Материал: Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем

Рис. 6. Модуль оценки конкурентов

Рабочий проект сохраняется автоматически, поэтому перед завершением работы с программой необходимо просто закрыть проект, воспользовавшись пунктом главного меню «Файл \ Закрыть проект». При удовлетворении результатов проводится последний четвертый этап – оценка качества проектируемого РЭС.

Литература

1. Дихтль Е. Практический маркетинг / Е. Дихтль, Х. Хершген. М. Высшая школа, 1996. 184 с.

Получено 25.06.2001 Воронежский государственный

технический университет

УДК 681.3

Н.В. Ципина

ОСОБЕННОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ОБУЧЕНИЯ

В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМАХ

В статье рассматриваются вопросы организации диалога в автоматизированных обучающих системах, способы адаптации в них, задачи диагностики, связанные с управлением процессами обучения

Автоматизированные обучающие системы (АОС) являются одним из направлений применения ЭВМ в учебном процессе. Использование АОС непосредственно для обучения связано с выполнением ЭВМ следующих функций:

- управление учебной деятельностью;

- хранение и выдача учебной информации;

- моделирование лабораторных экспериментов, явлений, ситуаций, закономерностей;

- анализ сообщений и ответов обучаемых;

- регистрация, хранение и обработка результатов учебной деятельности обучаемых.

АОС по принципу функционирования является управляющей системой. Принципиально важным при создании АОС является совместная разработка указанных функций.

Учебный процесс по своему содержанию является многофункциональным. Ни моделирование, ни выдача информации, взятые без управления учебной деятельностью, не являются обучающими. Управление в этом случае происходит неконтролируемо.

С другой стороны, взятое моделированное управление учебной деятельностью также не может дать высоких результатов. При использовании учебной информации из учебников, управление сводится к регистрации конечного результата деятельности обучаемого. Сама же деятельность оказывается неуправляемой. Это существенно затрудняет применение диагностирующих процедур. Примером таких простейших АОС служат системы, которые выдают задания по какому-либо пособию. Функция АОС сводится к оценке ответа и выдаче следующего задания. В приведенном примере нет управления собственно деятельностью обучаемого и нет регистрации действий обучаемого. Тем самым АОС лишается наиболее существенного содержания.

Комплексное проектирование АОС с учетом всех функций позволит унифицировать информационную базу и использовать ее для целей моделирования, для справочной информации, для повторения и консультации, для обучения с использованием различных методов и для контроля [1].

Управление обучением включает в себя два взаимосвязанных процесса: организацию деятельности и непрерывный контроль этой деятельности. Эти процессы непрерывно взаимодействуют: результат контроля влияет на содержание управляющих воздействий, т.е. на дальнейшую организацию деятельности. В свою очередь, организация определенной деятельности требует и определенной формы контроля и конкретного способа регистрации этой деятельности. Именно по такой схеме проходят занятия с репетитором.

Допустимы различные виды управления, даже при решении одной и той же задачи. Это может быть пошаговое управление, когда организуется и контролируется последовательно каждый шаг деятельности. Другим методом управления является такая организация деятельности на достижение поставленной цели, когда каждый шаг контролируется, но осуществляется самостоятельно, без управляющих воздействий извне.

Возможны различные сочетания этих методов и переходы от одного к другому. Пока не решен вопрос об абсолютном преимуществе какого-либо одного вида управления. Эффективность управления зависит от многих факторов и, очевидно, неоправданно говорить об абсолютном преимуществе одного из методов управления.

Следовательно, при разработке обучающих программ в АОС нельзя идти по пути применения какого-либо одного метода управления учебной деятельности. В существующих обучающих программах в большинстве случаев (применяется пошаговое управление. Однако даже на одном и том же материале необходимо предусмотреть возможность использования различных методов управления как по инициативе преподавателя, так и по инициативе обучаемого. Например, реализация проблемного обучения в АОС требует управления решением проблем под руководством соответствующей программы. Необходимо также обеспечить управление процессом выбора и определения самим обучаемым цели деятельности и др. [2].

Решение этой задачи требует разделения учебной информации на содержательную и методическую части, описания их структуры и разработки программ (алгоритмов) управления.

