Методическое обеспечение процесса обучения на основе онтологических инструментов

Для реализации предложенной методики в процессе обучения был разработан комплекс заданий, направленных на развитие функционально-деятельностного компонента профессиональной компетентности работников транспорта. Примеры таких заданий относительно уровней знаний показаны в таблице 12.

Таблица 12

Задания, направленные на развитие способности обучающихся к управлению знаниями

I.

Содержание знаний

Формулировка заданий

1

Репродуктивные знания

Знать понятия и их определения на

родном и изучаемом языке.

Знать термины, выражающие данные понятия в вариантах изучаемого языка.

Знать аббревиатуры, сокращения и единицы изменения, принятые в отраслевых документах страны изучаемого языка.

  • 1. Соотнесите определения, данные в левой части таблицы, с понятиями, перечисленными в правой части таблицы / Соотнесите определения, данные на русском языке, с понятиями на английском языке / Соотнесите определения, данные на английском языке, с понятиями на русском языке.
  • 2. Дайте определение....
  • 3. Что означает....?
  • 4. Соотнесите термины в русском и в двух вариантах английского языка - британском и американском / Соотнесите термины в двух вариантах английского языка — британском и американском.
  • 5. Расшифруйте следующую аббревиатуру...
  • 6. В описании какой деятельности отрасли может использоваться данная аббревиатура?
  • 7. В каком документе используется данная аббревиатура?
  • 8. Соотнесите единицы измерения, используемые в англоязычных отраслевых документах с их русскоязычными эквивалентами.
  • 9. Как правильно называется X, изображенный на рисунке?
  • 10. Укажите дату, когда произошло некоторое действие?
  • 11. Какое из определений X является вер-

I.

Содержание знаний

Формулировка заданий

ным?

12. Для чего предназначен X?

2

Типовые знания

Знать различия между типами текстов (научный текст, учебный текст, документация, деловое письмо).

Знать речевые клише, характерные для разных письменных и устных текстов (научный доклад, инструкция, отчет, планерка и т.д.), с целью классификации, обобщения, противоречия, сравнения, сопоставления информации.

Знать синонимы и антонимы для отраслевых понятий.

Знать классификации отраслевых объектов (устройств, сооружений и пр.) родной страны и страны изучаемого языка, их сходства и различия.

  • 1. Определите тип текста.
  • 2. Какие признаки из перечисленных ниже помогут Вам определить, к какому типу относится данный текст?
  • 3. Соотнесите отрывки текстов с названиями их типов.
  • 4. Является ли данный тест отраслевым документом?
  • 5. Отметьте, какие из перечисленных ниже клише, используются в тезисах доклада для структурирования информации.
  • 6. Используется ли данное клише при классификации информации в учебном тексте?
  • 7. Является ли данное клише часто используемым в отчетной документации.
  • 8. Соотнесите клише, перечисленные ниже, с целями их использования - классификация, обобщение, противоречие, сравнение, сопоставление.
  • 9. Является ли слово X синони- мом/антонимом понятия Y?
  • 10. Какие из перечисленных слов можно употреблять в качестве синонимов понятия X?
  • 11. Является ли X Yom?
  • 12. Имеет ли X подкласс Y?
  • 13. Какой из указанных методов лучше всего использовать для...?
  • 14. Существует ли противоречие между...?
  • 15. По какому признаку можно обобщить...?

3

Технологические знания Знать основные этапы процессов, описывающих деятельность отраслевых предприятий и организаций (осуществление безопасной деятельности, оформление документа ипр.)

Знать причины и следствия типовых действий агента (сотрудник отраслевого предприя- тия/организации или агрегат), описанные в регламентирующих документах

  • 1. Какие этапы процесса X являются лишними?
  • 2. В каком порядке необходимо выполнять следующие операции, чтобы получить...?
  • 3. Какие действия следует предпринять в случае...?
  • 4. Что явилось причиной...?

4

Вероятностные знания Знать о существовании вероятности осуществления какого-либо действия / наступления некоторого следствия и пр. при осуществлении данных условий

Знать различия между абстрактным

  • 1. Какова вероятность действия X при условии ...?
  • 2. Существует ли вероятность X в условиях...?
  • 3. Верно ли, что...?
  • 4. Является ли X абстрактным или конкретным объектом?

I.

Содержание знаний

Формулировка заданий

(класс) и конкретным (экземпляр класса) понятием

Знать основные формы представления знаний (модели знаний): план, схема, интеллект-карта, онтология, фрейм, граф и пр.

  • 5. Соотнесите формы представления знаний с их названиями.
  • 6. Определите, в какой форме представлены знания, извлеченные из некоторого текста.
  • 7. Определите, на каком рисунке изображена интеллект-карта/ онтограф/ фрейм...?

5

Методологические знания Знать о методиках извлечения знаний (сверху-вниз, снизу-вверх) Знать о возможных источниках знаний и критериях для определения их репрезентативности Знать об инструментах работы со знаниями (извлечение, представление, преобразование и передача знаний) - виртуальных образовательных средах, редакторах и пр.

  • 8. Какая методика извлечения знаний лучше всего подходит для составления онтологии (описания инварианта / модели) главы учебного пособия / инструкции по безопасности?
  • 9. Какая методика извлечения знаний лучше всего подходит для составления онтологии «Транспорт» / «Грузовая станция» / «Логистический терминал»?
  • 10. Из предложенного списка выберите те англоязычные источники знаний, которые являются репрезентативными.
  • 11. По каким признакам можно судить о репрезентативности источника знаний на английском языке?
  • 12. Какие источники Вы бы выбрали для подготовки теоретической части междисциплинарного проекта?
  • 13. Обращение к каким инструментам позволит Вам быстрее составить русско- английскую онтологию?
  • 14. Зависит ли понимание содержания документа / учебного пособия и пр. от формы представления информации автором?
  • 15. Поставьте в правильном порядке этапы преобразования информации при извлечении знаний из текста.
  • 16. Какие из перечисленных программных инструментов являются редакторами онтологий?
  • 17. Какие инструменты Вы будете использовать для выполнения практической части междисциплинарного проекта?

II

Когнитивные умения

Формулировка заданий

I

Умение формировать понятия (концептуализация)

  • 1. Дайте определение понятию, следуя приведенному ниже алгоритму. Сначала определяются главные свойства объекта или явления, затем внешние свойства, которые связывают его с другими понятиями данной предметной области, и наконец, отличительные свойства и их диапазон. Например, «вось- миостный полувагон — это вагон (главное свойство), который имеет количество тележек (внешнее свойство) равное 4 (внутреннее свойство) и «грузоподъемность» (внешнее свойство) 125 т (внутреннее свойство)».
  • 2. В данном определении понятия выделите

I.

Содержание знаний

Формулировка заданий

его главные (родовые) свойства и второстепенные (уточняющие) свойства,

  • 3. В данном определении понятия выделите его внешние свойства, которые связывают его с другими понятиями. Например, для понятия «вагон» такими свойствами будут «рама», «кузов», «тележка», «автосцепка», «тормозная система», «номер».
  • 4. В данном определении понятия выделите его атрибуты и внутренние свойства. Например, для понятия «восьмиостный вагон» атрибутами будут «количество тележек» и «грузоподъемность», а внутренними свойствами — «4» (тележки) и «125 т.» (грузоподъемность)
  • 5. Определите понятия, производные от данного понятия. Например, от понятия «вагон» производным понятием будет «восьмиостный вагон»
  • 6. Определите, какие свойства наследуются от родового понятия. Например, какими свойствами вагона будет обладать восьмиостный вагон.
  • 7. Проведите критический анализ определения понятия, взятого из учебного текста.

2

Умение делать логический вывод (дедукция, индукция, абдукция, традукция) = умение выводить новые знания из имеющихся

  • 1. Выполните задания теста из онтологии, определив, какой способ рассуждения использован при его генерации.
  • 2. Составьте тестовые задания из онтологии, используя такие способы рассуждения, как дедукция, индукция, абдукция и традукция (см. примеры).

3

Умение ставить цели и определять способы их достижения (целепола- гание)

  • 1. Сформулируйте вопрос информационной системе с возможностью логического вывода, исходя из цели ее создания.
  • 2. Определите причину (цель) создания данной онтологии (мета-онтология, предметная, учебной дисциплины, онтология задач)
  • 3. Определите причину (цель) создания своей онтологии
  • 4. Определите, по какому признаку можно упорядочить цели создания данной онтологии.

4

Умение классифицировать материал (ранжировать элементы (цели, задачи, признаки, факторы и пр.) по степени важности, выстраивая их в иерархию)

  • 1. Составьте классификацию понятий, основанную на иерархии классов: родовидовые отношения, причинно-следственные (каузальные) отношения, агрегативные отношения и др.
  • 2. Определите, какие отношения существуют между понятиями в данной онтологии.
  • 3. Из предложенного текста выделите понятия и установите отношения между ними.

