Только Word
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
1.1. Проблемные среды математических задач
1.2. Моделирование пространства состояний задачи
1.3. Модель равных цен учебной деятельности по поиску решения задач
1.3. Траектория учебной деятельности (актиограмма) и функция сложности проблемных сред
1.4 Стохастическая модель обучаемости Буша -Мострелли
1.5. Учебная деятельность поиска решения задачи как способ разрешения конфликта
Выводы к главе 1
ГЛАВА 2 МАРКОВСКИЕ МОДЕЛИ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧ
2.1. Экспертная система целенаправленной деятельности (ЭСЦД)
2.2. Марковская модель (без памяти) учебной деятельности поиска решения задач на основе ЭСЦД
2.3. Трудоемкость учебной деятельности в Марковской модели
Выводы к главе 2
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Актуальность исследования. В современном обществе наряду с накоплением эмпирических данных в различных областях знаний наблюдается качественный рост теоретических исследований, который выражается в изменении самой парадигмы их проведения. В научной литературе часто встречаются такие понятия, как «качественные изменения», «развитие», «самоорганизация», с помощью которых описывают многообразие меняющегося мира. Изменения коснулись и теории обучения, а с развитием кибернетики и информационных технологий, основанных на применении компьютеров в обучении, обнаружились общие проблемы, и методология их решения подвигла к новому пониманию проблемы управления учебной деятельностью и ее диагностики.
Современные достижения теории искусственного интеллекта, кибернетики, управления нелинейными системами, психодиагностики и др. позволяют создавать эффективные компьютерные программы для применения в процессе обучения – от различных тестовых оболочек до автоматизированных распределенных обучающих систем. Протоколирование деятельности используется для адаптации программных комплексов к особенностям обучаемого, с использованием специально разработанных моделей.
Описанные в литературе (Растригин Л.А [37]., Кудрявцев В.Б [38]., Ковалев И.В., Доррер А.Г [39]., Усачев А.В [41].) адаптивные компьютерные обучающие системы призваны передать обучаемому предусмотренный объем информации, т.е. организовать, как указывает Беспалько В.П., сообщающее обучение. При таком подходе к управлению процессом обучения основную часть учебной информации обучаемый получает вследствие рецепции, а не продуцирования информации. В системах, построенных на принципах, изложенных Растригиным Л.А [37]., представляющих наиболее развитые комплексы, хотя и происходит адаптация к индивидуальным параметрам пользователя, но возникает проблема создания адекватных моделей обучаемого. От точности совпадения параметров модели и оригинала (обучаемого) зависят качество и эффективность управления процессом обучения.
Однако систему «обучающий – обучаемый» необходимо рассматривать, как активную, то есть систему, в которой обучаемый обладает свойством активности, в том числе свободой выбора своего состояния. Помимо возможности выбора состояния обучаемый обладает собственными интересами и предпочтениями, то есть осуществляет выбор состояния целенаправленно, с учетом обстоятельств конкретной ситуации, специфических условий, в которых он оказался. В связи с этим поиск адекватных параметров модели обучаемого еще более затруднен.
Особый интерес представляет деятельность, связанная с решением пространственных задач. Диагностика деятельности по конструированию пространственных объектов имеет большое значение для коррекции качества подготовки будущих инженеров, так как специфика инженерной профессии требует хорошо развитой функции воображения и зрительного синтеза, предоставляющей человеку возможность строить новые объекты в сознании. Именно этот вид зрительного синтеза осуществляют инженеры, работая над новыми проектами. При этом конечные результаты работы воображения и непосредственного восприятия эквивалентны [3,6].
Как следует из диссертации Шадрина И.В. обучающиеся решению пространственных задач могут осуществлять учебную деятельность либо преимущественно в виде мысленных манипуляций (преобразований) модели задачи, либо путем проб и ошибок. В первом случае учебная деятельность осуществляется с опорой на внутренний контекст (используется метод наблюдения или самонаблюдение), во втором – с опорой на внешний контекст или фактические реакции среды.
Обычно, обучающийся получает информационные подкрепления правильности или неправильности его действий, то есть активность, как способность совершать действия есть только у обучающегося, а обучающая система оказывает на него только информационные воздействия. В этом случае, достижение цели (решение задачи) зависит от памяти и интеллекта обучающегося.
