Методическое, алгоритмическое, программное обеспечение электронного учебника по теоретической механике тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.01 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В.ЛОМОНОСОВА

МЕТОДИЧЕСКОЕ, АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ, ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНИКА ПО ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ

Специальность 01.02.01 - теоретическая механика

Механико-математический факультет

На правах рукописи УДК 531.1

Ионова Юлия Николаевна

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва - 1995

Работа выполнена на кафедре теоретической механики механико-математического факультета Московского Государственного Университета им.М.В.Ломоносова и в Институте прикладной математики им.М.В.Келдыша РАН

Научные руководители - доктор физико-математических наук,

профессор Ю.Ф.Голубев доктор физико-математических наук В.Е.Павловский

Официальные оппоненты - доктор физико-математических наук,

профессор Ю.Г.Мартыненко доктор физико-математических наук, профессор И.В.Новожилов

Ведущая организация - Российский НИИ Информационных Систем

Госкомитета России по высшему образованию

Защита диссертации состоится 22 декабря 1995 г. в 16 час. на заседании Специализированного Совета Д 053.05.01 (И 1 по механике) при Московском Государственном Университете им.М.ВЛомоносова по адресу: 119899, Москва, Воробьевы горы, МГУ, механико-математический факультет, ауд. 16-10

Автореферат разослан 22 ноября 1995 г.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке механико-математического факультета МГУ (Главное здание, 14 этаж).

Ученый секретарь Специализированного Совета Д 053.05.01 при МГУ, доктор физико-математических наук Д.В.Трещев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Привлечение новых информационных технологий к повышению эффективности овладения научными знаниями является одной из современных ключевых проблем научно-технического прогресса в образовании. В настоящее время в связи с целями совершенствования подготовки новых кадров специалистов и приобщения их к овладению компьютерными технологиями интенсивно создаются и внедряются в учебные процессы компьютерные средства обучения. Актуальность этой проблемы возрастает в последнее время в связи с дифференциацией и специализацией программ и методов преподавания различных дисциплин в ВУЗах, что делает весьма важным накопление в компьютерных обучающих программах опьгга ведущих, наиболее квалифицированных специалистов. Тем самым эти программы могут стать одним из средств распространения передовых методик преподавания в нашей стране.

Одновременно с этим в связи с введением в России Государственных стандартов в высшем образовании весьма актуальной становится реализация отвечающих этим стандартам средств тестирования знаний выпускников ВУЗов. Важность этой проблемы усиливается в последнее время в связи с разработкой государственной программы по аттестации ВУЗов России, одним из элементов которой становятся компьютерные средства тестирования знаний.

Компьютеризация обучения теоретической механике имеет большое самостоятельное значение, т.к. эта дисциплина является фундаментом многих дисциплин естественно-научного цикла. Развитие самостоятельности и активности обучаемых, обеспечиваемое применением компьютерных обучающих программ, способствует эффективному освоению этой дисциплины и активному овладению компьютерными технологиями.

Цель работы. Целью работы является создание на базе ПЭВМ Intel-платформы (IBM PC) компьютерной обучающей системы по теоретической механике, включающей компьютерный учебник и системы тестирования и диагностики знаний обучаемых.

Научная новизна и практическая ценность. В диссертации разработана оригинальная концепция построения компьютерной обучающей системы по теоретической механике, предназначенной для использования студентами и преподавателями. Эта концепция состоит в сочетании изучения теоретического материала курса механики с тестированием и

диагностикой знаний обучаемых на основе анализа результатов решения обучаемыми контрольных работ по механике. Ее отличает многоуровневая структуризация системы знаний, выделение элементов знания как основы изложения и количественной оценки усвоения изучаемого материала. Концепция включает также активное использование мультимедиа технологии. В созданные программы включено дикторское сопровождение на основе цифрового звука.

