Рис.1. Архитектура ИООС:

УМ - учебный материал; УК - учебный курс;

БД – база данных; БПЗ – база педагогических знаний;

МУ – модель ученика; ИМУ – интегральная МУ;

БДКМУ – база данных компетентностной модели ученика.

Во второй главе диссертации на основе выполненной формализации концептуальной модели данных (КМД) разработана база данных учебного материала, с использованием которой построен макет информационной системы по структуризации, анализу и эффективном использовании фрагментов учебной информации в различных областях авторской и преподавательской деятельности.

В качестве средства формализованного описания данных на концептуальном уровне выбрана модель данных "объект - связь". В работе осуществлена формализация основных компонентов, что позволило представить модель в виде:

где E -множество типов (классов) объектов;

L - множество типов (классов) связей;

A - множество атрибутов модели;

V - множество типов доменов;

f card : E ( L ( N I І , где N I -множество целых неотрицательных чисел. Частичное отображение сопоставляет каждой связи и некоторому объекту, вовлекаемому в данную связь, упорядоченную пару неотрицательных чисел, определяющих интервал связи.

- определяют характеристики конкретных объектов, связей, атрибутов и доменов.

Домены определяются как некоторые классифицируемые множеств, значений определяемых соответствующим отношением идентификации:

IdV- бинарное отношение идентификации;

NamV- множество имен значений;

- исследуемые множества значений.

На основе этого отношения можно определить соответствующую систему типов доменов:

Таким же образом определяется система типов объектов:

Система связей L определяется на множестве типов объектов:

L – множество связей;

– соответствующий тип объекта.

В диссертации исследуются различные типы связей и приводятся их характеристики.

Атрибуты – А позволяют определить свойства объектов и связей в виде:

Подобное представление модели является полным как с точки зрения процесса проектирования систем баз данных, так и с точки зрения мощности и полноты моделирования объектов и характеристик реальных систем обработки учебной информации, с учетом того, что и связи могут иметь сложные атрибуты.

Разработанная модифицированная КМД по предметной области «Учебный материал» представлена на рис. 2. Фрагмент КМД «Компетентность обучаемого» представлена на рис. 3. Построение этих моделей основывается на итерационной процедуре, сущность которой заключается в том, что исходное множество объектов и связей задает администратор базы данных, а далее это множество корректируется в соответствии с информационными потребностями пользователей приложений.

Большинство шагов предлагаемой процедуры (методики) требуют средства, позволяющего определять различные компоненты модели и их свойства. В качестве такого средства используется язык графических диаграмм, основные конструкции которого приведены в диссертации.

Рис.2. ER-диаграмма по предметной области «Учебный материал»

В диссертации так же разработана семантическая модель по предметной области «Компетентность обучаемого». Обучаемый может иметь несколько компетентностей, как одна и та же компетентность может быть у разных обучаемых. Компетентность имеет множество параметров, при этом одни и те же параметры могут быть у разных компетенций. Компетенция включает в себя знания и умения, которые в свою очередь могут состоять из множества более простых знаний и умений.

На основе разработанной концептуальной схемы в диссертации осуществлено построение реляционной схемы в среде СУБД, являющейся основой для разработки прикладных процедур и запросов ИООС «Учебный предмет» и «Учебный материал», «Компетентность обучаемого».

Рисунок 3. Фрагмент ER-диаграммы по предметной области «Компетентность обучаемого»

Анализ теории целевых показателей обучения позволил сделать вывод о целесообразности их использования с целью повышения эффективности адаптивного тестирования и обучения.

Был предложен общий алгоритм изучения УК и тестирования, разбитых на разделы (модули), состоящий из следующих этапов:

Входное тестирование;

Справочно-обучающий материал (обучение);

Тест для самоконтроля;

Контрольный тест;

Анализ результатов контрольного тестирования;

«Работа над ошибками» с использованием материала УК;

Финальный контроль знаний по курсу;