Однако, актуально сконструировать такую систему регулирования учебных действий, которая обеспечила бы достижение цели независимо от наличия или отсутствия у обучающегося памяти и интеллекта. Тогда появляется возможность диагностики процесса получения решения задачи для любых испытуемых.
Таким образом, можно выделить группу противоречий между:
• современными достижениями средств информатики и ИКТ, теории развивающего обучения, кибернетики, системного анализа и недостаточным уровнем реализации средствами ИКТ математических моделей учебной деятельности, их практического использования при создании и применении компьютерных систем управления и диагностики продуктивной учебной деятельности при научении решению пространственных задач;
• существующей аналогией между учебной деятельностью при решении задач и Марковской моделью и отсутствием Марковской модели учебной деятельности, имеющей точное математическое решение, определяющее вероятность достижение цели, при случайном характере действий.
Выявленная группа противоречий определяет проблему исследования.
Объект исследования – Математические модели учебной деятельности при решении задач.
Предмет исследования – Марковские модели учебной деятельности при научению решения задач.
Цель работы – Разработать и исследовать вероятностные математические модели учебной деятельности
Гипотеза исследования – Если разработать марковскую модель учебной деятельности «без памяти», то это позволит получить из эксперимента по динамическому тестированию диагностическую информацию о процессиальных характеристиках учебной деятельности, что поможет повысить эффективность организации учебной деятельности по научению решения задач....
1. Андерсон Дж. Когнитивная психология. - СПб.: Питер, 2002. - 496 с.
2. Богомаз И.В., Дроздова Л.Н., Дьячук П.П., Шадрин И.В.Диагностика учебной деятельности по конструированию пространственных объектов//Вестник КГПУ им. В.П. Астафьева. 2011. №2. С.33-38
3. Шадрин И.В. Взаиморегулирование структуры системы действий в информационной системе «обучающийся – пазловая проблемная среда» // Управляющие системы и машины. 2010.№2. С. 17-22.
4. Бортновский С.В.,Дьячук П.П., Ларикова Е.В., Кузмин Д.Н. Динамическое тестирование // 56-е Герценовские чтения по проблемам обучения математике в школе и вузе: международная научная конференция. Санкт- Петербург,2003.
5. Бортновский С.В. Методы компьютерной диагностики обучаемости рещению задач // качество профессионально-педогогической подготовки учителя: межвузовский сборник статей. Красноярск,2004.С.157-163.
6. Дьячук П.П. Компьютерные динамические тесты. Психолого-педагогическая диагностика обучаемости / Дьячук П.П., Стюгин А.А. // учебное пособие, - Красноярск, 2004. - С. 198.
7. Дьячук П.П, Л.Н. Дроздова, П.П.Дьячук (мл.), С.В.Бортновский, И.В.Шадрин., Управление адаптацией обучающихся в проблемных средах и диагностика процессов саморегуляции учебных действий. 2010. 384 С.
8. Дьячук П.П., С.В.Бортновский, П.П.Дьячук (мл.), Ю.С.Николаева И.В.Шадрин., Компьютерные системы управления и диагностики учебной деятельности в условиях коммуникаций и ограничения ресурсов. 2014. 172 С.
9. Дьячук П.П., Шадрин И.В. Динамическая информационная система управления и диагностика обучаемости //Информационные технологии моделирования и управления. 2008. № 2(45). С. 229–237
10. Шадрин И.В. Компьютерные обучающие и диагностирующие игры на примере программы "Динамические пазлы" / Шадрин И.В. // Материалы II межрегиональной научно-практической конференции с международным участием "Открытое образование: опыт, проблемы, перспективы", - Красноярск, 2006, - С. 148-151.
11. Вентцель Е.С. Прикладные задачи теории вероятности. М.: Радио и связь. 1983. 416 с.
12. Гудвин Д. Исследование в психологии. Методы и плагирование. 3-е изд.СПб: Питер, 2004. 557с
13. Дьячук П.П., Моделирование учебной деятельности Марковскими цепями на примере конструирования пространственных объектов//Системы управления и информационные технологии. 2010. Т. 39. № 1.2.. С. 229-233
14. Дьячук П.П., Дьячук И.П. Диагностика обучаемости деятельности по решению задач//Вестник КГПУ им. В.П. Астафьева. 2011. №2. С.98-104
15. Дьячук П.П. Динамические компьютерные системы управления и диагностики процесса обучения. 2005. – 344с....65