В диссертационной работе проведена формальная постановка задачи тестирования знаний, предложен метод ее решения с использованием пакетов тестовых задач. Формализация постановки этой задачи представляет новый подход к проблеме диагностирования знаний. Предложены и реализованы на ПЭВМ программные системы тестирования и диагностирования знаний - системы "Контрольная работа" и "Диагностика знаний". Контроль знаний в этих системах ведется на основе анализа решения обучаемыми наборов тестовых

кОНЦМЛиНЫХ 1XU4.

Диссертация пока^ыиает один из возможных путей использования компьютерных технологий в предметной области теоретической механики и предсташтяст jtmm значительный интерес. Работа может найти практическое применение на механико-математическом факультете МГУ, в других университетах и ВУЗах страны.

Использование построенных систем способствует углубленному изучению материала, повышению самостоятельности в овладении предметом.

Созданные программные системы подготовлены к их распространению в ВУЗах. Начато внедрение этих программных систем. Созданные программы переданы в Фонд обучающих программных средств Российского НИИ Информационных Систем.

Методы исследования. При разработке программной реализации использованы методы - дискретной математики, информатики, современные компьютерные технологии, в том числе - мультимедиа технология на IBM PC.

Отработка теоретического материала по курсу механики, отбор задач и вопросов проводились с использованием опыта преподавания теоретической механики, накопленного на кафедре теоретической механики механико-математического факультета МГУ. Реализация программных систем выполнена в среде программирования Borland Pascal 7.0 и с использованием базы инструментальных средств, разработанных в ИПМ им.М.В.Келдыша РАН.

Апробация работы. Вся система в целом и различные ее части прошли апробацию с участием преподавателей и студентов механико-математического факультета МГУ. В апробации приняли участие более 60 человек. Результаты работы дважды докладывались на заседании Научно-Методического Совета по теоретической механике Комитета по высшей школе, докладывались на заседании кафедры теоретической механики механико-математического факультета МГУ, на семинарах механико-математического факультета МГУ, на семинарах в Институте прикладной математики им. М.В.Келдыша РАН, на семинаре в Московском Энергетическом Институте, докладывались на конференциях "Новые информационные технологии в профессиональном образовании" (Алушта, 1994), ICEE'95 (UNESCO, Москва, 1995), опубликованы в 8 работах. Созданные системы неоднократно демонстрировались на выставках по применению компьютерных и мультимедиа технологий в образовании (1992, 1993, 1994 гг.), проведенных под эгидой Государственного Комитета России по высшему образованию, где получили одобрение специалистов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. В работе 139 страниц, 81 рисунок, 8 таблиц. Список литературы включает 61 наименование.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность проблемы разработки компьютерных обучающих средств по теоретической механике, кратко излагается содержание диссертации.

В 1-ой главе диссертации проведен анализ существующих компьютерных обучающих средств, и разработана концепция компьютерной обучающей системы по теоретической механике.

В параграфе 1.1 дан обзор и проведен анализ современных средств компьютерной поддержки процесса обучения, современных обучающих программ (в том числе и по теоретической механике) и инструментальных средств для их создания.

На основании проведенного анализа в параграфе 1.2 построена общая- концепция компьютерной обучающей системы, включающей компьютерный учебник и систему тестирования знаний. Система тестирования, в свою очередь, состоит из двух подсистем - подсистемы

подготовки и проведения контрольных работ и подсистемы диагностирования знаний.

Предложенная в этой главе схема компьютерной обучающей системы состоит в следующем.

Компьютерный учебник служит средством передачи основных структурированных знаний изучаемой дисциплины и навыков их применения. Такая передача осуществляется с использованием различных компьютерных технологий и методов передачи информации, в частности, с использованием мультимедиа технологии. Компьютерный учебник строится как многоуровневая система, в которой каждый уровень определяется глубиной изложения материала дисциплины.

Система "Контрольная работа" позволяет обучаемому применять методы и алгоритмы решения задач, сформулированные в компьютерном учебнике, и, тем самым, приобретать свой собственный опыт в применении знаний.

Система диагностирования анализирует результаты решения обучаемым контрольных задач и на основе проведенного анализа определяет уровень освоения основных элементов теории и формулирует рекомендации о дальнейшем изучении материала. Также подсистема диагностики предоставляет возможность изучить показатели процесса обучения одного студента или группы студентов и проследить за их изменением с течением времени.

В главе 2 разработана модель компьютерного учебника, и на ее основе выполнена реализация компьютерного учебника по теоретической механике.

В параграфе 2.1 выделены отличительные особенности компьютерных учебников, которые можно отнести к следующим трем типам - смысловым элементам, элементам мультимедиа технологии и элементам, описывающим интерфейс и структуру учебника. Среди таких особенностей - системы практикумов и лабораторных работ, видеофрагменты, звуковое сопровождение, анимация и компьютерная графика, а также способы организации материала и методы построения учебника. Описана структура информационных данных компьютерного учебника.

В параграфе описана модель процесса компьютерного обучения. Она состоит в следующем обмене данными между обучающей системой и студентом - в передаче системой информационных данных студенту и обратной связи между обучаемым и системой, выраженной в виде выполнения им контрольных работ и тестов.

В параграфе построена модель предметной области - теоретической механики (ТМ). Она состоит в следующем. Совокупность знаний ТМ можно представить в виде дискретного множества знаний, между элементами которого существуют взаимосвязи. Среди всего множества знаний можно выделить узловые знания, которые будем называть элементами знания (выделение элементов знания (ЭЗ), вообще говоря, является экспертной оценкой, определяемой преподавателем). Вводя структуру упорядоченности на множестве ЭЗ, иерархию знаний можно представить в виде ориентированного графа, вершины которого соответствуют элементам знания, а дуги и их направления - взаимосвязям между ними.

Построение системы элементов знаний удобно тем, что оно позволяет формализовать структурирование материала изучаемой дисциплины. Преподаватель может использовать такую систему как инструмент контроля последовательности и структуры изложения материала на занятиях.

На этой же системе далее строится формальная схема тестирования знаний обучаемых.

На основании введенного представления знаний как структуры элементов знания (ЭЗ) строится модель процесса обучения как процесс овладения элементами знания и взаимосвязей между ними.

Согласно введенной в параграфе 2.1 модели процесса обучения учебник можно разбить на некоторые порции передачи знаний, которые будем называть уроками.

В параграфе 2.2 описана модель компьютерного урока, в которой урок состоит, из трех частей - теоретического материала, примеров решения задач и контроля понимания студентом изложенного материала.

При таком построении урока теоретический раздел включает в себя изучение некоторого набора элементов знания, а также рассмотрение пошаговых алгоритмов решения типичных задач данной дисциплины. Во второй части урока рассматриваются примеры задач, на которых отрабатываются алгоритмы решения, описанные в первой части. Проверка усвоения студентом материала реализована в виде ответов на контрольные вопросы.

На основе разработанных моделей выполнена реализация компьютерного учебника по теоретической механике. В параграфе 2.3 описано дидактическое наполнение одного из разделов учебника -учебника "Статика". Разработанная версия учебника по статике включает два компьютерных урока (занятия). Первое занятие посвящено основным понятиям статики и теоремам о равновесии твердого тела. Второе занятие

посвящено изучению частных случаев теорем и следствиям из них, а также способам определения центра масс твердого тела. Дидактический материал сгруппирован по подтемам, каждая из которых объединяет несколько элементов знания.

В параграфе 2.4 представлена реализация учебника "Статика", описаны структура учебника и структура полей экрана, изложены методы представления теоретического материала, примеров решения задач и устройство контролирующего раздела. В параграфе также описаны результаты апробации компьютерного учебника с участием студентов механико-математического факультета МГУ. Получены и проанализированы численные характеристики процесса работы обучаемых с системой. Показана ее достаточно высокая эффективность.

