Введение к работе
Актуальность темы диссертации. Использование в современной системе обучения компьютерных ішформационньїх технологий открывает новые возможности усовершенствования образовательного процесса. Наличие мировых научных и образовательных ресурсов позволяет осуществить глобализацию процесса обучения и усовершенствовать обмен информацией между учебными заведениями всего мира. Применение телекоммуникаций и Интернета позволяет не только преподносить учебный материал в электронном виде, но и производить обучение в виртуальном диалоговом режиме между обучающим и обучающимся, а также устраивать телеконференции.
В прежней системе обучения передача информации осуществлялась, в основном, от человека к человеку. В современной системе осуществляется переход к человеко-машинному комплексу передачи учебной информации. При этом основное внимание исследований в области образовательных технологий уделяется разработке аппаратно-программных комплексов образовательных систем и машинному компоненту, но не достаточно исследуется человек как приёмник учебной информации.
Кибернетический подход к педагопже позволяет использовать теорию информации для количественной оценки информационной ёмкости учебного материала, но не учитывает его смысловую ценность для каждого обучающегося и разную степень его сложности. При этом не возможно определить оптимальный объём учебного материала, доступного для усвоения конкретным обучающимся.
Технологический подход к учебному процессу позволяет рассматривать его как объект теории управления. Использование логико-математических моделей и средств вычислительной техники для исследования учебного процесса обеспечивает объективность и точность измерений, но не может учесть стохастические процессы, обычно возникающие в реальном процессе обучения.
В уравнениях, математически оішеьгеающих учебный процесс, есть параметры, которые зависят от шщивидуального восприятия обучающимся учебной информации. Эти параметры нужно измерять и исследовать непосредственно в процессе обучения. Применение автоматизации и компьютерных технологий для исследования информационных взаимодействий между обучающим и обучаемым позволит с высокой точностью оценить качество учебного процесса и использовать полученные данные для управления обучением.
Объектом исследования в данной работе является автоматизация исследований реакции обучаемых на информационные воздействия образовательного процесса.
Целью диссертационной работы является осуществление управления обучением на основании результатов исследования информационных воздействий на обучающихся.
Для достижения поставленной цели в диссертации необходимо решить следующие задачи:
- провести анализ возможности представления образовательного процесса как
объекта управления, провести предварительные эксперименты по
информациошшм воздействиям на человека, создать модели исследования
шформациошгах потоков;
- разработать критерий и метод оценки информационных воздействий
образовательного процесса на человека, оценить методические и
инструментальные погрешности, разработать меры по их устранению;
- разработать автоматизированную систему оценки процессов и результатов
информационных воздействий на человека или группу лиц и их
взаимодействий в процессе информационного обмена при обучении;
- апробировать автоматизированную систему оценки информационных воздействий на участников образовательного процесса, использовать полученные результаты для управления обучением. Научпая новизна состоит в том, что в диссертационной работе впервые:
-
Произведена оценка информационных воздействий на человека через критерий хаоса, основанный на изменении локального удельного потока энтропии человека до информационного воздействия, в процессе и после него.
-
Предложен автоматизированный комплекс управления информационными воздействиями на человека в ходе образовательного процесса в реальном масштабе времени.
-
Осуществлено управление обучением на основе данных регистрации результатов информациоштых воздействий на участников образовательного процесса
Практическая ценность работы:
1. Разработанное приборное и программное обеспечение позволяет исследовать информационные воздействия на человека путём анализа изменения локального удельного потока энтропии в реальном масштабе времени.
,2. Воспроизводимые результаты по исследованию информационных
воздействий образовательного процесса позволяют определить
адапгациошгую способность обучающего адекватно реагировать на
особенности восприятия обучшоптимися учебной информации.
3. Установленная обратная связь на основе оценки информационных
.воздействий на обучающихся используется для управления обучением.
Внедрение результатов. Результаты исследований, включающие
«Автоматизированный комплекс оценки информационных воздействий на
человека по изменению локального удельного потока энтропии» и
методическое обеспечение к нему, внедрены в нейрохирургическом центре
Санкт-Петербургской городской многопрофильной больницы № 2 и
региональной общественной организации учёных РФ «Балтийская
педагогическая академия». Система оценки информационных воздействий на
человека используется в учебном процессе Санкт-Петербургского национально-
исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики.
Апробации результатов работы. Научные и практические результаты диссертационной работы докладывались на VII Международном научном конгрессе внекомпьютерные информационные технологии»: (Барнаул, 2004), VIII Международном научном конгрессе «Биоинформациошгые и знергоинформациошгые технологии в производственной, в социальной и в духовной сферах» (Москва, 2005); IV Международном конгрессе «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине» (СПб, 2006); ХП Всероссийской научно-методической конференции «Телематіп<а-2005» (СПб, 2005); XXXIV, XXXV, XXXVI и ХХХХ научной и учебно-методической конференціях профессорско-преподавательского состава СПбГУ ИТМО (СПб, 2005, 2006, 2007, 2011); П, III и IV конференциях молодых учёных СПбГУ ИТМО (СПб, 2005, 2006, 2007); VII Международный форум "Биофштехнолопш" (Биосистемы, физические поля и технологии - на службе здоровья человека) (СПб, 2010).
Основные научные положения, выносимые на защиту:
-
Качество образовательного процесса с точки зрения увеличения хаоса иди порядка определяется при помощи метода оценки информационных воздействий на обучающихся.
-
Обратная связь, возникающая при информационном воздействии процесса обучения, выявляется введенным критерием хаоса, основанным на изменении локального удельного потока энтропии обучающегося до ігнформационного воздействия, в процессе и после него.
-
Управление обучением осуществляется на основе представленных в графическом виде результатов автоматического сбора и обработки данных по оценке ішформационньїх воздействий на обучающихся.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, из них один патент на шобретение № 2290058 от 27.12.2006, 11 статей (3 статьи опубликованы в изданиях, относящихся к перечню рекомендуемых ВАК), 2 тезиса к докладам.
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы, включающего 80 наименований, и приложения. Основная часть работы изложена на 126 страницах машинописного текста. Работа содержит 52 рисунка, схем и графиков.
Похожие диссертации на Управление обучением посредством автоматизации оценки информационных воздействий на участников образовательного процесса
