.
Тестовые задания, которые служат организации вводно-мотивационного этапа, выполняют также и контрольную функцию. Использование тестовых заданий закрытого, открытого типа и на соответствие описано в предыдущем параграфе.
В системах также применяется эффективный прием, который можно назвать активным контролем. Заключается он в следующем. Если действие выражается в вычислении какого-либо параметра установки (процесса), то после ввода обучаемым численных данных система демонстрирует работу установки (ход процесса) при этом значении параметра. Так как желаемый результат известен, поскольку он определяется заданием (для обучаемого это цель), то обучаемый сам понимает, допустил он ошибку или нет.
Умения, необходимые для выполнения всех действий, предусмотренных системой, и знания, обеспечивающие формирование этих умений, составляют нормативную модель обучаемого. В процессе работы системы все элементы этой модели получают значения («знает/не знает», «умеет/не умеет»), и таким образом строится текущая модель обучаемого оверлейного типа. Сервисная система «Контроль», входящая в состав комплекса, собирает результаты по всем обучаемым, если компьютеры объединены в сеть, и статистически их обрабатывает. Система также допускает сбор результатов на дискету.
3.5. Проблемные ситуации в обучающих системах
Повышенный интерес у обучаемых (правда, не у всех, а только у тех, кто хочет учиться) вызывают обучающие системы, в которых предусмотрены проблемные ситуации в описанном в разделе 2 смысле. Проблемная ситуация здесь проявляется в том, что обучаемые, выполняющие обычные стандартные или очевидные для них действия, совершают ошибки. Эти ошибки, как уже говорилось, обнаруживаются обучаемыми визуально при демонстрации системой процесса или работы установки.
Одной из систем, в которой используются проблемные ситуации, является уже упоминавшаяся система «Обезвредь мину» по теме «Преломление света». Фабула задания системы состоит в следующем. По окончании подводных действий проводились подводные работы по реконструкции порта. На одном из участков его акватории была обнаружена мина. Установлено, что конструкция мины исключает возможность ее обезвреживания. Для уничтожения мины вызван специальный торпедный катер. Мина может взорваться от шума его двигателя и винтов, поэтому должна быть уничтожена при прямом попадании с безопасного расстояния. После сообщения этой информации система формулирует задание: «Вы – капитан торпедного катера. Ваша задача – одним точным выстрелом торпеды уничтожить мину, не допустив повреждения катера».
Далее задаются численные значения необходимых параметров: радиуса поражения мины; скорости движения катера; скорости движения торпеды; глубины, на которой расположена мина; высоты положения торпедного аппарата над уровнем воды. Рис 3.8 дает представление и о катере, и о том, как производится прицеливание с помощью оптического прицела (см. информационное окно).
Выстрел торпедой должен быть произведен с наименьшего допустимого расстояния, которое определяется радиусом поражения мины и глубиной ее нахождения. Знание этого расстояния делает возможным определение угла, под которым должна быть выстреляна торпеда. Для этого обучаемые либо строят сами, либо получают после обращения к помощи необходимый рисунок (рис. 3.9). После этого задача сводится к прицеливанию, т.е. определению расстояния от изображения мины на экране до его перекрестия 
L.
Обучаемые находятся под впечатлением последнего рисунка, он еще находится в их оперативной памяти, они помнят, что торпедный аппарат и мина связаны прямой линией. И многие заключают, что изображение мины и перекрестье прицела должны совпасть, т.е. L = 0. Тем более, что это обычная ситуация при прицеливании. Система демонстрирует процесс при этом значении L, и обучаемый с удивлением видит, что катер получает повреждение. Значит, что-то не учтено, какие-то условия обучаемым упущены; ориентировочная основа действий у него не сформирована, действие не достигло необходимой степени разумности.
Эта ошибка запрограммирована заранее, и в дальнейшем организуется диалог по выяснению характера ошибки. На самом деле здесь обучаемые могут допускать две ошибки, и система устанавливает, какие именно ошибки допускаются. (Когда обучаемый запускает систему, она случайным образом генерирует все начальные данные и затем проводит все необходимые расчеты, предусмотренные как верными, так и неверными траекториями решения. По этим данным и проводится контроль).
Одна из возможных ошибок связана с неучетом закона преломления света, луч которого по пути от торпедного аппарата до мины не прямолинеен, как траектория торпеды, а преломляется при переходе из воздуха в воду. И если допущена эта ошибка, система разворачивает новую систему действий, соответствующую верной траектории решения. Другая ошибка связана с неучетом того обстоятельства, что стрельба происходит с движущегося катера, и в расчетах движения торпеды необходимо использовать не заданную условием ее скорость (по сути дела, скорость относительно катера), а скорость относительно мины (в системе координат, связанной с миной), которая равна векторной сумме скоростей катера и торпеды относительно катера.