I.

Содержание знаний

Формулировка заданий

Какие классы отношений Вы использовали?

5

Умение систематизировать материал (системность выделения отношений, связывающих понятия)

1. Из данного текста составьте предметную онтологию.

6

Умение выделять инвариант

1. Из данного текста выделите инвариант и представьте его в виде структурированного текста на КЕЯ.

7

Умение составить глоссарную статью (фрейм)

  • 1. Заполните ячейки фрейма данного понятия.
  • 2. Какой информацией заполнены ячейки фрейма данного понятия?
  • 3. Составьте словник (написание, транскрипция) к данному тексту.
  • 4. Составьте глоссарий к понятиям словника.
  • 5. Установите связи между понятиями терминологического глоссария.

8

Умение устанавливать связи между понятиями в разных языках

  • 1. Переведите данный инвариант на ... язык для создания эквивалентных версий онтологии.
  • 2. Составьте эквивалентные перечни понятий на английском и русском языках (русском и английском языках) и отношений между этими понятиями.

9

Умение извлекать знания из текста и представлять в разных формах

  • 1. Объясните, как происходит трансформация от линейного текста к онтографу, сравнив разные версии онтологии.
  • 2. Самостоятельно осуществить трансформацию от линейного текста к онтографу.

10

Умение писать развернутый текст

  • 1. На основе триплетов напишите развернутый линейный текст.
  • 2. Проведите анализ написанного Вами (Вашим однокурсником) линейного текста (например, тезисов своего доклада или статьи), создав его триплетное описание.

11

Умение определять пробелы в знаниях

  • 1. Прочитайте текст / отрывок из текста. Выполните следующие задания.
  • 1.1 Извлеките из оригинального текста понятия, относящиеся к некоторой предметной области. Убедитесь, что они выражены существительными в ед.ч. и И.п. Определите отношения, которые связывают данные понятия. Какими глаголами они выражены? Постройте фрагмент предметной онтологии, связав понятия и отношения в семантическую сеть.
  • 1.2 Опираясь на построенную онтологию, ответьте на вопросы к тексту. Остались ли такие вопросы, на которые Вы не смогли ответить? Определите, какая информация, содержащаяся в тексте, была необходима для этого, но не вошла в Вашу онтологию.
  • 1.3 Представьте содержание текста в виде триплетов так, чтобы получился инвариант оригинального текста. На основе данного инварианта

I.

Содержание знаний

Формулировка заданий

составьте списки понятий и отношений. Какие понятия и отношения не были включены в первоначальный вариант Вашей предметной онтологии? Дополните свою онтологию этими понятиями и отношениями.

1.4 Ответьте на вопросы к тексту еще раз. Сравните полноту ответов с ответами, данными Вами ранее.

Развитие преобразовательных умений и компетенций функционально-деятельностного компонента, а также мотивационноличностного компонента профессиональной компетентности осуществлялось в процессе разработки междисциплинарного образовательного проекта на английском языке. Такая технология направлена на формирование способности обучающихся самостоятельно управлять личным знаниевым ресурсом, погружает их в глобальное пространство профессиональных знаний через использование английского языка для решения задач проекта и способствует развитию умений практического уровня, необходимых для эффективного управления знаниями. Эти умения перечислены в таблице 13 относительно этапов подготовки проектов.

Работа над междисциплинарным образовательным проектом предполагает коллективную форму взаимодействия обучающихся, которая позволяет формировать личностные качества, критически важные для будущих работников транспортной отрасли. В процессе подготовки проекта, обучающиеся обращаются к руководствам и инструкциям, описывающим приемы работы со знаниями, которые включают: правила представления текста на английском варианте контролируемого естественного языка (КЕЯ), инструкцию по составлению структурированных текстов на КЕЯ, инструкцию по составлению терминологического глоссария, инструкцию по работе в редакторе онтологий.

Междисциплинарные проекты обучающихся реализуются в рамках целевых программ работодателя и университетских программ по подготовке кадрового резерва [35]. Результаты проектной работы проходят двухуровневую проверку. Предварительная оценка дается комиссией, в состав которой входят представители образовательной организации и работодателя. Затем лучшие проекты обсуждаются на научно-практических конференциях (внутривузовских, межвузовских, всероссийских и международных), участвуют в выставках и конкурсах (отраслевых, на получение грантов и пр.), получают развитие в рамках зарубежных стажировок и программ академического обмена.

Развитие преобразовательных умений и компетенций функциональнодеятельностного компонента профессиональной компетентности на этапах междисциплинарного проекта

Таблица 13

№ п.п.

