Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ СТРУКТУРИЗАЦИИ МАТЕРИАЛА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ В ОБУЧЕНИИ 14
ГЛАВА II. КОМПЬЮТЕРНЫЕ СРЕДСТВА ИЕРАРХИЧЕСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ДАННЫХ И ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ, ОСНОВАННЫЕ НА НИХ 30
1. Интегрированная оболочка Языковая среда как средство первоначального обучения алгоритмизации 31
2. Компьютеризация учебного курса на базе информационно-поисковой системы Иерархия 34
3. Древовидные структуры и средства их обработки 37
4. Решение проблем наглядности при разработке средств визуализации иерархических структур 62
5. Варьирование средств в зависимости от уровня подготовки учащихся
ГЛАВА III. ТЕХНОЛОГИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ КОМПЬЮТЕРИЗАЦИИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА НА БАЗЕ ИЕРАРХИЧЕСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИАЛА 83
1. Проблемы автоматизированного контроля и оценки действий обучаемого при работе со структурированной информацией 87
2. Этапы подготовки данных для проведения компьютеризированных занятий 89
3. Методика разработки педагогических сценариев проведения занятий на основе ИПС Иерархия. Экспериментальные исследо-вания 95
4. Организация первоначального знакомства учащихся с методами составления алгоритмов 113
5. Основные виды педагогических сценариев для компьютеризации начальных этапов курса программирования с помощью Языковой среды 117
6. Экспериментальная проверка эффективности сборочного составления программ в виде древовидных структур 121
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 127
ЛИТЕРАТУРА 130
ПРИЛОЖЕНИЯ 143
- ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ СТРУКТУРИЗАЦИИ МАТЕРИАЛА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ В ОБУЧЕНИИ
- Интегрированная оболочка Языковая среда как средство первоначального обучения алгоритмизации
- Проблемы автоматизированного контроля и оценки действий обучаемого при работе со структурированной информацией
Введение к работе
Актуальность исследования. Развитие науки, техники, изменение образа жизни и поведения человека приводит к большому количеству жизненных ситуаций, когда важную роль приобретает умение быстро и правильно проанализировать ситуацию, понять причину происходящего явления и принять правильное решение. Расширение круга изучаемых человеком вопросов способствует появлению новых отраслей наук и увеличению объема материала уже имеющихся. В связи с этим все острее становится вопрос об интенсификации учебного процесса на основе использования современных научно-технических и психолого-педагогических достижений в области образовательной системы.
Огромную роль в повышении эффективности образования играет внедрение на все его стадии информационных технологий, основанных на использовании преимуществ электронно-вычислительной техники.
Положительные стороны использования персональных ЭВМ в учебном процессе описываются в литературе на протяжении многих лет. Методике использования компьютеров в учебном процессе посвятили свои работы А.П.Ершов, А.А.Абдукадыров, М.П.Лапчик, А.Г.Кушниренко, В.М.Монахов, Е.П.Велихов, Л.В.Городняя и др.
Наряду с этим, изучение структурированности человеческого знания показывает, что в основе многих его областей лежит древовидная структура данных, определяющая некоторую иерархию понятий конкретной предметной области. Такие древовидные структуры можно выделить и в основных предметах, по которым проходят обучение в различных учебных заведениях (например, информатика, биология, химия, физика и др.).
Иерархический характер усваиваемого материала на протяжении многих лет является предметом изучения отечественной и зарубежной
психологии. Представления о функционально-системной организации психических процессов развивиаются в психолого-педагогических исследованиях П.Я.Гальперина, В.П.Зинченко, В.К.Шабельникова, В.Ф.Ломова, В.Д.Шадрикова и др. Создание современных методик исследования восприятия позволило установить важные данные о развитии и функционировании опознания. Доказано, что важную роль в формировании умственного образа играет опознание изучаемых объектов и явлений. Результатом исследований является также и тот факт, что любое опознание, цель которого - определенная оценка объекта, обязательно содержит скрытый мыслительный анализ выделенных признаков, на основании которого и делается заключение об объекте. При этом вводится понятие процесса категоризации объектов восприятия, который представляет собой умозаключение, основывающееся на имеющихся сведениях об объекте, структуризации их, подведения под уже знакомую схему (исследования Г.Гельмгольца, Дж.Брунера, А.Р.Лурии и др.).
