Адаптивная технология обучения, основанная на когнитивном научении - Диссертация

Этот вид обучения предполагает использование современных информационных технологий, технологий мультимедиа и Интернет для повышения качества обучения. Наиболее перспективными с точки зрения поддержки процесса обучения являются адаптивные технологии обучения, т.е. поддерживающие индивидуальный подход в обучении. Цель данной технологии заключается в обучении приемам самостоятельной работы и самоконтроля, в развитии и совершенствовании умений самостоятельно работать, добывать знания, а также в максимальной адаптации учебного процесса к индивидуальным особенностям обучаемых. Так как когнитивная теория направлена не только на развитие когнитивных навыков обучаемого, а также на создание определенной структуры организации учебного процесса, которая обеспечивала бы понимание изучаемой им информации. Однако существующие адаптивные технологии обучения не ориентированы на электронное обучение и не подходят под все дисциплины.Технология обучения (ТО) - комплекс взаимосвязанных форм, методов, приемов и средств обучения, направленный на формирование у субъекта обучения знаний, умений и навыков, необходимых для освоения конкретной учебной дисциплины [1]. Формирование системы действенных знаний, прочных умений и навыков с учетом психических особенностей усвоения учебного материала Управление образовательным процессом путем четкого разделения учебной деятельности по этапам формирования умственных действий Среднее образование и этап фундаментальной подготовки обучаемого Не рассматриваются взаимосвязи обучения и производства, переход от познавательной деятельности к профессиональной Формирование способностей обучающегося извлекать знания из информации, генерировать идеи, проекты в социальном контексте Содержание образования выступает как проект, инициированный и определяемый самим обучаемым Повышение квалификации, последипломное образование Развитость мышления обучающихся, владение навыками исследований и наличие потребности в образовании Активизация обучающих за счет воссоздания контекста профессиональной деятельности Жесткое отражение профессиональной деятельности в содержании, формах и методах обучения Среднее и высшее профессиональное образование, повышение квалификации, последипломное Высокие требования к преподавателю как педагогу и специалисту одновременно Создание оптимальных условий учета психологических особенностей человеческого восприятия; «погружение» в предмет Реструктурирование содержания обучения в блоки Среднее профессиональное образование Требует пересмотра учебных планов, расписания занятийАТО должна адаптироваться к физиологическим и психологическим особенностям обучаемого (память, темперамент, реакция, физическое и умственное развитие, возраст, зрение, слух). Эти требования определяют влияние компьютера на обучаемого. Так, термин «когнитивный» (от лат. слова «cognitio» - знание, познание), означающий «познавательный», «имеющий отношение к познанию», появился в шестидесятых годах прошлого века, в связи с возникновением новой парадигмы в психологических исследованиях (когнитивной психологии, когнитивистики), где особое внимание уделяется традиционным познавательным процессам: восприятию, вниманию, памяти, воображению и мышлению [11]. Когнитивная теория в обучении позволяет создавать условия для понимания каждым обучаемым входящей информации. Например, умение использовать информацию, поступающую из различных источников; умение конспектировать, т.е. излагать собственные мысли в соответствии с нормами языка и правилами логики; умение аннотировать, т.е. осуществлять краткую структурированную запись содержания курсов; умение проводить различия между фактами и предположениями и др.Разработка адаптивной технологии обучения вызвано рядом педагогических проблем и стремлением использовать идеализированные возможности, как всего учебного процесса, так и отдельно взятого модуля [17].Данная модель содержит метод подсчета результатов ответов обучаемых на тестовые задания, метод выбора тестовых заданий для предоставления обучаемому, а также модель обучаемого. Однако данная модель не в состоянии определить начальный уровень знаний обучаемого по изучаемой дисциплине, а также не учитывает его индивидуальные характеристики. Таким образом, для повышения эффективности процесса обучения необходимо усовершенствование модели обучающей системы Растригина путем ее дополнения алгоритмом обучения, позволяющего адаптировать учебный материал к индивидуальным особенностям и текущему уровню знаний обучаемых. Индивидуальные особенности обучаемого - характеристики, которые определяют обучаемого как индивидуума, например, индивидуальные показатели (интроверт - экстраверт), познавательные факторы и стиль обучения. Индивидуальные особенности - стабильная характеристика обучаемого, которая не изменяется вообще или изменяется в течение длительного периода времени.Знания о каждом обучаемом представлены в виде модели обучаемого. Модель обучаемого представляет собой совокупность набора характеристик обучаемого, измеряемых во время работы системы с

Содержание

Введение

Глава 1. Обзор и анализ существующих технологий обучения

1.1 Общие требования, предъявляемые к адаптивной технологии обучения

1.2 Адаптивная технология обучения на основе когнитивной теории научения

Выводы по первой главе

Глава 2. Разработка адаптивной технологии обучения, основанной на когнитивном научении

2.1 Обучающая система

2.2 Модель обучаемого

2.3 Алгоритм обучения

Выводы по второй главе

Глава 3. Реализация адаптивной технологии обучения, основанной на когнитивном научении

3.1 Выбор системы управления обучением и средств для реализации адаптивной технологии обучения

3.2 Выбор стандарта для реализации компонентов адаптивной технологии обучения

3.3 Реализация компонентов адаптивной технологии обучения, основанной на когнитивном научении

Выводы по третьей главе

Глава 4. Исследование адаптивной технологии обучения, основанной на когнитивном научении

Выводы по четвертой главе

Заключение

Список использованных источников

Актуальность

В настоящее время в связи с распространением компьютерных технологий активное развитие получает электронное обучение. Этот вид обучения предполагает использование современных информационных технологий, технологий мультимедиа и Интернет для повышения качества обучения. Однако эффективность и качество электронного обучения во многом зависит от используемой технологии обучения. Наиболее перспективными с точки зрения поддержки процесса обучения являются адаптивные технологии обучения, т.е. поддерживающие индивидуальный подход в обучении. Цель данной технологии заключается в обучении приемам самостоятельной работы и самоконтроля, в развитии и совершенствовании умений самостоятельно работать, добывать знания, а также в максимальной адаптации учебного процесса к индивидуальным особенностям обучаемых. Однако одной только адаптации под индивидуальные характеристики обучаемого не достаточно для успешного обучения, которое подразумевает осмысление и понимание учебного материала. Для того чтобы создать условия для понимания обучаемым изучаемого им учебного материала необходима когнитивная теория научения. Так как когнитивная теория направлена не только на развитие когнитивных навыков обучаемого, а также на создание определенной структуры организации учебного процесса, которая обеспечивала бы понимание изучаемой им информации.

Созданию адаптивных технологий обучения посвящены работы А.С. Границкой, Л.И. Долинера, Н.В. Шилиной, В.А. Шухардиной и других исследователей. Однако существующие адаптивные технологии обучения не ориентированы на электронное обучение и не подходят под все дисциплины. Большинство современных разработок по адаптивным технологиям обучения в основном ориентированы либо только на школу (А.С. Границкая), либо на использование только тестовых компьютерных технологий (Н.А. Гулюкина, М.Р. Меламуд и другие), либо на нематематические дисциплины (Е.З. Власова).

Поэтому тема данной магистерской диссертации актуальна и направлена на адаптацию учебного материала к индивидуальным возможностям каждого обучаемого и пониманию обучаемого изучаемого им учебного материала по всем учебным курсам.

Цели и задачи

Целью магистерской диссертации является разработка адаптивной технологии обучения, основанной на когнитивном научении. Для достижения поставленной цели нужно решить ряд задач: - Провести обзор и сравнительный анализ существующих технологий обучения. Определить общие требования, предъявляемые к адаптивной технологии обучения. Исследовать когнитивную теорию научения в обучении.

- Разработать адаптивную технологию обучения на основе когнитивной теории научения на примере модели Растригина для обеспечения эффективности процесса обучения и учета индивидуальных особенностей обучаемых.

- Разработать модель обучаемого, позволяющую учитывать психофизиологические характеристики и уровень знаний обучаемого.

- Разработать алгоритм обучения на основе модели обучаемого и применения когнитивного подхода.

- Провести опытно-экспериментальную апробацию разработанной адаптивной технологии обучения по различным учебным курсам.

Связь с научными программами

В рамках выполнения проекта ГПО «Технология получения УМК для мобильных устройств на базе IOS», была разработана технология получения учебно-методического комплекса на базе операционной системы IOS.

Методы исследования

Для решения поставленных задач были использованы методы системного анализа для выявления и анализа требований, предъявляемых к адаптивной технологии обучения, методы объектно-ориентированного программирования, когнитивная теория научения, теория графов, анкетирование (опрос обучаемых).

Научная новизна

1. Впервые использована когнитивная теория научения при разработке адаптивной технологии обучения для электронного обучения.

2. Разработан оригинальный алгоритм обучения на основе модели обучаемого и применения когнитивной теории, который позволяет адаптировать учебный материал к индивидуальным характеристикам обучаемого, а также развить его когнитивные навыки.

Практическая значимость

В результате выполнения магистерской работы была разработана адаптивная технология обучения на основе когнитивного научения, которая позволяет повысить эффективность процесса обучения в режиме электронного обучения, а также позволяет создать условия для понимания каждым обучаемым изучаемого им учебного материала.

Достоверность результатов работы

Достоверность результатов, полученных в ходе диссертационного исследования, подтверждаются экспериментальными данными при практическом применении.

Положения, выносимые на защиту

1. Адаптивная технология обучения представляет собой один из видов инновационных технологий обучения и необходима для обеспечения эффективности процесса электронного обучения.

2. Алгоритм обучения позволяет, учитывая доминирующий тип восприятия и начальный уровень знаний обучаемого адаптировать учебный материал под обучаемого.

Внедрение

Основные результаты диссертационного исследования внедрены в технологию дистанционного обучения Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, о чем свидетельствует акт о внедрении.

Личный вклад

Основные результаты работы, модель обучаемого и алгоритм обучения для разработки адаптивной технологии обучения получены лично автором.

Апробация

За время написания магистерской диссертации, автор работы принял участие в Интернет-конференции ГПО «Инновации: разработки и технологии - ТУСУР 2013».

Е. Селюкова, А. Кусаинова. Технология разработки УМК для мобильных устройств на базе IOS. // Интернет-конференция ГПО «Инновации: разработки и технологии - ТУСУР 2013» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://storage.tusur.ru/files/8807/ПРЭ-1301_Селюкова, Кусаинова.pdf, свободный (дата обращения: 12.03.2016).

Объем работы

Магистерская диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников, включающего 38 наименований. Общий объем работы составляет в целом 59 страниц основного текста, в том числе 17 рисунков и 5 таблиц.