Проблемные ситуации содержат также системы «Попади в цель» (кинематика), «Забей гвоздь» (работа и энергия), «Подними груз» (электричество). В системе «Попади в цель» (кинематика) поразить цель необходимо выстрелом из орудия. Однако цель не совсем обычная, она расположена на дне колодца (рис. 3.10). Обучаемым предлагается поэкспериментировать, попытаться подобрать необходимый угол бросания, причем начальный угол устанавливается системой таким образом, чтобы снаряд падал вблизи цели, а его траектория была пологой. Все значения угла, которые затем задаются обучаемыми, конечно, близки начальному, однако успеха обучаемые не достигают. Да это при таких значениях угла и невозможно. Параметры процесса задаются системой таким образом, чтобы при пологой траектории снаряда попасть в цель мешала стенка колодца. Затем обучаемые производят расчеты, при этом им приходится решать квадратное уравнение для угла бросания. И хотя, в принципе, они знают, что квадратное уравнение имеет два корня, они, как правило, ограничиваются первым значением, близким к тем, при которых они экспериментировали и, как им казалось, почти попали в цель. Понятно, что и при рассчитанном таким образом значении угла цель не поражается, что вызывает недоумение обучаемых. В дальнейшем в процессе диалога с системой обучемые приходят к выводу, что в одну и ту же точку можно попасть двумя путями, при двух значениях угла бросания, что кроме пологой (угол бросания меньше 45о) к тому же результату приводит и навесная траектория (угол бросания больше 45о). Решение задачи заключается в использовании именно навесной траектории (рис. 3.11).
В системе “Забей гвоздь”, как уже говорилось, гвоздь забивается за счет энергии шара, который скатывается с наклонной плоскости. Однако шар непосредственно по гвоздю не ударяет, он предварительно приводит в движение молот, сталкиваясь с ним, и затем молот забивает гвоздь. Обучаемым, как обычно, предлагается поэкспериментировать с установкой, они скатывают шар с разной высоты и наблюдают, как он сталкивается с молотом, как потом молот и шар вместе движутся, достигают гвоздя и вбивают его в стенку, преодолевая силу сопротивления. Исходными данными при выполнении задания являются: масса шара, масса молота, коэффициент трения молота о плоскость, путь молота до гвоздя, глубина, на которую должен быть вбит гвоздь, сила сопротивления при вбивании гвоздя. Известно также, что молот и гвоздь изготовлены из стали. Требуется найти необходимую высоту подъема шара. На рис. 3.12 показано исходное состояние процесса, на рис.3.13 – конечное.
В этой системе сразу три проблемных ситуации. Если бы речь шла не об обучающей системе, а об обычном решении этой задачи, две из этих проблемных ситуаций можно было бы отнести к пассивным. Однако в обучающей системе пассивные проблемные ситуации должны обрабатываться так же, как и активные. Любая не случайная ошибка (т.е. такая, которая допускается не одним обучаемым, а несколькими) должна быть предварительно идентифицирована, системой она должна быть обсуждена, должны быть развернуты действия по ее исправлению.
Первые две проблемных ситуации возникают (обучаемые совершают ошибку) при определении работы силы трения. Вначале неверно находится сила трения молота о плоскость; поскольку это сила трения молота, то при определении силы нормального давления обучаемые учитывают только силу тяжести самого молота. А ведь молот движется вместе с шаром, и сила нормального давления определяется суммарной силой тяжести молота и шара. Другая ошибка заключается в неверном определении пути, на котором действует сила трения. Его принимают равным пути молота до гвоздя, не учитывая того, что работа трения совершается и в то время, когда гвоздь внедряется в доску. Таким образом, работа силы трения совершается на пути, равном сумме пути молота до гвоздя и глубины, на которую должен быть вбит гвоздь.
Центральной является третья проблемная ситуация, которая возникает при определении кинетической энергии системы молот-шар, необходимой для нахождения скорости этой системы. Пока нами не обнаружен ни один студент, который прошел бы здесь по правильной траектории решения, – все считают, что кинетическая энергия системы молот-шар непосредственно после удара равна кинетической энергии шара перед ударом. В этом они видят проявление закона сохранения энергии. (А как считаете Вы, читатель? Видны ли Вам какие-либо обстоятельства, которые позволяют считать иначе?). Пройдя весь путь до конца, студенты при демонстрации работы установки воочию убеждаются, что гвоздь забивается не на заданную глубину, а большую, чем необходимо (почему?). Получается так, что энергия не сохраняется!
В разворачиваемом затем диалоге выясняется причина ошибки. Это делается с помощью последовательности активных подсказок: «После соударения шар и молот движутся вместе» (соударение шара и молота многократно наблюдалось при экспериментальных запусках установки); «Удар, в результате которого соударяемые тела движутся вместе, называется абсолютно неупругим»; «При абсолютно неупругом ударе механическая энергия не сохраняется» (конечно, в замкнутой системе молот-шар энергия сохраняется. Не сохраняется ее механическая компонента, или кинетическая энергия); «Расчет абсолютно упругого удара производят согласно закону сохранения импульса». И все становится на свое место.
Дата добавления: 2014-12-19; просмотров: 31 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |