Введение к работе
Актуальность проблемы. По мере развития и практического применения программных технологий на базе персональных ЭВМ повышается интерес к таким сферам, как обучение человека при помощи компьютера В настоящее время профаммное обеспечение, непосредственно применяемое в процессе обучения, обособилось в отдельный класс автоматизированных обучающих систем (АОС)
На данном этапе развития информационных технологий в сфере компьютеризированного обучения встают задачи повышения эффективности лингвистического обеспечения АОС, связанные с поиском и разработкой новых коммуникативных форматов, усовершенствованием пользовательских интерфейсов и форматов представления данных Современные адаптивные и мультимедиа технологии, обеспечивающие получение дополнительных сверхмощных возможностей воспроизведения цифровой информации и, следовательно, воздействия на пользователя, порождают потребности в новых комплексных подходах к проектированию современных АОС с развитыми средствами внутреннего и внешнего представления данных, основанных на передовых языковых технологиях структурирования (представления) и метаописания
Бурный рост рынка профаммного обеспечения, нацеленного на удовлетворение растущих информационных потребностей в сфере автоматизации обучения в конце двадцатого, начале двадцать первого века, отражает готовность отрасли компьютеризированного обучения к появлению единых коммуникативных стандартов, как межсистемного, так и человеко-машинного взаимодействий Решение большей части задач, связанных с созданием обозначенных стандартов, форматов (унифицированных правил внутреннего и внешнего представления данных), относится к области лингвистического обеспечения ИС
Рост потребности образовательного процесса в эффективных АОС усиливается отсутствием комплексных профаммных решений, позволяющих задействовать имеющийся потенциал современных технологий в повышении качества обучения
На сегодняшний день одними из наиболее перспективных направлений в области компьютеризированного обучения считаются адаптивные и мультимедиа технологии
Большое распространение получили системы адаптивного тестирования и адаптивных гипермедиа АОС, базирующиеся на принципах адаптации и различных видах обратных связей, существенно повысили возможности современного компьютеризированного обучения Также всевозможные мультимедиа компоненты, все чаще в последнее время включаемые в учебный материал, с большой вероятностью могут сделать компьютеризированное обучение более эффективным, а в некоторых случаях даже незаменимым
Научная проблема заключается в поиске подходов и разработке решений, снимающих противоречия между большими потенциальными
возможностями современных технологий и относительно невысокими
показателями эффективности их применения в сфере
компьютеризированного обучения С одной стороны, широкий спектр инструментария воздействия на обучающегося дает малозначительный рост эффективности современных АОС, использующих мультимедийные компоненты учебных курсов С другой стороны, для управления силой воздействия мультимедиа целесообразно применение адаптивной методики (совокупности техник адаптации, персонализации учебного материала с учетом комплекса индивидуальных потребностей обучающегося), которая, в свою очередь, еще не рассчитана на адаптацию мультимедийных компонентов Текст, большей частью, его содержательная сторона и изредка графическая составляющая, чаще всего являются единственными объектами адаптации Данные ограничения делают применение адаптивной методики в современном мультимедийном компьютеризированном обучении малоэффективным Решение обозначенной научной проблемы рассматривается в данном диссертационном исследовании в аспекте лингвистического обеспечения адаптивной мультимедийной АОС
Разработанность проблемы. Первоначально адаптивные технологии развивались в русле гипертекстовых, гипермедиа систем как один из новых подходов в решении задач повышения функциональности гипертекста В значительной мере развитию следующего поколения адаптивной методики способствовали работы Т Бернерса-Ли (Berners-Lee Т, 1989 и др) по созданию Всемирной паутины (WorldWideWeb), основного на сегодняшний день сервиса сети Интернет В середине 90-х годов XX века адаптивные техники стали применяться при создании Интернет-ресурсов Достаточно упомянуть техники адаптивной поддержки навигации и сокрытия ссылок