В параграфе 2.5 рассмотрены принципы построения мультимедиа среды для обучаемого, и описано мультимедиа расширение учебника по теоретической механике, включающее звуковое сопровождение материала учебника, используемое для пояснения тонких сложных моментов теории и уточнения постановок задач, а также видеофрагменты.

В 3-ей главе проведена формальная постановка задачи тестирования знаний и предложен метод ее решения, основанный на методике использования тестовых задач. Разработана компьютерная система "Контрольная работа".

В параграфе 3.1 задача тестирования определяется как выявление степени освоения обучаемым системы элементов знания, изучаемой в компьютерном учебнике, с построением графа, аналогичного исходному, но несущему дополнительную информацию о степени освоения элементов знания. Этой информации можно придать цветовую форму, и тогда задачу тестирования можно определить как задачу о раскраске графа ЭЗ, при которой цвет вершины графа характеризует степень освоения студентом элемента знания, соответствующего данной вершине.

Тестирование знаний производится на основе анализа решений обучаемым специально подобранных контрольных задач, выбираемых из пакетов тестовых задач.

В параграфе введена количественная характеристика пакета задач, она рассчитывается по характеристической матрице Н, элемент которой Н^ равен 1, если .¡-ый элемент знания используется при решении ¿-ой задачи, и 0 - в противоположном случае.

Набор числовых величин

а = < Я, Т, УГт, 1ГМ> & Ые, N.. р(Н), Г(Н)}

в работе назван характеристикой покрытия пакетом тестовых задач множества элементов знания R^, на котором осуществляется тестирование. Здесь Л = { W } ( 0 < j < Ne, где Ne - число элементов знания множества R^) - вектор покрытия множества ЭЗ задачами пакета,

Ц = 2, Н - степень покрытия j-ro элемента знания задачами (число

задач, использующих при решении j-ый ЭЗ). Величина W =Е///г(Н) называется средней степенью покрытия множества Rg пакетом тестовых задач. Величины Wm и WM являются минимальной и максимальной степенями покрытия: Wm = min W, WM = inax Ц. Через Я1 и Jfi -обозначены величины, равные числу элементов знания, для которых соответственно существует или не существует покрытие тестовыми задачами, т.е. W1 = £ j : Ц > 0 и = £ j : Ц = 0. Величина r(H) = Ne -называется рангом покрытия (r(H) = W). Величина р(Н) = r(H)/Ne называется полнотой покрытия. Nt - число задач в пакете. Покрытие множества элементов знания R^ тестовыми задачами является ^-равномерным, если

С использованием этих величин цель построения пакета тестовых задач можно описать как построение для заданного набора параметров { Ne, IV, <? } частичного или полного ^-равномерного покрытия множества Яд.

Характеристику пакета тестовых задач можно расширить, если ввести понятие сложности задачи. Для определения сложности задачи в диссертации предложено три следующих подхода. Первый метод использует понятие веса элемента знания и называется методом взвешенных сумм. Согласно второму методу, сложность задачи может быть определена как экспертная оценка преподавателем. Третий метод определения сложности задачи связан со статистической оценкой решения данной задачи произвольной группой тестируемых среднего уровня подготовленности. В частности, при использовании компьютерной системы тестирования знаний, определение сложности задач в которой основано на применении метода взвешенных сумм, преподаватель может вносить корректировку в определение веса элементов знания.

При использовании метода взвешенных сумм сложность i-ой задачи определяется как С" = Z Hjp • u'p, (каждому ЭЗ Ер (0 < р < к' , где к' - число элементов знания, используемых для решения i-ой задачи)

поставлена в соответствие величина и', называемая весом ЭЗ: Е —> и1 ).

р р р

Вектор ¿7= { О} (0 < i < Nt) назван вектором сложностей задач пакета. Средняя сложность пакета тестовых задач определена как Y— SC'/Nt, величины "Кц п являются минимальными и максимальными сложностями пакета тестовых задач: = min С', ^ = шах С'.