Эффективное управление обучением требует [3]:

- организации полноценного диалога обучаемого с программой;

- диагностирование деятельности обучаемого;

- адаптация управляющих воздействий к индивидуальным особенностям обучаемого.

Рассмотрим проблемы, связанные с этими требованиями. Проблема адаптации существует и в традиционном обучении. Преподаватель приспосабливает свои методы обучения к возрастным особенностям обучаемых, уровню их знаний, умственным способностям, складу ума (аналитический, образный) и т.д. Однако в рамках традиционного обучения адаптация не может носить индивидуальный характер. Обучение в АОС является индивидуальным, однако сама индивидуализация еще не несет в себе адаптации. Если бы для всех обучаемых требовались одни и те же управляющие воздействия, то достаточно было бы описать последовательность этих воздействий. Однако одно и то же управляющее воздействие вызывает различную деятельность и приводит к различным результатам у разных обучаемых и в разных ситуациях. Необходимо выделить в деятельности обучаемого те параметры, которые отражают его индивидуальные способности. Сложность проблемы состоит еще и в том, что эти показатели и особенности меняются в процессе обучения. Вопрос выбора оптимального управления в каждом конкретном случае должен решаться в процессе взаимодействия обучаемого с системой, с тем, чтобы адаптация не обернулась преградой для развития способностей.

При введении адаптации в АОС необходимо стремиться к:

- максимальному использованию в учебном процессе индивидуальных особенностей обучаемых;

- максимальному развитию необходимых способностей.

В существующих АОС рассматриваются различные характеристики обучаемого и его деятельности: уровень способностей; оценки, полученные по результатам тестирования, скорость чтения, степень предварительного ознакомления с учебным материалом, прочность закрепления знаний и навыков, подкрепление, качество усвоения, соотношение правильных и неправильных ответов, количество попыток до получения правильного ответа, частота запроса помощи и др.

Указанные показатели деятельности обучаемого не раскрывают причину ошибок и затруднений. Нужно отметить, что в настоящее бремя недостаточно полно изучено влияние различных психологических характеристик на результат обучения. Именно поэтому требуют, чтобы способность АОС к адаптации возрастала по мере увеличения числа обученных.

Тесно связанной с адаптацией является проблема диагностики. Одним из недостатков различных методов обучения является то, что они в большинстве случаев являются недиагностическими. Это относится и к большинству обучающих программ в АОС. Управляющие воздействия очень редко основываются на точном знании психологических причин, порождающих трудности и ошибки в усвоении знаний, решении задач. Незнание этого, может быть, является одной из слабостей любых программ управления обучением, реализованных с помощью или без помощи машин.

В настоящее время в АОС регистрируется и накапливается множество данных, включающих время, которое затрачивается студентом при ответах на вопросы, количество правильных и неправильных ответов, число запросов помощи, число попыток ответа, информацию о характере допущенных ошибок, о схемах движения по программе и т.д. Вся эта несомненно ценная информация сама по себе не позволяет диагностировать психологические причины ошибок. Решение проблемы диагностики требует:

- выявления структуры видов деятельности, направленной на усвоение определенных знаний, приемов в решения задач и т.д.;

- построения модели этих видов деятельности;

- разработки методов психолого-педагогического диагностирования и соответствующих программ для осуществления этих методов с помощью ЭВМ.

Методы психолого-педагогического диагностирования основываются на сравнении двух моделей деятельности: требуемой и осуществляемой обучаемым.

Если первая модель создается заранее., то вторая - в процессе обучения.

Очевидно, что все что мы можем регистрировать в АОС - это время нажатия клавиши и номер нажатой клавиши. Сопоставление этих данных с данными, записанными в обучающей программе, должно приводить не только к регистрации фактов что данный: обучаемый столько-то раз ответил правильно, столько времени думал и т.д. Эти данные следует организовывать таким образом, чтобы построить модель той деятельности, которая осуществлялась обучаемым и привела к данным результатам. Сравнение этой модели с помощью требуемой деятельности позволяет выявить истинные причины ошибок и затруднений.

Управление учебной деятельностью в AОC требует двухстороннего обмена информацией. Для обучающих систем такой обмен информацией получил название диалога- Эффективность диалогового обучения отмечается и в традиционном обучении, без применения АОС (занятия с репетитором, занятия с небольшими группами), однако его реализация в больших масштабах невозможна при современной массовости образования.

Возможность организовать диалоговое обучение для каждого учащегося является важным достоинством АОС. От полноценного использования этого качества во многом зависит эффективность АОС.

Диалоговое обучение обеспечивает:

- непрерывный контроль деятельности обучаемого;

- диагностирование;

- управление системой со стороны обучаемого;

- совершенствование и адаптацию системы в процессе эксплуатации.

Если основные трудности в решении проблемы адаптации и диагностики связаны с незаконченностью психолого-педагогических исследований, то основная трудность в проблеме диалогового режима обучения в АОС связана с проблемой распознания свободно конструктивных ответов и сообщений на естественном языке. Эта трудность служит причиной того, что основная масса обучающих программ разрабатывается применительно к изучению языков программирования и математике. В этом случае возможно общение обучаемого с ЭВМ на соответствующих языках программирования и математики, так как проблема распознавания арифметических и алгебраических выражений, физических и других формул, графических построений является наиболее простой.

Литература

1. Автоматизированные обучающие системы на базе ЭВМ / Под ред. А.Ф. Чернявского. Минск: БГУ, 1980. 176 с.

2. Исследование и применение АОС в учебном процессе: Сб. науч. тр. M.: 1985, 164 с.

3. Эффективность применения автоматизированных обучающих систем в учебном процессе высшей школы: Тез. докл. Всесоюз. научно-методического совещания. Рига, 1988. 202 с.

Получено 17.06.2001 Воронежский государственный

технический университет

УДК 681.3

Н.В. Ципина

ВАРИАНТЫ ОРГАНИЗАЦИИ КОМПЛЕКСА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ

Рассматриваются варианты организации комплекса технических средств автоматизированных обучающих систем и виды обучающих систем, созданные на их основе

Комплекс технических средств (КТС) рассматривается как инженерно-техническая подсистема АОС и представляет собой аппаратуру и методы ее применения для обеспечения диалогового обмена информацией между обучаемыми и программными средствами ЭВМ, а также другое вспомогательное оборудование рабочих мест обучаемых. Выбор правильного решения при создании КТС АОС зависит как от понимания его места и роли в общей структуре АОС, так и специфических требований к терминальному оборудованию рабочих мест [1].

Следует различать понятия КТС в узком и широком смысле. Понятие КТС в узком смысле включает терминальное оборудование рабочих мест обучающей системы, в широком - все технические средства с ЭВМ, терминалами учащихся и линиями связи между ними. Здесь важное значение имеют тип применяемой ЭВМ и структура АОС. В качестве определяющего принципа построения будем использовать количество обслуживаемых пользователей в рамках обучающей системы, что характеризует производительность базовой ЭВМ и структуру комплекса.

Выделим три основных вида обучающих систем по способу их организации: массовые, групповые и индивидуальные [2].

Массовые АОС предназначены для регулярных и эпизодических взаимодействий многочисленных пользователей с обучающими программами системы с удаленных устройств, подключаемых к управляющей ЭВМ через каналы связи. Важность таких систем состоит в возможности "непрерывного" обучения пользователей без отрыва от производства, их оперативного обеспечения информацией и вычислительными мощностями ЭВМ. Решение этой задачи находится в тесной связи с созданием сетей кабельного телевидения и организацией каналов связи удаленных пользователей с ЭВМ.

Существенными и часто определяющими показателями при создании автоматизированных систем являются экономические факторы, важную роль среди которых играет стоимость терминального оборудования пользователей. Низкая интенсивность информационного обмена (эпизодические взаимодействия с ЭВМ) требует максимального использования существующих коммутируемых телефонных и телеграфных линий связи и дешевого оборудования.

В общем виде структурная схема массовой АОС приведена на рис. 1. Тип ЭВМ, число каналов связи, их организация (коммутируемые, арендуемые или постоянные), аппаратура передачи данных, реализация распределителей (связных ЭВМ), терминальное оборудование (ТО) могут быть различными для разных обучающих систем.

Групповыми АОС назовем обучающие системы с небольшим числом пользователей, использующие непосредственное подключение терминалов к интерфейсу ЭВМ или через групповые устройства сопряжения при незначительном их удалении. В качестве управляющего элемента применяется мини-ЭВМ или ЭВМ средней мощности. Групповые АОС предназначены, как правило, для проведения регулярных сеансов обучения в АК под руководством преподавателя, а также для лабораторных и практических занятий по различным дисциплинам.

Рис. 1. Структурная схема технических средств массовой АОС

В структурном отношении групповые АОС можно подразделить на системы с индивидуальным и групповым подключением терминалов обучаемых к ЭВМ. При индивидуальном подключении (рис. 2) в качестве ТО применяются серийные терминалы, и организация комплекса технических средств АОС не представляет особых трудностей, однако требует значительных затрат.

ЭВМ

Терминальное

оборудование

Рис. 2. Структурная схема групповой АОС с индивидуальным подключением

терминалов

Отличие групповой структуры (рис. 3) - классная организация КТС, дающая возможность обобществления значительной части аппаратуры АОС в устройстве группового управления (УГУ).

Рис.3. Структурная схема групповой АОС с классной организацией КТС

Несмотря на то, что система с групповым управлением требует значительных капиталовложений, при достаточно большом числе обучаемых стоимость одного рабочего места в 2-3 раза ниже, чем при установке независимых ТО.

Индивидуальные АОС представляют собой обучающие системы, предназначенные для обеспечения диалога одного или нескольких пользователей с обучающими программами ЭВМ. Как правило, такие АОС – специализированные по своему применению, обладают повышенной "интеллектуальностью" за счет использования терминалов с более широкими возможностями и реализации ряда эффектов, выполнение которых в групповых системах затруднительно. Обучаемый имеет в своем распоряжении все ресурсы ЭВМ. Индивидуальные обучающие системы чаще всего используют для управления мини-ЭВМ.

Рассмотренные структуры технических средств АОС и организуемые на их основе системы автоматизированного обучения используются в процессе проектирования АОС.

Литература

1. Автоматизированные обучающие системы на базе ЭВМ / Под ред. А.Ф. Чернявского. Минск: БГУ, 1980. 176 с.

2. Самофалов К.Г. Обучающие машины, системы и комплексы. М.: Наука, 1989. 167 с.

Получено 17.06.2001 Воронежский государственный

технический университет

УДК 65.011.046

А.Ю. Зеленин

МЕТОД ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ СЛОЖНЫХ

РАДИОТЕЛЕВИЗИОННЫХ ПЕРЕДАЮЩИХ СИСТЕМ

Рассматривается задача оценки технического уровня сложных технических систем, характеризующихся набором взаимосвязанных показателей

В условиях развития современных средств радиотелевизионного вещания региона, возрастания числа передающих каналов, повышения качества вещания, комплексирования с другими передающими системами, возникают задачи определения сроков модернизации сложной технической системы (СТС), оценки и выбора новых типов СТС. Для принятия решений о модернизации существующих СТС или приобретения новых типов СТС необходимо определить значения их технического уровня (ТУр).

Задача сравнительной оценки технического уровня СТС является многовариантной и в общем случае должна рассматриваться в многокритериальной постановке с учетом объективно существующих факторов неопределенности и уровня информационной обеспеченности о показателях качества системы. В общем виде задача ставится так. Имеется сравниваемых между собой СТС , которым может быть поставлен в соответствие ряд показателей качества , определяющих предпочтительность того или иного объекта. Предпочтительность СТС с позиций учета одного показателя качества может быть определен показателем , имеющий определенный физический смысл. Это могут быть функциональные параметры СТС, показатели надежности, эргономичности и др., определяемые расчетно-экспериментальными методами. Для некоторых критериев сравнения предпочтительность СТС может быть определена рангом или качественным показателем (обычно задаваемым отношением порядка предпочтения в виде ).