Наибольших успехов удалось достичь в применении адаптивной методики в АОС. Значительный вклад в разработку этого направления внесли П Л Брусиловский, Т А Гаврилова, Г В Рыбина, A Kobsa, М Specht, W Nejdl, D Benyon, P De Bra и многие другие исследователи
В результате анализа подходов к реализации адаптивной методики в АОС и теоретических работ авторов этих подходов были выявлены следующие общие тенденции
Во-первых, авторами большинства разработанных за последние пятнадцать лет адаптивных АОС были специалисты с техническим образованием Ими же были предложены и разрабатывались и сами техники адаптации Изучение механизмов работы техник адаптации с точки зрения человеко-машинного взаимодействия, их психологического воздействия на человека проходило уже только на практике Многие же из практических исследований сводились к констатации большей эффективности АОС, при включении какой-либо техники адаптации, и снижению эффективности (мотивации, формирования компетенций обучающегося) - при ее отсутствии Психолого-лингвистический аспект механизма воздействия большинства техник адаптации на обучающегося до сих пор остается неизученным Явных
предпосылок к изменению самой концепции проектирования адаптивных АОС, в частности, участия в этом процессе специалистов других областей, например психологов, методистов, лингвистов - не было На сегодняшний день создание техник адаптации остается лишь технической задачей, решаемой самим разработчиком на стадии программной реализации
Во-вторых, количество принципов и методов адаптации на данный момент значительно, но программная реализация самих техник адаптации остается уникальной для каждой системы Автору-разработчику, решившему дополнить свою систему каким-либо уже широко известным принципом адаптации, необходимо заново прорабатывать алгоритмы, программные решения и создавать, по сути, копии уже много раз реализованных техник адаптации, но для своей системы с уникальной архитектурой То же самое можно сказать и об уникальных внутренних форматах представления модели пользователя, разрабатываемых для каждой системы в отдельности, без которых невозможно функционирование техники адаптации
В-третьих, и на этом акцентируют внимание многие специалисты, например, П Л Брусиловский (Brusilovsky Р L, 1996), многие разработанные адаптивные системы содержат нетекстовые (мультимедийные) элементы, но не могут представлять эти элементы адаптивно
Цель диссертационной работы. Определение функций и состава лингвистического обеспечения адаптивной мультимедийной АОС, разработка и апробация лингвистических средств, обеспечивающих управляемое использование мультимедийных образовательных ресурсов
Задачи диссертационного исследования
исследовать типологию адаптивных АОС и возможности современных мультимедиа технологий в обучении,
разработать концептуальную модель адаптивной мультимедийной АОС, определить роль и формализовать функции лингвистического обеспечения системы,
разработать эффективные методы использования средств лингвистического обеспечения в адаптивной мультимедийной АОС,
провести теоретико-прикладного исследования возможностей разработанных лингвистических средств
Объект исследования Адаптивные автоматизированные обучающие системы (АОС)
Предмет исследования. Лингвистическое обеспечение адаптивной мультимедийной АОС
Методы исследования. Системный анализ, экспертная оценка, социологический опрос, методы алгоритмизации и программирования
Методологическая база. Основные положения системного анализа, теория информации и информационных процессов, теория экспертной оценки, а также теория лингвистического обеспечения ИС
Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что разработана концептуальная модель адаптивной мультимедийной АОС
Разработаны лингвистические средства, оформленные как совокупность соподчиненных форматов структурирования и метаописания
учебных курсов,
алгоритмов техник адаптации,
модели обучающегося
для адаптивной мультимедийной АОС Разработана методика теоретико-прикладного исследования возможностей разработанных форматов Предложен новый подход к подготовке материалов для АОС с использованием разработанных форматов, позволяющий гармонично взаимодействовать специалистам разных областей в решении задач, связанных с повышением эффективности компьютеризированного обучения в аспекте исследования новых методик адаптации
На защиту выносятся следующие положения:
-
Разработана концептуальная модель адаптивной мультимедийной АОС, которая базируется на основе интеграции сегодня практически разрозненных адаптивных и мультимедиа технологий, что требует создания уникального лингвистического обеспечения