Характеристика пакета тестовых задач

ü = {9i,W, Wn, Ww 6, Ne, N„ p(H), r(H) } расширяется добавлением в нее введенных параметров сложности пакета:

{c,v,rm,<yu}.

С учетом проведенного расширения характеристики пакета можно соответственно расширить и цель разработки наполнения пакета. Такой целью может являться обеспечение заданной средней сложности пакета и, соответственно, разработка пакетов легкой, средней или повышенной трудности.

В параграфе описана методика присвоения числовых значений параметрам задачи. Тем самым определены экземпляры моделей задач, составляющих тестовый пакет.

В параграфе 3.2 предложена технология для составления пакетов тестовых задач. Данная технология основана на расчете описанных в параграфе 3.1 характеристик, которые позволяют оценивать качество пакетов тестовых задач. С их помощью можно оценивать качество уже существующих пакетов задач и оптимизировать их расширение (в случае необходимости), а также оптимизировать качество создаваемых пакетов.

В соответствии с данной технологией разработаны два пакета тестовых задач, по статике и динамике, включающие более 50 тестовых задач каждый.

В параграфе 3.2 введено понятие минимального достаточного множества элементов знания, выделяющее среди полного множества ЭЗ, используемого при решении задачи, элементы знания, применение которых, по мнению преподавателя, достаточно для решения данной задачи, или знание и умение применять которых он предполагает тестировать решением данной задачи.

В параграфе построен пекет задач "Статика", рассчитаны его характеристики, построено минимальное достаточное множество ЭЗ для

данного пакета, и приведены примеры задач пакета. Сделан и обоснован вывод о достаточно высоком качестве этого пакета.

В параграфе 3.3 построен пакет задач "Динамика", рассчитаны его характеристики, построено минимальное достаточное множество ЭЗ для данного пакета, и приведены примеры задач пакета. Показана его достаточно высокое качество для целей тестирования.

В параграфе 3.4 разработана общая схема тестирующего блока, и на ее основе разработана контролирующая программная система "Контрольная работа", реализующая углубленный контроль знаний обучаемых с использованием тестовых задач. В системе при тестировании используются задачи разной степени сложности, предполагающие числовые (количественные) ответы и ответы в виде формул. Описана компоновка контрольных работ из задач пакета. Она осуществляется системой "Контрольная работа" в интерактивном режиме с преподавателем. При этом преподаватель задает систему критериев выбора задач для контрольной работы из набора критериев, предлагаемого системой.

Описано предварительное оценивание знаний обучаемого -выставление суммарной оценки его знаний, которое производится по результатам решения сформированных контрольных работ.

Система "Контрольная работа" работает в двух режимах - режиме студента и режиме преподавателя.

По результатам решения контрольной работы производится также более подробное оценивание знаний обучаемого. Это оценивание состоит в определении степени освоения ЭЗ, используемых при решении контрольных задач.

4-ая глава диссертации посвящена описанию диагности рующего блока системы тестирования. Приведена общая постановка задачи диагностирования знаний, и построена формальная схема ее решения, основанная на анализе количественных характеристик, описывающих результаты решения контрольных работ. Разработана компьютерная система "Диагностика знаний".

В параграфе 4.1 описан механизм логического вывода системы диагностирования. Алгоритм его работы является следующим. Составляется матрица Нр = { Нрц }, строки которой являются некоторым набором (подмножеством) строк характеристической матрицы пакета Н, описывающей минимальное достаточное множество ЭЗ пакета тестовых задач. Для каждого элемента знания Ej (0 < ] ^ Ые) по результатам контрольной работы рассчитывается величина оценочного параметра

& = 6/Ц, которая определяет отношение числа правильно решенных задач, требующих применения .¡-го элемента, к общему числу задач контрольной работы, требующих применения данного элемента знания (величина оценочного параметра а> выражает степень освоения обучаемым данного элемента знания).