Умения практического уровня

Этап разработки междисциплинарного проекта (МП)

1

Умение осуществлять поиск и отбор информации

Умение ставить цель исследования, выдвигать гипотезу, разрабатывать план проведения исследования, выполнять его, обрабатывать и обобщать результаты, формулировать выводы

Подготовка теоретической части МП

2

Умение преобразовывать отобранную информацию: умение преобразовывать форму представления информации (структурирование, классификация, систематизация, схематизация информации, установление аналогий); умение использовать разные приемы по работе с информацией (кодирование и перекодирование информации - КЕЯ, онтограф), умение использовать ИТ для перекодирования информации (работать в редакторе онтологий)

Подготовка практической части МП

3

Умение представлять результаты исследования и защищать их публично

Устная защита МП

Задания по развитию когнитивных умений обучающихся выполняются с использованием МЭСО «Onto.plus». Блок заданий, связанных с усвоением отраслевых понятий предполагает обращение к фреймам понятий и дидактически полезному свойству онтологии «мультиме- дийность». Версия онтологии «фрейм» позволяет проанализировать содержание слотов фрейма понятия, сравнить результаты самостоятельной работы обучающихся по составлению фрейма с существующим фреймом, увидеть связи данного понятия с другими понятиями и понять характер таких связей. Кроме фреймов, обучающийся имеет доступ к ресурсам, содержащим дополнительную информацию о данном понятии (текстовый файл и мультимедиа).

Блок заданий, связанных с умениями классифицировать и ранжировать понятия, предполагает обращение к онтологиям учебных дисциплин, представленных в виде структурированных уровневых списков - текстов на КЕЯ. Анализ стандартных отношений между понятиями фрагмента онтологии осуществляется с помощью обращения к перечню таких отношений, заданному по умолчанию в режиме редактирования.

Поскольку в МЭСО «Onto.plus» доступны разные формы представления знаний (линейный текст, уровневый список, онтограф), обучающийся может проводить их сравнительный анализ. Сравнение с источником знаний (оригиналом текста, указанным, например, в списке литературы рабочей программы учебной дисциплины) также полезно, если задание для обучающегося было связано с развертыванием фрагмента онтологии учебной дисциплины (инварианта) в линейный текст и наоборот.

Блок заданий, направленных на установление связей между системами понятий в разных естественных языках, помимо работы с терминологическим глоссарием, предполагает сравнение эквивалентных версий фрагмента онтологии. Это также полезно для развития речевых умений обучающихся, связанных с чтением и переводом иноязычных текстов. Блок заданий, направленных на развитие умения извлекать знания из источника, предполагает обращение к версии онтологии «онтограф». Онтограф также полезен для оценки источника знаний на полноту и непротиворечивость. Кроме того, онтограф позволяет понять связи между всеми понятиями онтологии и представить ее размер.

Проектная работа обучающихся предполагает создание онтологий в редакторе МЭСО «Onto.plus». На рисунке 32 показана проектная площадка факультета «Бизнес-информатика» Сибирского государственного университета путей сообщения (СГУПС), Новосибирск.

Выход на проектную площадку студентов факультета «Бизнес- информатика»

Рис. 32. Выход на проектную площадку студентов факультета «Бизнес- информатика»

Фрагменты материалов, подготовленных одним из обучающихся, представлены на рисунке 33.

Функцию организации самостоятельной работы обучающихся с МЭСО «Onto.plus» осуществляет программный модуль «Интерактивный помощник в организации процесса обучения» (ИП). Модуль ИП является частью методической поддержки преподавателей. Его использование позволяет повысить эффективность аудиторной и внеаудиторной работы с обучающимися, высвобождая время на творческую деятельность (например, подготовку междисциплинарных образовательных проектов).

Поскольку использование семантических технологий в процессе обучения можно назвать инновационным направлением профессиональной деятельности преподавателей транспортных вузов, для них была подготовлена и реализована программа повышения квалификации «Информационные технологии в обучении профессиональноориентированному иностранному языку». Ее результатом является приобретение теоретических знаний и практических умений, способствующих совершенствованию необходимых для выполнения должностных обязанностей компетенций, включая использование возможностей ВОС на основе онтологий для организации практических занятий и самостоятельной работы обучающихся.

Фрагменты работы обучающихся экспериментальной группы при подготовке междисциплинарного проекта

Рис. 33. Фрагменты работы обучающихся экспериментальной группы при подготовке междисциплинарного проекта

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >