Структурно-функциональное обеспечение электронного семантического сборника образовательных ресурсов © И. А. Филозова © В. Н. Добрынин Объединенный институт ядерных Международный Университет природы, исследований общества и человека «Дубна» г. Дубна fia@jinr.ru arbatsolo@yandex.ru методических материалов: Аннотация 1) основа сборника — учебник, пособия и при- В статье обсуждается возможность приме- ложения к нему играют дополняющую роль; нимости семантической поисковой системы 2) сборник состоит из равнозначимых компо- на основе логико-семантической сети нентов, связанных между собой логикой изложения. (ЛСС) «Вопрос-Ответ-Реакция» в образова- В любом случае сборник имеет в своем составе тельных информационных системах. Изла- учебник или учебное пособие по данному курсу. гается подход к структуризации образова- тельных ресурсов для самостоятельного Методики и технологии организации сборника эффективного изучения учебного материа- учебно-методических материалов и его частей в ла. рассмотренных источниках позволяет выйти на новое качество представления учебного материала. 1 Введение Краткое и лаконичное изложение, on-line-техноло- гии, использование гипертекста, мультимедиа- В связи с активным внедрением телеком- технологий, модели семантической сети и т.п. муникационных и компьютерных технологий в позволяют быстро находить нужную информацию, сферу образования создание электронных средств перемещаясь в рамках изучаемого курса. Но в этих учебного назначения получило бурное развитие. разработках отсутствует способ самостоятельного Традиционные формы представления учебных эффективного изучения материала, что является материалов уже не удовлетворяют обучаемых и актуальным в образовательном процессе, особенно, обучающих. Электронные учебные материалы в дистанционном обучении, в котором освоение актуальны для всех форм образования. В этом дисциплины осуществляется, в основном, в режиме направлении в настоящее время ведется много самостоятельной работы, вне личного контакта с исследований и разработок, результатами которых преподавателем. Подход, обсуждаемый в данной являются как законченные программные продукты статье, опирается на технологию структурирования [2], так и методики [6], принципы, модели [1] для содержимого учебных материалов, которая обеспе- представления учебного материала (далее имену- чивает эффективный поиск ответов на вопросы. емого как электронный сборник учебно-методи- Основой технологии является способ описания ческих материалов ЭСУММ). предметной области множеством логико-семанти- ческих сетей (ЛСС) "Вопрос-Ответ-Реакция" [3] [4]. 2 Состав ЭСУММ Суть подхода состоит в том, что любая задача, научно-технический текст или образовательный Многие работы посвящены разработке электрон- ресурс могут быть представлены в виде логической ных учебно-методических сборников, которые пред- последовательности вопросов и ответов, которая ставляются решением проблемы методического и дополняется полезной информацией (реакцией). дидактического обеспечения студентов, обучаю- Реакция позволяет учитывать и использовать допол- щихся по дистанционным технологиям и в традици- нительные знания о предметной области. Реакция онных формах обучения. Существуют различные вопроса характеризует область вопроса — смысло- взгляды на то, каким должен быть ЭСУММ [5]. вое пространство, из которого аргументируется Ниже приведены две полярные точки зрения на возникновение вопроса (хотя самой аргументации структуру традиционного сборника учебно- нет). Реакция ответа — смысловое пространство, имеющее связь с пространством вопроса, из Труды 14-й Всероссийской научной конференции которого следует ответ. Каркасом связи вопроса и «Электронные библиотеки: перспективные методы и ответа является ЛСС. технологии, электронные коллекции» — RCDL-2012, Переславль-Залесский, Россия, 15-18 октября 2012 г. Данный подход позволяет заменить неопреде- ленности, связанные с информационным поиском 252 Рис. 1 Рабочий процесс аналитика (когда неясно точно, какая информация ищется и с ставленного в них материала [3] [4]. Методика какой целью) на более продуктивную технологию, заключается в том, что аналитик (эксперт) исследует ориентированную на пространство смыслов. Тем и размечает текст (рис. 1.) с точки зрения 1) смыс- самым, пользователь от имеющихся знаний может лового соответствия заглавия и реального содержа- получить расширенные знания, углублённые знания, ния; 2) набора специальных фильтров: уточнённые знания и/или новые знания. При этом Фильтр F1 Общая часть (анализ проблемы, ее пользователь может контролировать согласован- история, обзор, актуальность). ность смыслового собственного понимания вопро- Фильтр F2 Авторские понятия (вводимые сов и ответов и понимания вопросов и ответов, авторами новые термины, обще-употребляемые заложенных в семантической поисковой системе. термины с авторской интерпретацией, сужающие Если система открытая, пользователь в процессе семантику). взаимодействия может уточнять и расширять саму ЛСС. Т.е. пользователь при активном развитии Фильтр F3 Примеры и иллюстрации (пояснение системы становится автором смыслового простран- сложных мест в тексте, сокращение размера текста ства ЛСС. В этом состоит адаптация системы. при строгих ограничениях по объему). Для формирования ЛСС разработана методика Фильтр F4 Идея автора (описание и раскрытие анализа научных текстов и образовательных основной авторской идеи. ресурсов, которая отражает логику изложения пред- 253 Построенная по данной методике ЛСС может 3 Архитектура программно- быть представлена в виде направленного графа. технологического обеспечения ЭСУММ Таким образом, в совокупности с соответствующим инструментарием, автоматизирующим работу Создание, наполнение и сопровождение такой аналитика, методика дает основу: 1) для создания и информационной системы требует большой и серь- поддержки каталожной службы фонда образова- езной работы, как технологической, так и организа- тельных материалов; 2) для организации навигации ционной. Некоторую ее часть можно автоматизиро- в рамках данного образовательного фонда в режиме вать, предоставив АРМ акторам — аналитикам, тью- вопрос-ответ. торам, учащимся, методистам, проектировщикам. Семантические поисковые системы на основе ЛСС «Вопрос-Ответ-Реакция» могут иметь широкий спектр применимости, в том числе, в образовательных информационных системах. С точки зрения пользователя (учащегося) такая система позволяет в большинстве случаев найти ответ на поставленный вопрос. Пользователь задает вопрос и получает на него ответ с дополнительной информацией в виде реакций вопроса и ответа, которые помогают скорректировать вопрос, либо воспользоваться уточняющими или обобщающими вопросами. Сформулируем определение электронного семантического сборника учебно-методических материалов (ЭСУММ) на основе ЛСС “вопрос- ответ-реакция”. ЭСУММ – информационная система, предо- ставляющая инструментарий для раскрытия содер- жания учебных материалов изучаемых дисциплин через логику их изложения и организацию учебного процесса. В связи с этим, представляется, что Рис. 2 Общая архитектура технологического комплекса структура ЭСУММ должна включать: ЭСУММ 1. Нормативную базу (документы, регламентир- Для проектирования, поддержки, развития и ующие реализацию образовательных программ: использования в учебном процессе ЭСУММ пред- государственные образовательные стандарты, лагается следующая архитектура программно-тех- положения учебного заведения и пр.) нологического обеспечения (рис.2), включающая 2. Аннотацию дисциплины. следующие АРМы: 3. Рабочую программу дисциплины.  Типовой АРМ для учащихся предназначен 4. ЛСС «Вопрос-Ответ-Реакция» учебного (теоре- для выполнения обучаемым учебных процедур, тического) материала. предусмотренных в данной дисциплине. Обеспе- 5. Навигатор на основе ЛСС «Вопрос-Ответ-Реак- чивает доступ учащегося ко всем необходимым ция». средствам для успешного изучения курса. 6. Электронный сборник заданий (на основе ЛСС).  АРМ тьютора предназначен для выполне- ния им своих служебных обязанностей – управ- 7. Методику выполнения заданий (построение ления учебным процессом, распределения зада- вопросов, поиск ответов). ний, консультирования учащихся, контроля за их 8. Контрольные (тестовые) задания (на понимание, успеваемостью, тестирования, формирования умение, владение, компетенцию). отчетов. 9. Экзаменационные задания (на понимание,  АРМ методиста предназначен для выпол- умение, владение, компетенцию). нения им своих служебных обязанностей –подго- 10. БД учебно-методического и контрольно-измери- товки и редактирования БД учебно-методичес- тельного материала (КИМ) дисциплины. ких и контрольных материалов, оценке их качес- 11. БД протоколов (профили уровней достижений тва, соответствия ФГОС, разработки рекоменда- учащегося). ций по проведению и организации учебного 12. Методику оценки качества обучения. процесса. 13. Методику коррекции учебных материалов.  АРМ аналитика предназначен для создания и редактирования множества ЛСС ЭСУММ. 14. Методику оценки качества учебно-методичес- кого материала (УММ) и КИМ дисциплины.  АРМ системного проектировщика предна- значен для управления системой ЭСУММ, обес- печения механизма навигации 254 Рис. 3 Главная страница образовательного портала Доступ к компонентам ЭСУММ осуществляется (рис.3). После авторизации пользователю предостав- через единый образовательный портал, поддержи- ляется набор доступных ему сервисов. вающий соответствующие категории пользователей Рис. 4 Содержание электронного учебника по выбранной дисциплине На Рис.4 – 6 представлен пример такого взаимо- действия для пользователя категории “учащийся”. 4 Заключение При изучении выбранного раздела учебника уча- Особенность предлагаемой структуры ЭСУММ щийся имеет возможность перейти в режим Вопрос- состоит в представлении всех компонент учебных, Ответ, реализованный как навигатор по ЛСС методических и контрольных материалов в виде данного учебника. совокупности логико-семантических сетей «вопрос- В этом режиме доступен список вопросов, ответ реакция». Основной технологической компо- оформленных как гиперссылки, активация которых нентой для учащихся предлагается навигатор отображает в новом окне карточку выбранного движения по ЛСС, обеспечивающий эффективный вопроса. Карточка вопроса содержит ответы с релевантный выбор учебного материала согласно уточняющей их информацией и перечень программе для самостоятельного внеаудиторного следующих вопросов, логически связанных с изучения (понимания, умения, владения, закреп- данным. Таким образом, пользователь имеет ления). Подтверждение эффективности данной возможность свободно перемещаться в рамках технологии может быть получено только экспери- вопросно-ответного навигатора, получая ответы на ментально. выбранные им вопросы. 255 Рис. 5 Содержание раздела электронного учебника по выбранной дисциплине Рис. 6 Список доступных вопросов и карточки выбранных вопросов Ожидается, что применение структурирования данного показателя предлагается эксперимент, кото- фондов-корпусов и использование навигатора на рый заключается в следующем. Три контрольные основе ЛСС даст преимущество по показателю ско- группы пользователей "А", "B" и "С" осуществляют рость/качество на 30% по сравнению с традицион- информационный поиск по заданной теме, чтобы ными поисковыми системами. Для подтверждения получить ответы на сформулированные вопросы. По 256 каждой группе вычисляется среднее время поиска, ОТВЕТ-РЕАКЦИЯ» // Электронный журнал релевантность и пертинетность полученных резуль- “Системный анализ в науке и образовании”, татов. Механизм поиска в группе "А" – информаци- Международный университет природы, онные запросы. Группа "B" выполняет ту же работу, общества и человека «Дубна», кафедра САУ. — используя в качестве механизма поиска известную 2009, вып.2. — http://www.sanse.ru/archive/11 вопросно-ответную систему (например, AskNet). [4] Добрынин В.Н., Филозова И.А. Поиск на осно- Группа "С" выполняет поиск посредством ЛСС- ве логико-семантической сети Вопрос-Ответ- навигатора. Реакция в научной электронной библиотеке // Основной проблемой создания предлагаемой Труды XII Всероссийской научной конферен- системы является максимальная автоматизация про- ции «Электронные библиотеки: перспективные цесса создания и поддержки "каталожной службы" методы и технологии, электронные коллек- фонда на основе ЛСС. Реализация электронного ции». — ISBN 978-5-98180-838-8 — Казань: семантического сборника учебно-методических Казанский университет, 2010 — с. 301-308 материалов на основе ЛСС “вопрос-ответ-реакция” [5] Михайлишин А. Ю. и др. К вопросу о струк- позволит обучающимся изучать учебные материалы туре и составе электоронного учебно-методи- не только в традиционной форме, но и в естест- ческого комплекса / А. Ю. Михайлишин, В. Ю. венной для человека форме уточнения, обобщения и Захаров, Ю. С. Попов, Д. А. Рубин, И. Н. получения новых знаний — вопрос-ответ. Сталковская. — "Открытое и дистанционное образование" , 2003, вып.3(11). Литература http://ido.tsu.ru/other_res/pdf/3-4(11-12)7-12.pdf [1] Башмаков И. А., Рабинович П. Д. Модель се- [6] Руденко-Моргун О.И., Дунаева Л.А., Архан- мантической сети для представления учебного гельская А.Л. Разработка электронного учебно- материала в компьютерных обучающих средст- методического комплекса по РКИ как коллек- вах //Справочник. Инженерный журнал, №8, тивный педагогический проект. – http://www. 2002. - М.: Машиностроение 2002,стр. 61-64. russianforall.ru/distobr/main.php?news=4395 [2] Белага В. В., Семчуков П. Д., Стеценко М. С. Разработка программной оболочки для Structural and Fuctional Support of the мультимедийного образовательного продукта Semantic Digital Book // Электронный журнал “Системный анализ в науке и образовании”, Международный Irina Filozova, Vladimir Dobrynin университет природы, общества и человека The article discusses the applicability of the seman- «Дубна», кафедра САУ. — 2009, вып.2. — tic search engine based on the logical-semantic network http://www.sanse.ru/archive/11 (LCN) "Question-Answer-Reaction" in educational [3] В.Н. Добрынын, М.В. Лобачева. Прототип information systems. The approach to the structuring of семантической поисковой системы на основе the educational resources for the effective self-study of логико-семантической сети «ВОПРОС- the material is stated. 257