Силаенков А.Н. Автоматизированные обучающие системы. Обзор

Подождите немного. Документ загружается.

5. Технология КАДИС, используемая в данной работе, имеет

четкую научно-методическую основу, проста и доступна практически для

для любого преподавателя, владеющего компютером на уровне

непрограммирующего пользователя, и позволяет создавать электронные

средства поддержки обучения высокого дидактического качества в сфере

физической культуры.

6. Разработанные учебные комплексы по физической культуре

успешно прошли опытную эксплуатацию в условиях реального учебного

процесса, апробацию на ряде научно-методических конференций и могут

быть рекомендованы для внедрения в учебных заведениях среднего, высшего

и дополнительного, в том числе и дистанционного образования.

7. Различные версии учебных комплексов размещены в Интернет на

сервере ЦНИТ СГАУ (http://cnit.ssau.ru) в разделе "Дистанционное

образование" для свободного офф- и он-лайнового применения. Здесь же

можно получить и педагогический инструментарий системы КАДИС,

позволяющий вносить коррективы в готовые и создавать собственные

электронные учебники.

Литература

1. Богданов В.М., Пономарев В.С. Компьютерная поддержка

методико-практических занятий // Межвуз. сб. науч. трудов "Вопросы

физического воспитания студентов". - Магнитогорск: МГМА, - 1997, с. 8-10.

2. Богданов В.М., Пономарев В.С., Соловов А.В. Образование в

области физической культуры с помощью компьютерных технологий //

Тезисы докл. междунар. конф. ЮНЕСКО "Образование взрослых - шаг

России в XXI век (импульс V-ой Гамбургской конференции по образованию

взрослых)". - Нижний Новгород: ННГАСУ, 1999. - Часть 2, с. 93-94.

3. Богданов В.М., Пономарев В.С., Соловов А.В. Использование

современных информационных технологий в теоретической и методико-

практической подготовке студентов по физическому воспитанию //

Материалы Всероссийской научн.-практ. конф. "Физическая культура и

спорт на рубеже тысячелетий". СПб.: СПб. гос. педаг. ун., 2000. - Часть 2, с.

23-24.

4. Богданов В.М., Пономарев В.С., Соловов А.В. Сотвори себя сам:

Учебное пособие. - Самара: СГАУ, 2001. - 150 с.

5. Соловов А.В. Информационные технологии обучения в

профессиональной подготовке // Высшее образование в России, 1995, N 2. с.

31-36.

6. Соловов А.В. Проектирование компьютерных систем учебного

назначения: Учебное пособие. - Самара: СГАУ, 1995. - 138 с.

7. Физическая культура: Примерная учебная программа для высших

учебных заведений. - М.: Министерство образования РФ, 2000. - 27 с.

ПРЕПОДАВАНИЕ РУССКОГО ЯЗЫКА КАК ИНОСТРАННОГО

И АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ОБУЧАЮЩИЕ СИСТЕМЫ (Беляков

М.В., Максименко О.И.)

Одним из интереснейших направлений в совершенствовании и

развитии методов преподавания русского языка как иностранного (РКИ),

позволяющих интенсифицировать процесс обучения, несомненно, является

использование достижений в области компьютерной техники и технологии,

которые последние годы носят взрывоподобный характер.

Использование новых процессоров, открывающих широкие

возможности обработки текстовой, звуковой и графической информации, не

только позволяет искать новые подходы в области создания и использования

компьютерных обучающих программ по РКИ, но и говорить о создании

компьютерных обучающих систем. По сути, использование средств

мультимедиа,

в сочетании с возможностями ряда уже существующих

лингвистических процессоров (ЛП) позволяет осуществить новый

концептуальный подход при создании обучающих программных продуктов

по РКИ. Новизна заключается в том, что мы можем в достаточно полном

объеме оперировать понятием комплексности и системности в обучении с

помощью компьютера, поскольку открывается возможность создания не

просто обучающих компьютерных программ, покрывающих отдельные

грамматические или иные аспекты языка и при этом ограниченных узкими

рамками жестко встроенной не изменяемой пользователем базы данных, а

обучающих систем, охватывающих язык как единое целое и позволяющих

вести обучение в интерактивном режиме с активным использованием средств

мультимедиа в учебных целях.

Подобный подход к языку как единому целому, обеспечивающий учет

морфологических, синтаксических и семантических связей, уже реализован в

ряде систем машинного перевода (СМП), таких как STYLUS, СПРИНТ,

АСПЕРА. Такой подход может служить достаточно надежной основой при

создании современных автоматизированных, сочетающих в себе широкие

возможности средств мультимедиа для комплексного обучения видам

речевой деятельности, обучающих систем (АОС), предназначенных для

обучения РКИ или другому иностранному языку.

Современная АОС понимается как высокоорганизованная

многофункциональная обучающая система, сочетающая в себе возможности

ряда автоматизированных систем обработки текста и некоторые элементы

автоматизированных систем обработки речи, предполагающая использование

в максимальной степени технических возможностей компьютера и средств

мультимедиа в интерактивном режиме, способная служить основным

средством обучения, с помощью которого могут быть реализованы

практические и общеобразовательные цели обучения.

Современная АОС, в отличие от создававшихся ранее обучающих

программ по РКИ, при условии базирования на (ЛП), подобном СМП,

позволяет подходить к решению методических и лингвистических задач на

более высоком "интеллектуальном" уровне. Традиционные программы

строились на основе использования единого алгоритма, позволяющего

учащемуся на поставленный вопрос дать лишь один ответ, жестко

зафиксированный авторами в качестве правильного. Это приводило к тому,

что, например, изменение учащимся порядка слов в предложении при ответе,

вполне приемлемое с точки зрения языка, признавалось ошибкой, поскольку

на программном уровне оно могло быть не учтено. Аналогично,

синонимические замены приравнивались к ошибке и т.д. Это вело к тому, что

авторы должны были выискивать такие примеры, которые не предполагали

бы наличия нескольких возможных ответов.

Конечно, нельзя утверждать, что подобные алгоритмы абсолютно не

приемлемы, но следует заметить, что они существенно сужают подход к

языковым явлениям, значительно снижая творческие возможности обучения

и ограничивая возможности учащегося при выходе в речь.

Алгоритмы, подобные используемым в СМП, допускают

вариативность ответов, что наиболее значимо, скорее всего, даже не на

уровне слова, а на уровне высказывания.

На сегодняшний день, естественно, невозможно говорить о полной

замене старых алгоритмов новыми, но их совместное использование в виде

единого комплекса вполне оправдано.

Наибольший интерес при разработке АОС нового типа представляет

начальный этап обучения, поскольку он наименее вариативен и менее

динамичен стилистически, менее подвержен таким трудно поддающимся

машинной обработке явлениям, как омонимия. Следовательно, именно на

этом этапе обучения лингвистический процессор, использующий принцип

СМП, даст наиболее корректные результаты. Кроме того, именно на этом

этапе у учащихся начинают формироваться основные речевые навыки.

Следовательно, первым шагом на пути создания современной АОС

должно быть автоматизированное базовое учебное пособие для начального

этапа обучения, предполагающее возможность расширения учебного

материала до пределов, диктуемых конкретными задачами индивидуально-

ориентированного обучения, а также возможность перегруппировки и

реорганизации учебного материала в соответствии с индивидуальными

особенностями учащегося и с учетом конкретных избирательных,

комплексных, промежуточных и конечных целей обучения.

Использование в АОС лингвистического процессора, аналогичного

СМП, позволяет решить ряд задач, которые ранее казались неразрешимыми:

1. Ввод любого нового текста в качестве учебного.

2. Перевод русского текста на иностранный язык (например,

английский).

3. Получение информации о любом слове, присутствующем в

тексте.

4. Получение информации о сочетаемости слов.

5. Использование синонимов и синонимичных конструкций.

6. Контроль за корректностью графического воспроизведения

учащимся русского слова (контроль за орфографией).

7. Грамматический, морфологический и синтаксический контроль в

конструкциях, продуцируемых учащимся.

Это возможно благодаря автоматической обработке текста с помощью

лингвистического процессора. Под обработкой текста подразумеваются

следующие операции:

1) анализ русского текста урока;

2) синтез английских текстовых структур, эквивалентных исходным в

русском тексте.

Первая операция включает в себя следующее:

 анализ синтаксических структур текста;

 лексический анализ;

 грамматический и морфологический анализ;

 семантизация лексики.

Вторая операция (синтез) включает в себя 3 основных этапа:

1) ввод результатов анализа русского текста (или его фрагментов);

2) синтез английского текста, адекватного исходному русскому;

3) вывод результатов синтеза английского текста на экран.