Исходя из результатов психолого-педагогических исследований, естественно предположить, что заранее структурированная информация об объекте, построенная по наиболее приемлемой для обучаемого схеме, ускорит процесс категоризации и, как следствие, формирование умственного образа изучаемого предмета. Такой способ усвоения информации, вероятно, имел бы свои положительные стороны и в случае, когда формируется умственный образ принципиально нового для человека явления или объекта, что чаще всего и ставится целью процесса обучения.
Проблема использования структурированной информации связана прежде всего с последовательным характером изложеня материала в печатных изданиях и устной речи. Несмотря на структуризацию учебных пособий на темы, главы и разделы, они не отражают всей
структуры излагаемого материала, т.к. одноуровневые (по смыслу) данные излагаются последовательно. Кроме того, учебник не позволяет временно скрыть детали, которые в момент изучения общей структуры предмета не существенны. Как следствие, при изучении темы ученик теряет связь изучаемого материала с общей структурой понятий курса.
Для более полного использования преимуществ структурированного обучения уместно было бы воспользоваться средствами современной электронно-вычислительной техники, позволяющей проводить широкий круг трансформаций учебного материала на уроке и при подготовке к нему.
Вопросы использования компьютерной техники рассматривались как в педагогической науке так и в большом количестве трудов по психологии. В частности психологические аспекты использования ЭВМ в обучении рассмотрены в исследованиях В.Я.Ляудис, В.В.Давыдова, Н.Ф.Талызиной, В.В.Рубцова, Т.В.Габай и др.
Безусловными преимуществами использования компьютерной техники в учебном процессе являются универсальность, наглядность и оригинальность в изложении материала, возможность непосредственного участия обучаемого в происходящем, повышение мотивации за счет реализации естественного интереса учащихся к вычислительной технике, автоматизация контроля и оценки.
Интересен опыт применения ЭВМ при преподавании информатики (при изучении алгоритмизации и популярных программных средств), но и при преподавании других дисциплин в качестве примера автоматизации различных отраслей деятельности человека. За рубежом такие исследования проводились Б.Хантером, Р.Вильямсом, С.Пейпер-том и др. На территории СНГ вопросы применения компьютеров в различных областях педагогического процесса рассматривались в рабо-
тах Е.И.Машбица, А.П.Ершова, Ж.А.Караева, Б.С.Гершунского, И.Н.Скопина и др.
Обобщение результатов психолого-педагогических исследований компьютеризации образования и психологических выводов о структурной природе мыслительной деятельности человека делают актуальной проблему создания прграммно-методического комплекса использования иерархических структур данных в учебном поцессе.
Целью описываемого исследования является изучение преимуществ структурированной организации преподаваемого материала при использовании ЭВМ в учебном процессе средних школ и ВУЗов на основе создания комплекса инструментальных средств для разработки программ педагогического назначения, основанных на иерархическом представлении данных, а также выработка методических рекомендаций по использованию созданной технологии и их экспериментальная проверка на специально разработанных программных системах.
Объект исслеяования - процесс компьютеризированного обучения с использованием иерархически организованного материала.
Предмет исследования - влияние методико-технологических особенностей компьютерного структурирования материала на интенсификацию и обновление форм учебного процесса.
Гипотеза исследования - если учебный процесс базируется на явной структуризации учебного материала, то на основании полученных результатов педагогических и научно-методических исследований иерархического представления данных и результатов психологических исследований процесса категоризации умственных действий достигается интенсификация познавательной деятельности учащихся при проведении компьютеризированных занятий, формируется представление о структурной природе знания, происходит приобщение обучаемых к работе с новыми информационными технологиями.
Цель, предмет и гипотеза исследования определили постановку и необходимость решения следующих задач:
1) изучить решение теоретических проблем психо лого-
педагогических исследований, связанных с обоснованием целесообраз
ности и возможности применения иерархических структур данных в
компьютеризированном учебном процессе;
2) в рамках практического применения теории разработать
инструментарий для формирования, редактирования, обработки и
хранения древовидных структур данных, создать на базе этого
инструментария средства для конструирования педагогических
программных средств (ППС), основанных на иерархическом представ
лении материала;
разработать универсальную компьютерную систему поддержки проведения занятий по предметам, понятийная база которых имеет иерархическую структуру, а также интегрированную оболочку для первоначального обучения методам алгоритмизации, использующую явную структуризацию ученических программ, разрабатываемых методами сборочного программирования с целью экспериментальной проверки технологии создания ППС и выработки методического комплекса;
выработать методико-технологические рекомендации для педагогов, разработать на базе созданной технологии сценарии проведения занятий с использованием компьютерных средств иерархического представления учебного материала;
подтвердить экспериментально эффективность использования созданного программно-методического комплекса в учебном процессе, основываясь на результатах тестирования ППС; провести педагогические эксперименты.