На основании сравнения величины оценочного параметра о> с пороговыми характеристиками о5 (5 = 1, 2) делаются заключения Ь о знании обучаемым .¡-го элемента знания. Логические заключения Ь формируются из множества £ = (Ц, Ь2, Ц), в котором заключение Ь, выражает необходимость повторения некоторого .¡-го элемента знания, заключение Ц выражается в рекомендации повторить .¡-ый элемент знания, и заключение Ь3 состоит в утверждении, что ¡-ый элемент знания удовлетворительно освоен обучаемым.

Если о* меньше пороговой характеристики о,, то обучаемому необходимо повторить ¡-ый элемент знания: & е [ 0, а,) => Ь = Ц.

Если величина & заключена в пределах от с?! до с2, то обучаемому рекомендуется повторить .¡-ый элемент знания: су> е [ о,, о2) => Ь = Ц.

Если величина & больше пороговой характеристики а2, то делается заключение, что обучаемый удовлетворительно освоил .¡-ый элемент знания: о> € [ о2, 1 ] => Ь = Ц.

Пороговые характеристики являются экспертной оценкой и определяются преподавателем. Можно уточнить введенную оценку о>, используя понятие веса элемента знания.

Данный метод диагностирования знаний используется в разработанной компьютерной системе "Диагностика знаний". В параграфе приведен пример работы данной системы.

В параграфе 4.2 описан механизм объяснения логического вывода, построенного системой "Диагностика". Этот механизм реализован с использованием визуализации результатов тестирования. Он состоит в построении графических диаграмм, с помощью которых пользователю представляются как результаты решения задач, так и результаты их обработки системой. Такой метод позволяет объяснять логические заключения, оценки и выводы, сформированные системой. Метод построения диаграмм является также инструментом, позволяющим анализировать процесс обучения и сравнивать показатели решения контрольной работы разными людьми. Принятый в системе метод графического представления результатов тестирования назван их интерпретацией.

Базовую интерпретацию результатов составляют четыре типа графических диаграмм.

Диаграмма 1-го типа описывает степень освоения обучаемым множества элементов знания и является основной. Диаграмма 2-го типа описывает сложность задач контрольной работы и результат их решения обучаемым. Диаграмма 3-го типа описывает время, затраченное обучаемым на решение задач контрольной работы, и цх сложность. Диаграмма 4-го типа описывает время, затраченное обучаемым на решение задач контрольной работы, ожидаемое время решения задач, результат решения задач.

Представленная в параграфе 4.3 интерпретация результатов связана с построением серий (групп) диаграмм, совмещенных на одном рисунке. Это расширение механизма объяснения названо групповой интерпретацией результатов тестирования.

Групповые диаграммы имеют третье измерение, которое может служить для представления результатов решения обучаемым разных контрольных работ, а также результатов решения некоторой контрольной работы разными обучаемыми. Такие диаграммы позволяют исследовать процесс обучения каждого студента, например, проследить за процессом освоения обучаемым любого элемента знания. В этом случае построение диаграмм производится по результатам решения нескольких (серии) контрольных работ, исследующих освоение данного элемента знания.

Групповую интерпретацию результатов составляют три типа графических диаграмм. Групповая диаграмма 1-го типа описывает результаты решения контрольной работы группой обучаемых и сложность представленных задач. Данная диаграмма позволяет делать статистические наблюдения о решении той или иной задачи группой обучаемых. Групповая диаграмма 2-го типа описывает результаты решения нескольких (группы) контрольных работ одним обучаемым и сложность задач этих контрольных работ. Такая диаграмма позволяет выявить тенденции в процессе обучения некоторого студента. Групповая диаграмма 3-го типа описывает степень освоения обучаемым множества элементов знания и строится по результатам решения группы контрольных работ.

На основе исследования диаграмм, характеризующих степень освоения элементов знания, можно проследить за динамикой изменения знаний студентом каждого элемента данного множества ЭЗ. В параграфе введена величина характеризующая изменение освоения обучаемым элемента знания:

К - 1 +Х sign (o*+'Q - о».)

2 (К - 1)

Эти величины позволяют проводить анализ процесса обучения детально по каждому элементу знания.

В параграфе 4.4 описана структура и реализация системы "Диагностика".

Созданная система тестирования носит универсальный характер и может использоваться помимо курса теоретической механики в составе различных обучающих средств по разным дисциплинам естественнонаучного и гуманитарного профилей.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

1. Разработана общая концепция построения компьютерной обучающей системы по теоретической механике, включающей компьютерный учебник и подсистему тестирования знаний, состоящую из блоков подготовки и проведения контрольных работ и блоков диагностирования знаний. Концепцию отличает многоуровневая структуризация системы знаний, выделение элементов знания как основы изложения и количественной оценки усвоения изучаемого материала.

2. В соответствии с указанной концепцией разработана модель компьютерного учебника по теоретической механике. Подготовлено дидактическое наполнение одного из разделов курса теоретической механики и создан компьютерный учебник "Статика", апробация которого подтведила эффективность и правильность решений, принятых при разработке.

3. Разработаны и апробированы принципы звукового сопровождения материала компьютерного учебника. Реализовано средствами цифрового звука сопровождение раздела "Динамика системы" компьютерного учебника по теоретической механике.

4. Представлена формальная постановка задачи оценивания знаний и предложен метод ее решения, основанный на целенаправленном подборе и использовании тестовых задач. Разработана технология составления пакетов тестовых задач, основанная на оптимизации количественных характеристик пакета. Предложен метод предварительного оценивания знаний обучаемого. Создана компьютерная система "Контрольная работа".

5. В соответствии с технологией составления пакетов тестовых задач разработаны два пакета задач по статике и динамике, включающие более 100 задач в обоих пакетах.

6. Построена формальная схема тестирования знаний и формирования логических заключений, разработаны методы интерпретации результатов диагностирования с помощью построения базовых и групповых диаграмм. Создана компьютерная система "Диагностика". Она выполняет анализ знаний обучаемого и вьшает рекомендации о дальнейшем изучении материала.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ю.Ф.Голубев, В.Е.Павловский, А.В.Тихонова, Ю.Н. Ионова. Новые информационные технологии приобретения знаний. Отчет ИПМ им.М.В.Келдыша РАН, 5-15-93, 1993.

2. Ю.Ф.Голубев, В.Е.Павловский, В.А.Свешникова, Ю.Н.Ионова, А.В.Тихонова. Базовая версия компьютерного курса по теоретической механике, (доклад) Труды Выставки-конференции ГК ВО РФ "Новые информационные технологии в школах и вузах", МАТУ, центр "Выставка-сервис", 1993.

3. Ю.Ф.Голубев, В.Е.Павловский, Ю.Н.Ионова, Е.Ю.Голубева. Мультимедиа курс по теоретической механике в проффессиональном образовании. Труды конференции "Новые информационные технологии в профессиональном образовании. Алушта. 1994.

4. Ю.Ф.Голубев, В.Е.Павловский, Ю.Н.Ионова. Электронный мультимедиа курс по теоретической механике. Спб. 1994.

5. Yu.F.Golubev, V.E.Pavlovsky, V.A.Sveshnikova, J.N.Ionova, M.A.Kokarev, E.Yu.Golubeva. The computer education tools on theoretical mechanics in engineering education. Int.Conf. ICEE'95 (UNESCO). Moscow.1995

6. Ю.Ф.Голубев, В.Е.Павловский, Ю.Н.Ионова. Компьютерный курс по теоретической механике. Концепция и реализация. Препринт ИПМ им.М.В.Келдыша РАН (в печати).

7. В.Е.Павловский, Ю.Н.Ионова. Методика тестирования знаний в компьютерной обучающей системе. Препринт ИПМ им.М.В.Келдыша РАН (в печати).

8. В.Е.Павловский, Ю.Н.Ионова. Пакеты тестовых задач по теоретической механике. Препринт ИПМ им.М.В.Келдыша РАН (в печати).