Таким образом, современная АОС понимается как система с высокими

смыслоразличительными способностями, основанная на использовании

принципов лингвистического анализа и синтеза, применяемых в СМП, таких

как АСПЕРА (Автоматизированная Система Перевода с Русского языка на

Английский), разрабатываемая под руководством Э.И.Королева.

Лингвистический анализ, проводимый при анализе русского текста,

включает автоматизированный морфологический и синтаксический анализ

исходного русского текста. При синтезе иноязычного текста осуществляется

трансфер, синтаксический и морфологический синтез текста на выходном

языке (английском).

Задачей этапа синтаксического синтеза является построение такой

фразы на английском языке, которая была бы понятна пользователю.

Входной информацией для синтаксического синтеза является

семантико-синтаксическая структура, полученная на этапе анализа.

Результаты перевода выводятся на экран в виде подстрочного перевода

для каждого отдельного предложения исходного русского текста урока. Он

может быть также выведен в виде единой текстовой структуры с учетом

текстовой структуры исходного текста.

Для обеспечения корректного анализа и синтеза текста необходимо

наличие в системе словарей большого объема, подобных словарям АСПЕРЫ.

В словарь вносятся слова в виде квазиоснов и словосочетания в

декларативной форме, а также формируется словарная статья, описывающая

их. Работа словарей поддерживается соответствующими грамматическими и

лексико-семантическими списками.

Подобный словарь выполняет следующие функции:

 автоматический словарь-справочник,

 обеспечение лексико-грамматической базы данных системы,

 обеспечение анализа русского текста и синтеза английского

текста.

Использование СМП, таких как АСПЕРА, в качестве прототипа для

АОС по РКИ позволяет приблизиться к решению проблемы пополнения

обучающей системы без привлечения искусственного языка, поскольку

мощные словарные и грамматические базы данных, подобные базе данных

СМП АСПЕРА, способны обеспечить анализ новых текстов, вводимых

самим пользователем, а также синтез иноязычного эквивалента.

АОС, использующие возможности СМП, обладают рядом преимуществ

как перед обучающими компьютерными программами, так и перед

традиционными печатными учебниками. Во-первых, это мощный банк

данных, способный вместить в себя несколько традиционных учебников,

словарей и справочников. Во-вторых, моментальный доступ к любой

имеющейся в банке данных информации. В-третьих, комбинированное

сочетание текста, графики (включая и динамичную форму - анимацию) и

звука. В-четвертых, возможность адекватно оценивать ответы учащегося с

помощью программных средств даже в условиях, когда допущены

синонимические замены. А также ряд других возможностей, среди которых

особо отметим возможность использования АОС как в режиме полной

автономности, так и в сочетании с другими учебными пособиями.

ЛП, подобные СМП АСПЕРА, позволяют достичь этого в АОС

благодаря:

1) наличию в системе автоматизированного двуязычного словаря, не

только покрывающего весь лексический объем уже имеющихся текстов, но и

позволяющего вводить новые тексты;

2) наличию в системе мощной грамматической и лексико-

семантической базы данных;

3) высокой "интеллектуальности", основанной на использовании

современных лингвистических анализаторов и синтезаторов.

В заключение, следует отметить, что применение ряда принципов СМП

и других лингвистических процессоров, таких как автоматизированные

системы обработки текста и речи, при разработке новых АОС способно

разрешить такую проблему, как фундаментальность и гибкость АОС, а,

значит, и существенно повлиять на качество обучения языку.

Библиография

1. Грязнухина Т.А., Дарчук Н.П. Синтаксический анализ в системе

автоматической обработки научных текстов// Актуал. пробл. компьютер.

лингв./ Тез. докл. Всес. конф./ Тарту, 29-31 мая 1990 г. - Тарту - 1990. - С.41-

42.

2. Егоров А.М., Кедрова Г.Е. Применение компьютерных multimedia

технологий в филологическом образовании: новые подходы - новые

перспективы.// Вестник МГУ, Сер.9 фил. - 1994 - N3 - С.37-44.

3. Королев Э.И. Промышленные системы машинного перевода. - М.:

ВЦП. - 1991.

4. Кюннап Э. Автоматическое распознавание речи. - Таллинн: Ин-т

кибернетики АН Эстонии - 1989. - 108с.