Методологическая основа исследования определяется положениями педагогики и психологии о повышении эффективности учебного процесса при использовании электронно-вычислительной техники.
Теоретической основой исследования явились теории педагогики раскрывающие факторы повышения мотивации учения, теории выбора критериев автоматизированной оценки действий обучаемого, технологические основы проектирования и конструирования учебного процесса В.М.Монахова, психолого-педагогическая теория поэтапного формирования умственных действий П.Я.Гальперина определяющая структурную природу формирования умственного образа изучаемого предмета, основы математических теорий обработки информации.
Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования: изучение научных трудов по педагогике, психологии, методам обработки информации, информатике, анализ программ, учебных пособий, диссертаций, монографий, материалов конференций, разработка программных средств на ЭВМ, наблюдение, беседа, проведение занятий со школьниками и студентами, тестирование программ, педагогический эксперимент.
Ведущей идеей нашего исследования стала идея о существенной интенсификации учебного процесса при использовании преимуществ компьютерных средств базирующихся на явной структуризации преподаваемого материала.
Базой опытно-экспериментальной работы явилась кафедра Информатики и прикладной математики Алматинского государственного университета им.Абая. Отдельные эксперименты связанные с применением описываемой технологии проводились также в Институге программных средств обучения Российской Академии образования (г.Новосибирск), Новосибирском государственном университете, Новосибирском электротехническом институте связи, Горно-Алтайском
педагогическом институте, Международном колледже непрерывного образования (г.Алматы), экспериментальной гимназии N4 г.Актау, алматинских школах N 56, 124, 134.
Этапы исследования. На первом, предварительном этапе (1989-1991 г.г.) проводилось теоретическое исследование вопросов, связанных с решением описываемой проблемы, определялся понятийный аппарат для конструирования инструментария и комплекса методической поддержки, изучались педагогические приемы повышения эффективности компьютерных средств, математические приемы оптимального хранения структурированной информации. Кроме этого первый этап содержал работы, связанные с определением вида программных оболочек, конструируемых с целью экспериментальной проверки технологии.
На втором, реализационном этапе (1991-1993 г.г.) разрабатывались программные средства поддержки технологии конструирования педагогических средств иерархической организации материала, на основе этой технологии создавались интегрированная оболочка Языковая среда и Информационно-поисковая система (ИПС) Иерархия, предназначенные для применения на разных стадиях учебного процесса, вырабатывалась методика разработки сценариев проведения компьютеризированных учебных занятий. В ходе работы корректировались педагогические требования к создаваемым программам, совершенствовалась идейная основа исследования, осуществлялась разработка казахского интерфейса.
Третий, экспериментальный этап (1994-1996 г.г.) заключался в практических исследованиях эффективности метода компьютеризированной структуризации материала и проведении корректировок методической базы и программных средств в соответствии с результатами экспериментов. Проводилась систематизация и обобщение
результатов опытно-педагогической работы, разработка рекомендаций, формулировка выводов. Изучался опыт внедрения сконструированных систем поддержки технологии.
Научная новизна исследования заключается в следующих основных положениях:
- создана теория применения иерархических данных в обучении с
использованием ЭВТ;
разработаны ППС для первоначального обучения методам алгоритмизации на основе сборочного конструирования программ в виде древовидных структур, описана методическая база для ее применения;
определена универсальная технология компьютеризации учебных курсов, понятийная база которых основана на явном иерархическом представлении материала, разработаны сценарии учебных занятий с использованием ИПС Иерархия;
разработаны специфические критерии выбора оценки действий обучаемого, учитывающие особенности и преимущества использования иерархических структур данных;
определены педагогические условия, способствующие повышению эффективности применения технологии, обоснована совокупность требований к проектированию методических разработок.
Достоверность работы обеспечивалась практическим применением комплекса методов, соответствующих предмету исследования и поставленным задачам на учебных занятиях в учреждениях системы образования, упоминавшихся в качестве базы исследования, внедрением ППС, всей экспериментальной работой. Немаловажным фактором являлось строгое соблюдение этапов экспериментов.
Теоретическая значимость исследования определяется тем, что на основе технологии компьютеризации учебных курсов путем иерархиче-
ского представления их понятийной базы, разработана комплексная методическая система для реализации этой технологии. Определено место данного вида компьютеризации учебных занятий в общем контексте единого педагогического процесса.
Практическая значимость исследования заключается в разработке универсального инструментария для конструирования педагогических программных средств на базе иерархических структур данных, в создании с помощью этого инструментария двух программных оболочек и методики практической организации учебного процесса, использование которых позволяет повысить уровень общеобразовательной подготовки, положительно влияет на качество знаний, повышает интерес учащихся к предмету.
На зашиту выносятся:
обоснование преимуществ иерархической организации преподаваемого материала при использовании вычислительной техники в учебном процессе;
разработанные технологии, программные системы и комплекс методов их педагогического применения;
- методы проведения экспериментальных исследований и их
результаты.
Апробация. Разработанная в рамках исследования оболочка Языковая среда удостоена диплома I степени Международной научной конференции "Студент и научно-технический прогресс" (Новосибирск, НГУ, 1992г.) и диплома I степени выставки программных средств Министерства образования Республики Казахстан. Теоретические положения, материалы и результаты исследования докладывались на заседаниях кафедры Информатики и прикладной математики АГУ им.Абая, на заседаниях методических объединений Международного колледжа непрерывного образования, на семинарах НИИ ИВТ АПН
СССР, Института систем информатики СО РАН, Алматинского городского института повышения квалификации педагогических кадров.
Внедрение средств, использующих описываемую технологию компьютеризации учебных курсов, проходило на протяжении нескольких лет одновременно в нескольких школах и вузах стран СНГ. Оболочка Языковая среда рекомендована Министерством образования для использования в системе образования Республики Казахстан. Имеющиеся на данный момент результаты эксплуатации уместно привести после изложения особенностей использования структурированных данных в обучении. Разработанная технология внедрена в ряде организаций, принявших активное участие в эксплуатационной корректировке программных средств и методов их использования. В их числе Алматинский государственный университет, Институт программных средств обучения РАО (г.Новосибирск), Новосибирский государственный университет, Новосибирский электротехнический институт связи, Омский государственный педагогический университет, фирма КУДИЦ (г.Москва), Кыргызский государственный университет, Ташкентский государственный университет, Горно-Алтайский педагогический институт (Республика Горный Алтай), Международный колледж непрерывного образования (г.Алматы), алматинские средняя школа N124 и школа-гимназия N134, экспериментальная гимназия N4 г.Актау. Копии документов, удостоверяющих внедрение, приведены в приложении. Выражаем глубокую признательность всем, кто содействовал внедрению и совершенствованию всего комплекса средств, лежащего в основе настоящего диссертационного исследования.
Четырехлетний опыт использования технологии автором диссертации при проведении занятий со студентами и школьниками являлся основным источником информации для корректировки программных систем.
Теоретические предпосылки структуризации материала при использовании вычислительной техники в обучении
Развитие информатики стало одним из важнейших направлений социально-экономического преобразования общества. В образовательной сфере также стали появляться тенденции совершенствования технологии обучения на основе применения средств вычислительной техники [5,36,46].
Начатая в 1985 году кампания компьютеризации образования обеспечила, в какой-то мере, продвижение вперед в развитии концепций, создании школьных ПЭВМ, подготовке педагогических кадров [4,8,52]. Введенный в учебный план средней школы курс "Основы информатики и вычислительной техники" стал обязательным предметом. Появились компьютерные программы, практикумы, курсы по общеобразовательным предметам [16].
Один из родоначальников новой учебной дисциплины академик А.П.Ершов определил информатику как "фундаментальную естественную науку, изучающую процессы передачи и обработки информации. При таком толковании информатика оказывается более непосредственно связанной с философскими и общенаучными категориями, проясняется ее место в кругу "традиционных" академических научных дисциплин" [43].
В настоящее время процесс компьютеризации образования является предметом многочисленных педагогических исследований [15]. Неоднократно доказано, что усвоение знаний из области информатики существенно влияет на общее умственное развитие учащихся, развивает их мышление и творческие способности. При этом тематика предмета не является оторванной от повседневной жизни обучаемых.
По этому поводу А.П.Ершов замечает: "Раскрывая содержание информатики, мы аппелируем к повседневному опыту ребенка, связанному с чтением, разглядыванием картинок, разговорами по телефону, ... и, наконец, любой целеустремленной деятельностью, совершаемой по правилам" [44].