-
Одним из основных компонентов лингвистического обеспечения адаптивной мультимедийной АОС, позволяющим реализовать управляемое использование мультимедийных образовательных ресурсов, является совокупность лингвистических средств представления (структурирования) и метаописания данных
-
Обязательным условием эффективного использования адаптивных технологий в компьютеризированном обучении является функция управляемого представления мультимедиа, которая может быть реализована через совершенствование соответствующих лингвистических средств
-
Создание АОС на основе разработанной концептуальной модели, что подразумевает включение в состав ее лингвистического обеспечения лингвистических средств представления и метаописания - а) техник адаптации, б) модели пользователя, в) учебного материала - разработанных и оформленных в рамках диссертационного исследования в совокупность соподчиненных форматов, позволит
обеспечить адаптивное представления мультимедиа, и, следовательно, управляемое использование мультимедийных образовательных ресурсов в компьютеризированном обучении
использовать обучающую систему в качестве уникального инструментального средства исследования адаптивных методик специалистами разных областей
5 Целесообразность практического использования разработанных
форматов может быть аргументирована положительными
результатами реализованного теоретико-прикладного исследования
возможностей разработанных лингвистических средств
Практическая значимость работы и реализованных результатов Разработанное в рамках настоящего исследования лингвистическое обеспечение может быть включено, в качестве дополнительных лингвистических средств, в состав лингвистического обеспечения систем информационно-технического сопровождения учебного процесса в вузах, в том числе
структура представления и метаописания электронных учебных курсов с мультимедийными компонентами,
программный интерфейс доступа и интерпретации структуры и метаописания электронных учебных курсов
Практическая ценность результатов работы состоит в том, что разработанные лингвистические средства обеспечивают АОС следующими возможностями
осуществлять адаптивное представление различных текстовых, гипертекстовых и мультимедийных компонентов учебных курсов,
модульным принципом внутреннего представления учебного материала, техник адаптации, модели пользователя,
агрегирования учебного курса с множеством различных модулей техник адаптации,
четкого определения этапов и правил формализации учебного курса
Результаты диссертационного исследования внедрены в Санкт-
Петербургском государственном университете культуры и искусств, что
подтверждено соответствующими документами
Материалы и выводы диссертации могут быть использованы а) при проектировании и разработке архитектуры АОС, б) при создании электронных (мультимедиа) учебных курсов, в) при создании техник адаптации электронных учебных курсов, г) при чтении общих и специальных курсов по информатике и прикладной лингвистике
Апробация работы. Основное содержание диссертации изложено в 9 публикациях по теме диссертации, а также на научных конференциях
III Международной научной конференции «Прикладная лингвистика в науке и образовании» (СПб, 2006),
III Международной конференции «Информационные системы для обучения и управления человеческими ресурсами (HRM)» (СПб, 2006),
Научно-практической конференции памяти профессора В И Минкиной «Интернет ресурсы и технологии в гуманитарном образовании» (СПб, 2007),
56-ой научной конференции студентов и аспирантов библиотечно-информационного факультета СПбГУКИ, посвященной памяти профессора О М Зусьмана» (СПб, 2007),
Всероссийском научно-практическом симпозиуме молодых ученых и специалистов «Экономическая политика современной России
состояние и перспективы», секция «Интернет экономика» (СПб, 2007),
III Российской научно-методической конференции
«Совершенствование подготовки 1Т-специалистов по направлению «Прикладная информатика» на основе инновационных технологий и E-learning» (М, 2007)
Материалы и выводы диссертации используются при чтении лекций по курсу «Лингвистические основы информатики», «Инструментальные средства создания Web-приложений» на факультете информационных технологий и медиадизайна СПбГУКИ
Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и приложений Список использованной литературы содержит 121 источник Диссертация изложена на 145 страницах, включая 117 страниц основного текста и 6 приложений