5. Марчук Ю.Н. Актуальные проблемы анализа и синтеза речи// НТИ/

Сер.2. - 1991. - N4. - С.23-25.

6. Молдокулова Н.В., Трунин-Донской В.Н. Лингво-акустические

проблемы создания системы распознавания слитной речи на ЭВМ. - Фрунзе:

Илим. - 1989. - 136с.

7. Пиотровский Р.Г. Лингвистический автомат и искусственный

интеллект. Лингвистические проблемы искусственного интеллекта. Тезисы

VI симпозиума,апрель 1990 - Ленинград: ВНТО радиотехники, электроники и

связи. - 1990. - с.27.

8. Partridge D., Wilks Y., eds. The Foundations of Artificial Intelligence: A

Сourcebook. - Cambridge, UK: Cambridge University Press. - 1990. - 498p.

9. Smith P.D. An Introduction to Text Processing. - Cambridge, MA: The

MIT Press. - 1990. - 300p.

10. Gerwen R.P. Automatic Text-to-Speech Conversion for Spanish. -

Nijmegen - 1991. - 115p.

11. Hutchins W.J. An Introduction to Machine Translation. //

Computational Linguistics - 1993 - N2 - Pp.383-400.

12. Loritz D. Voice Recognition Technology for Machine Translation//

ЭВМ и перевод. - М.: ВЦП. - 1991.

ЭЛЕКТРОННЫЕ УЧЕБНИКИ

ВВЕДЕНИЕ

Современная система образования все активнее использует

информационные технологии и компьютерные телекоммуникации. Особенно

динамично развивается система дистанционного образования, чему

способствует ряд факторов, и прежде всего – оснащение образовательных

учреждений мощной компьютерной техникой и развитие сообщества сетей

Интернет.

Лекционно-семинарная форма обучения давно потеряла свою

эффективность - практика доказала, что почти 50% учебного времени

тратится впустую. Изучая зарубежный опыт, можно выделить следующий

важный аспект: преподаватель выступает не в роли распространителя

информации (как это традиционно принято), а в роли консультанта,

советчика, иногда даже коллеги обучаемого. Это дает некоторые

положительные моменты: студенты активно участвуют в процессе обучения,

приучаются мыслить самостоятельно, выдвигать свои точки зрения,

моделировать реальные ситуации.

Развитие информационных технологий предоставило новую,

уникальную возможность проведения занятий - внедрение дистанционной

формы обучения. Она, во-первых, позволяет самому обучаемому выбрать и

время и место для обучения, во вторых, дает возможность получить

образование лицам, лишенным получить традиционное образование в силу

тех или иных причин, в третьих, использовать в обучении новые

информационные технологии, в четвертых, в определенной степени

сокращает расходы на обучение. С другой стороны, дистанционное

образование усиливает возможности индивидуализации обучения.

Как правило, в дистанционной форме обучения применяются

электронные учебники. Достоинствами этих учебников, на наш взгляд,

являются: во-первых, их мобильность, во-вторых, доступность связи с

развитием компьютерных сетей, в-третьих, адекватность уровню развития

современных научных знаний. С другой стороны, создание электронных

учебников способствует также решению и такой проблемы, как постоянное

обновление информационного материала. В них также может содержаться

большое количество упражнений и примеров, подробно иллюстрироваться в

динамике различные виды информации. Кроме того, при помощи

электронных учебников осуществляется контроль знаний - компьютерное

тестирование.

На современном этапе дистанционное обучение является очень

популярной формой образования в мире. Сегодня сетью университетов и

колледжей, обучающих дистанционным методом, покрыты пять

континентов. Создана Международная Академия Информатизации, а при ней

в 1998 г. Всемирный Распределенный Университет, который сегодня

зарегистрирован в трех странах – в России, в Казахстане и Бельгии.

Практика использования электронных учебников показала, что

студенты качественно усваивают изложенный материал, о чем

свидетельствуют результаты тестирования. Таким образом, развитие

информационных технологий дает широкую возможность для изобретения

новых методов методик в образовании и тем самым повысить его качество.

1. ВЫБОР СРЕДСТВ СОЗДАНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ

1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНИКАХ

А теперь настало самое время попытаться ответить на вопрос "Что

следует понимать под термином «Дистанционное обучение»?".

Дистанционное обучение - комплекс образовательных услуг,

предоставляемых широким слоям населения в стране и за рубежом с

помощью специализированной информационной образовательной среды,

базирующейся на средствах обмена учебной информацией на расстоянии

(спутниковое телевидение, радио, компьютерная связь и т.п.).

Информационно-образовательная система ДО представляет собой системно-

организованную совокупность средств передачи данных, информационных

ресурсов, протоколов взаимодействия, аппаратно-программного и

организационно-методического обеспечения, ориентированную на

удовлетворение образовательных потребностей пользователей. ДО является

одной из форм непрерывного образования, которое призвано реализовать

права человека на образование и получение информации.

То есть под дистанционным обучением будем понимать любой вид

передачи знаний, где обучающий и обучаемый разобщены во времени и/или

пространстве. Если согласиться с этим определением, то "старое доброе"

заочное обучение и есть прообраз современного ДО, в котором, однако,

отсутствует элемент индивидуализации. Каким же образом можно привнести

элементы индивидуализации в компоненты дистанционного обучения?

Поскольку современные компьютеры позволяют с большой

эффективностью воспроизводить практически все известные до настоящего

времени виды передачи информации, и, что нам представляется наиболее

важным, только они могут реализовать адаптивные алгоритмы в обучении и

обеспечить преподавателя объективной и оперативной обратной связью о

процессе усвоения учебного материала, то становится совершенно

очевидным, что принципиальное отличие ДО в сегодняшнем его понимании

от традиционного заочного заключается не только в том, что "перо и бумагу"

заменяет компьютер, а "голубиную почту" - Интернет. Мультимедийный

компьютер - это не только новый интегрированный носитель информации,

это - устройство наиболее полно и адекватно отображающее модель "face to

face". Кроме этого, только в компьютерах могут быть реализованы

информационно-справочные системы на основе гипермедийных ссылок, что

также является одной из важнейших составляющих индивидуализации

обучения.

Что же такое «Электронный учебник» и в чем его отличия от обычного

учебника? Обычно электронный учебник представляет собой комплект

обучающих, контролирующих, моделирующих и других программ,

размещаемых на магнитных носителях (твердом или гибком дисках) ПЭВМ,

в которых отражено основное научное содержание учебной дисциплины. ЭУ

часто дополняет обычный, а особенно эффективен в тех случаях, когда он:

 обеспечивает практически мгновенную обратную связь;

 помогает быстро найти необходимую информацию (в том числе

контекстный поиск), поиск которой в обычном учебнике затруднен;

 существенно экономит время при многократных обращениях к

гипертекстовым объяснениям;

 наряду с кратким текстом - показывает, рассказывает, моделирует и

т.д. (именно здесь проявляются возможности и преимущества мультимедиа-

технологий) позволяет быстро, но в темпе наиболее подходящем для

конкретного индивидуума, проверить знания по определенному разделу.

К недостаткам ЭУ можно отнести не совсем хорошую

физиологичность дисплея как средства восприятия информации (восприятие

с экрана текстовой информации гораздо менее удобно и эффективно, чем

чтение книги) и более высокую стоимость по сравнению с книгой.

1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ СОЗДАНИЯ

ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНИКОВ

Средства создания электронных учебников можно разделить на

группы, например, используя комплексный критерий, включающий такие

показатели, как назначение и выполняемые функции, требования к

техническому обеспечению, особенности применения. В соответствии с

указанным критерием возможна следующая классификация:

 традиционные алгоритмические языки;

 инструментальные средства общего назначения;

 средства мультимедиа;

 гипертекстовые и гипермедиа средства;

Ниже приводятся особенности и краткий обзор каждой из выделенных

групп. В качестве технической базы в дальнейшем имеется в виду IBM

совместимые компьютеры, как наиболее распространенные в нашей стране и

имеющиеся в распоряжении университета.

1.2.1. ТРАДИЦИОННЫЕ АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ ЯЗЫКИ

Характерные черты электронных учебников, созданных средствами

прямого программирования:

 разнообразие стилей реализации (цветовая палитра, интерфейс,

структура ЭУ, способ подачи материала и т.д.);

 сложность модификации и сопровождения;

 большие затраты времени и трудоемкость;

 отсутствие аппаратных ограничений, т.е. возможность создания ЭУ,

ориентированного на имеющуюся в наличие техническую базу.

1.2.2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ОБЩЕГО

НАЗНАЧЕНИЯ