Цели обучения информатике определяются исходя из общих целей обучения и воспитания в общеобразовательной школе, а также из особенностей информатики как науки, ее роли и места в системе наук, в жизни современного общества [41]. Как отмечает академик Е.П.Велихов "цель обучения предмету ... можно сформулировать как преобретение учащимися компьютерной грамотности, включающей в себя ... знания и навыки, относящиеся к простейшему использованию компьютеров, представление об областях применения и возможностях ЭВМ, о социальных последствиях компьютеризации" [21].
Безусловно, ключевые положения курса информатики непосредственно связаны с преимуществами использования компьютера, выступающего не только как объект, но и как средство обучения. В работе [77], в частности, отмечается, что "одно из наиболее плодотворных применений компьютера в обучении - использование его как средства управления учебной деятельностью школьников". Подводя итог исследований А.П.Ершовым основных достоинств ИВТ при ее использовании в педагогике, можно выделить следующие основные положения:
- способность компьютера к построению визуальных и других сложных образов существенно повышает пропускную способность информационных каналов учебного процесса;
- контролируемость учебного процесса в сочетании с гибкостью и разнообразием пользовательского интерфейса делает компьютер идеаль ным средством тренировочных стадий учебного процесса;
- компьютер вносит в учебный процесс принципиально новые учебные средства, в частности вычислительный эксперимент, решение задач с помощью экспертных систем, конструирование алгоритмов и попролнение баз знаний;
- компьютер предоставляет учителю большой резерв поддержки, делающий его отношения с учениками даже более человечными, чем ранее. Учитель становится более свободен и более позитивен в своем отношении к детям [45].
Хотелось бы отметить, что в широком смысле информатика не ограничивается только изучением компьютерной техники и алгоритмизации. В это понятие всегда включается широкий круг вопросов, связанный с применеием ЭВМ в различных сферах деятельности человека, и, как следствие, применение ИВТ в преподавании других предметов. Курс информатики должен давать учащимся сведения о профессиях, связанных с информатикой и различными приложениями изучаемых в школе наук, опирающимися на использование ЭВМ [29,74]. По мнению Е.И.Машбица "важнейшим компонентом компьютерной грамотности является формирование умений практически использовать компьютер при решении разнообразных учебных и трудовых задач (последнее особенно важно для учащихся профтехучилищ) с использованием средств математического обеспечения. В число этих задач обязательно должны входить задачи автоматизированного поиска информации" [77].
Интегрированная оболочка Языковая среда как средство первоначального обучения алгоритмизации
Одной из проблем в начальном обучении информатике является преодоление трудностей одновременного изучения языка программирования и методов составления алгоритмов. Ориентация на неквалифицированного пользователя приводит к неприемлемости традиционных языков программирования: такой пользователь, как правило, слабо представляет себе соответствие между текстом на языке и вычислительным процессом, задаваемым этим текстом [54]. Не имея деятельностных ориентиров, начинающему пользователю трудно преодолеть языковой барьер. Как следствие, возникает препятствие в достижении главной цели изучения информатики - выработки алгоритмического мышления [12]. Перечисленные положения обусловливают поиск новых форм организации обучения. Л.В.Городняя отмечает, что "...эффективность изучения языка программирования на практике существенно зависит от особенностей его реализации" [33]. По ее мнению в число факторов, влияющих на эффективность изучения входят:
- уменьшение объема запоминаемой информации, не относящейся к изучаемому языку;
- отсутствие накладных расходов на доступ к данным;
- оперативный доступ к любой ключевой информации о языке;
- управление диагностикой ошибок в зависимости от уровня изученности понятий языка [32,331.
Целью создания Языковой среды является построение универсального программно-методического инструментального комплекса, который максимально упростил бы первоначальное знакомство обучаемых с методами алгоритмизации [89], отодвинув завесу синтаксических и лексических нюансов используемых для этой цели современных языков программирования. Интегрированная оболочка Языковая среда предоставляет неквалифицированному в программистском отношении пользователю средства организации данных -исходных, промежуточных и результирующих - и упорядочение вычисления библиотечных функций в соответствии с решаемой задачей. Эта система позволяет составлять программы из заранее заданных языковых конструкций с помощью нового, специально разработанного метода, в основе которого лежит использование древовидных структур данных и средств работы с ними.
Одним из побочных результатов реализации явилось создание универсального инструментария работы с древовидными структурами данных, применяемых в учебном процессе (не только для преподавания алгоритмических языков).
Языковая среда построена на базе специализированного интерфейса, позволяющего средствами сборочного и объектно-ориентированного программирования [110,114[ строить программы, представляемые на экране специальными деревьями в более наглядной форме, чем обычные текстовые программы [23,125,139]. Такие деревья конструируются пользователем из заранее определенных заготовок, соответствующих основным средствам современных языков программирования. Благодаря этому данную программную оболочку можно рассматривать в качестве технологического средства поддержки сборочного программирования [114]. Деревья Языковой среды лучше отражают структуру реализуемого алгоритма, автоматизируется построение правильных синтаксических конструкций, пользователь получает в свое распоряжение более легкий для изучения алгоритмический язык. При этом не теряется связь пользователя с обычными языками программирования высокого уровня: деревья-программы легко транслируются в такие языки как Си, Паскаль, Модула, которые являются базовыми для Языковой среды [141,142,144,104,53].
Языковая среда построена как система, открытая для расширения. Данная оболочка обеспечивает выполнение следующих функций:
- технологизацию разработки ученических программ;
- переиспользование программных компонент и поддержку конструирования типовых программных структур и их наполнения;
- поддержку средств индивидуальной деятельности обучаемых;
- поддержку средств хранения программ и их заготовок как древовидных структур;
- поддержку конструирования переносимых разработок.
Проблемы автоматизированного контроля и оценки действий обучаемого при работе со структурированной информацией
Известно, что проблема всесторонней автоматической оценки обучения с трудом поддается разрешению, причем лишь для ограниченного числа типов учебных программ. По этой причине для системы Иерархия принята концепция относительности понятия правильности оценки ответа обучаемого:
- автоматический вывод оценки должен быть управляем учителем, т.е. его критерии могут легко задаваться и изменяться (посредством манипулирования параметрами);
- все автоматически выводимые оценки должны контролироваться и корректироваться учителем, т.е. могут быть исправлены;
- в ситуациях, когда вычисление не дает однозначного результата (противоречивость критериев), учителю должна быть обеспечена возможность доступа к полной информации о деятельности обучаемого, включая контекст возникновения ситуаций.
В системе Иерархия последнее достигается за счет ведения доступного для учителя протокола деятельности ученика и указания мест протокола с неоднозначно вычисленными оценками. Кроме "спорных" мест в протоколе отмечаются все места несовпадений иерархий, конструируемых учителем и учеником, а также "экспромт" обучаемого - термины не предусмотренные педагогом при конструировании дерева - образца. Благодаря распечаткам протоколов учитель контролирует процесс усвоения материала как целым классом, так и отдельными учениками, видит места недопонимания, имеет возможность объективной оценки знаний и навыков обучаемых.
В качестве общего для всех обсуждаемых далее педагогических сценариев критерия автоматической оценки принято взвешенное (веса объявляются параметрами, показателями информационной базы, связанными с возможными вариантами деятельности обучаемого) суммирование количеств обращений к оцениваемым справкам системы помощи, дополнительной и предупредительной информации и фактически затраченных на выполнение элементов задания интервалов времени. Эта величина с определенной периодичностью фиксируется во внешней памяти для возможного педагогического анализа учителем. По окончании работы ученика она может быть включена в итоговую оценку выполнения задания (с указанным учителем весом, с использованием порогового ранжирования и т.п.). Второй общий критерий оценки связан с учетом разного рода откатов выполняемых учеником действий, т.е. отказа от произведенного действия (серии действий) с возвратом в предшествовавшее ему состояние.
Перечисленные только что структуры данных составляют стандартизованную часть входной информации оценочной функции.
Положительная составляющая оценки определяется содержанием преподаваемого материала, методами и приемами обучения. Проверка совпадения точных и приближенных числовых значений, попадания числового ответа в заданный диапазон, правильность выбора из представленных вариантов, совпадение и варианты проверки "близости" (к примеру, по корням ключевых слов) для символьных строк, а также другие, ставшие почти традиционными для компьютерного обучения критерями для частных ответов, представлены в системе Иерархия библиотечными программами. Они дополнены в следующих двух аспектах. Во-первых, использование упомянутых программ может быть "разбросано" по дереву структуры с возможностью совместного употребления. Во-вторых, добавлена серия критериев сравнения древовидных структур: проверки совпадения и близости топологии двух или нескольких деревьев (одно из них - ответ, другие эталоны), такие же проверки с подсчетом правильности ("близости") употребления наименований вершин (терминов), с игнорированием указанного подсчета для отдельных ветвей и/или уровней иерархии и т.п. Неразрешимая в общем виде, эта задача находит конкретные решения при реализации сценариев. Новые средства оценивания вполне естественны в связи с появлением в системе в качестве одного из основных объектов оперирования новой структуры данных.
