ОБУЧАЮЩАЯ СИСТЕМА НЕРОДНОМУ ЯЗЫКУ

Название	ОБУЧАЮЩАЯ СИСТЕМА НЕРОДНОМУ ЯЗЫКУ
Разработчик (Авторы)	Кирий В.Г., Рогозная Н.Н., Чан Ван Ан
Вид объекта патентного права	Полезная модель
Регистрационный номер	127218
Дата регистрации	08.06.2012
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет"

Описание изобретения

Полезная модель относится к системе образования, а именно к средствам обучения неродному языку с учетом индивидуальных особенностей учащегося, приступающего к изучению иностранного языка, и может быть использовано при ускоренном способе обучения иностранцев с целью быстрейшей лингвистической и социальной адаптации.

Известно устройство обучения и усвоения учебного материала (патент РФ №2197748, G09B 5/14, G09B 5/06, G09B 19/00, 27.01.2003).

Признаками известного устройства, совпадающими с существенными признаками заявляемой обучающей системы являются: средства отображения информации в режиме группового восприятия, рабочие места обучаемых с сетевыми компьютерами обучаемых, имеющими файловую систему с функциями фиксации и отображения информации, рабочее место обучающего с сервером и сетевым компьютером обучающего, имеющими файловую систему с функциями мониторинга и контроля информации на сетевых компьютерах обучаемых, интерактивного управления ими и средствами отображения информации в режиме индивидуального и группового восприятия.

Недостатками данного устройства являются отсутствие возможности оперативного определения начала процесса «отката» и «окостенения» уровня знания неродного языка, структуры интерязыка, мешающего усвоению неродного языка и своевременной с учетом этого корректировки процесса обучения неродному языку.

Причинами недостатков данного устройства являются:

- во-первых, отсутствие математической модели процесса обучения;

- во-вторых, не учитывается такая особенность обучения неродному языку, как возникновение интерязыка;

- в-третьих, не учитывается неравномерность процесса усвоения обучающего материала, а именно появление таких явлений как «откат» и «окостенение» из-за чего необходимо корректировать процесс обучения, что в итоге приводит к недостаточно высокой усвояемости языкового материала и высокому проценту «отката» знаний.

Эти особенности обучения неродному языку, показанные на Фиг.1, хорошо известны преподавателям - лингвистам, но не учитывается при использовании технических средств обучения [Новое в лингвистике: к теории интерязыка /Н.Н.Рогозная // Вестник Бурятского государственного университета. - 2009. - Вып.10. - С.78-82. - Библиогр.: с.81-82 (11 назв.). - ISSN 1994-0866].

Другими словами причины недостатка известного аналога по патенту РФ №2197748 заключаются в отсутствии:

- блока обнаружения интерязыка и его уровня;

- блока прогноза процесса обучения неродному языку при появлении интерязыка;

- блока учета пожелания обучаемого относительно срока обучения;

- блока корректировки индивидуального графика обучения;

- блока обнаружения «отката» и «окостенения» в процессе обучения неродному языку;

- блока реализации математической модели для индивидуального процесса обучения;

В качестве прототипа к заявляемой амбивалентной обучающей системе выбрана интеллектуальная обучающая система (Богданов А.В., Дегтярев А.Б., Нечаев Ю.И., патент RU 2310237, G09B 5/14, G06N 1/00, опубликован 10.11.2007). Общими признаками заявляемой обучающей системы обучения неродному языку с прототипом являются такие общие блоки как блок планирования и мониторинга обучения, блок поддержания процесса обучения и оценки знаний, блок документирования для хранения результатов обучения и тестирования, блок интерфейсов.

Недостатками данного устройства являются отсутствие возможности оперативного определения начала процесса «отката» и «окостенения» уровня знания неродного языка, структуры интерязыка, мешающего усвоению неродного языка и своевременной с учетом этого корректировки процесса обучения неродному языку.

Причинами недостатков данного устройства являются:

- во-первых, отсутствие математической модели процесса обучения;

- во-вторых, не учитывается такая особенность обучения неродному языку, как возникновение интерязыка;

- в-третьих, не учитывается неравномерность процесса усвоения обучающего материала, а именно появление таких явлений как «откат» и «окостенение», из-за чего необходимо корректировать процесс обучения, что в итоге приводит к недостаточно высокой усвояемости языкового материала и высокому проценту «отката» знаний.

Другими словами причины недостатка прототипа, также как и аналога, заключаются в отсутствии:

- блока обнаружения интерязыка и его уровня;

- блока прогноза процесса обучения неродному языку при появлении интерязыка;

- блока учета пожелания обучаемого относительно срока обучения;

- блока корректировки индивидуального графика обучения;

- блока обнаружения «отката» и «окостенения» в процессе обучения неродному языку;

- блока реализации математической модели для индивидуального процесса обучения.

Технический результат полезной модели заключается в приспособляемости системы к индивидуальным особенностям обучающихся, то есть в способности обучающей системы подстраиваться под каждого обучаемого в зависимости от начального уровня каждого обучаемого, который определяется в результате его тестирования.

Технический результат заявляемой полезной модели достигается тем, что обучающая система неродному языку, включающая блок планирования и мониторинга обучения, блок поддержания процесса обучения и оценки знаний, блок документирования для хранения результатов обучения и тестирования, блок интерфейсов, согласно полезной модели, дополнительно содержит блок обнаружения интерязыка и его уровня, блок прогноза процесса обучения неродному языку при появлении интерязыка, блок учета пожелания обучаемого относительно срока обучения, блок корректировки индивидуального графика обучения, блок обнаружения «отката» и «окостенения» в процессе обучения неродному языку, блок реализации математической модели для индивидуального процесса обучения; при этом блок поддержания процесса обучения и оценки знаний связан с блоком учета пожелания обучаемого относительно срока обучения, с блоком прогноза процесса обучения неродному языку, с блоком планирования и мониторинга обучения, с блоком обнаружения интерязыка и его уровня, с блоком интерфейсов и с блоком корректировки индивидуального графика обучения; блок учета пожелания обучаемого относительно срока обучения связан с блоком прогноза процесса обучения неродному языку, с блоком планирования и мониторинга обучения и с блоком реализации математической модели для индивидуального процесса обучения; блок прогноза процесса обучения неродному языку связан с блок планирования и мониторинга обучения, с блоком обнаружения «отката» и «окостенения» в процессе обучения неродному языку, с блоком обнаружения интерязыка и его уровня и с блоком корректировки индивидуального графика обучения; блок планирования и мониторинга обучения связан с блоком реализации математической модели для индивидуального процесса обучения, с блоком интерфейсов и с блоком корректировки индивидуального графика обучения; блок реализации математической модели для индивидуального процесса обучения связан с блоком обнаружения интерязыка и его уровня и с блоком корректировки индивидуального графика обучения; блок обнаружения «отката» и «окостенения» в процессе обучения неродному языку связан с блоком обнаружения интерязыка и его уровня и с блоком корректировки индивидуального графика обучения; блок обнаружения интерязыка и его уровня связан с блоком корректировки индивидуального графика обучения.

В результате использования обучающей системы с заявляемой совокупностью признаков, она выдает каждому обучаемому индивидуальный график обучения, в котором указано необходимое число обращений к обучающей системе, чтобы достичь либо стандартного уровня обучения, либо уровня, определяемого самим обучаемым.

Судит система об уровне знания неродного языка по проценту количества слов родного языка, которые обучаемый невольно использует при ответе на вопрос на неродном языке, то есть самопроизвольно обращается к родному языку. Другими словами, обучающая система отслеживает изменение уровня интерязыка каждого обучаемого в процессе обучения. Благодаря этому достигается, во-первых, уменьшение времени обучения неродному языку, во-вторых, уменьшение уровня интерязыка, который мешает усвоению неродного языка, и, в-третьих, позволяет производить учет индивидуальных способностей каждого обучаемого.

Заявляемая полезная модель представляет собой совокупность конструктивно связанных между собой блоков, использование которых приводит к приспособляемости системы к индивидуальным особенностям обучающихся, то есть к способности системы подстраиваться под каждого обучаемого с учетом индивидуальных способностей каждого обучаемого.

Приводим причинно-следственную связь между признаками полезной модели и достигаемым техническим результатом.

Уменьшение уровня интерязыка, который мешает усвоению неродного языка, достигается тем, что в полезной модели применяется блок обнаружения интерязыка и его уровня, блок поддержания процесса обучения и оценки знаний и блок корректировки индивидуального графика обучения. С помощью блока обнаружения интерязыка и его уровня вычисляется количество совместно используемых слов родного и неродного языка (их смеси) при ответе на вопросы теста.

Наличие в обучающей системе блока обнаружения интерязыка и его уровня позволяет с наибольшим эффектом реализовать приспособляемость системы к индивидуальным способностям каждого обучаемого.

С одной стороны, если у обучаемого низкий уровень интерязыка, то есть, практически при ответе на вопросы теста отсутствует смесь родного и неродного языков, то обучающая система предлагает ему стандартные параметры обучения.

Если у обучаемого высокий уровень интерязыка, то есть количество слов в смеси родного и неродного языка содержит более 50% от общего количества изучаемых слов, то в этом случае процесс усвоения неродного языка значительно усложняется, и тогда обучающая система предлагает обучаемому другие параметры обучения, которые уточняются с помощью использования других блоков: блока корректировки индивидуального графика обучения, блока обнаружения отката и окостенения в процессе обучения неродному языку, блока реализации математической модели для индивидуального процесса обучения, блока прогноза процесса обучения неродному языку при появлении интерязыка, блока учета пожелания обучаемого относительно срока обучения.

Получение технического результата, а именно, приспособляемость обучающей системы к индивидуальным особенностям обучаемого, достигается тем, что блок поддержания процесса обучения и оценки знаний связан с блоком учета пожелания обучаемого относительно срока обучения, с блоком прогноза процесса обучения неродному языку, с блоком планирования и мониторинга обучения, с блоком обнаружения интерязыка и его уровня, с блоком интерфейсов и с блоком корректировки индивидуального графика обучения; блок учета пожелания обучаемого относительно срока обучения связан с блоком прогноза процесса обучения неродному языку, с блоком планирования и мониторинга обучения и с блоком реализации математической модели для индивидуального процесса обучения.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где:

На фиг.1 - представлен графически процесс обучения неродному языку во времени (на примере появления интерязыка) с иллюстрациями возникновения состояния «отката» и «окостенения».

На фиг.2 - графически показан процесс корректировки индивидуального графика обучаемого.

На фиг.3 - представлен комплекс средств обучающей системы неродному языку.

На фиг.4 - представлена структура блока поддержания процесса обучения и оценки знаний.

На фиг.5 - представлена структура блока планирования и мониторинга обучения.

На фиг.6 - представлена структура блока интерфейсов.

Функциональная схема системы представлена на фиг.3.

Система состоит из 9 основных блоков: блока поддержания процесса обучения и оценки знаний 1, блока учета пожелания обучаемого относительно срока обучения 2, блока для прогноза процесса обучения неродному языку 3, блока планирования и мониторинга обучения 4, блока реализации математической модели для индивидуального процесса обучения 5, блока обнаружения «отката» и «окостенения» в процессе обучения неродному языку 6, блока обнаружения интерязыка и его уровня 7, блока интерфейсов 8, блока корректировки индивидуального графика обучения интерязыка 9.

Блок поддержания процесса обучения и оценки знаний 1 (фиг.4) состоит из 6-ти блоков: блока документирования для хранения результатов обучения и тестирования 10, блока передачи тестов 11, блока оценки тестов 12, блока использования ресурсов 13, блока управления материалами курса 14, блока для самостоятельного обучения 15.

Блок планирования и мониторинга обучения 4 (фиг.5) состоит из 5-ти блоков: блока регистрации 16, базы данных обучаемых 17, блока для синхронизации ресурсов в реальном масштабе времени 18, блока для доступа к персональным данным пользователя 19, базы знаний (материалы курсов) 20.

Блок интерфейсов 8 (фиг.6) состоит из двух блоков: блока генерации интерфейса на сайте 21, блока генерации интерфейса на телефоне 22.

Блок поддержания процесса обучения и оценки знаний 1 позволяет обучаемым проводить индивидуальный график обучения. У каждого обучаемого есть свои ресурсы, которые сохраняются и используются с помощью блока использования ресурсов 13. При участии на курсе обучения неродному языку, у каждого обучаемого есть свои учебные материалы, которыми управляет блок управления материалами курса 14. С использованием таких ресурсов и учебных материалов обучаемый может самостоятельно изучать с помощью блока для самостоятельного обучения 15. На курсах обучения неродному языку существуют входные, промежуточные и выходные тесты, обучаемый выполняет такие тесты с помощью блока передачи тестов 11, результаты тестов сохраняются с помощью блока документирования для хранения результатов обучения и тестирования 10, блок 10 функционирует совместно с блоком управления материалами курса 14 для синхронизации всех результатов обучения и информации обучаемого.

При обучении неродному языку в предлагаемой обучающей системы, сначала осуществляется, с помощью блока планирования и мониторинга обучения 4, регистрация обучаемого с целью подключения его к информационной системе 16, то есть к базе данных 17 обучаемых для доступа к их персональным данным 19, к базе знаний, содержащей материалы курсов 20, к блоку для синхронизации ресурсов в реальном масштабе времени 18.

Процесс обучения с помощью предлагаемой обучающей системы осуществляется с помощью следующих этапов (Таблица 1).

В начале осуществляется регистрация обучаемого с целью получения для него доступа к информационной системе. После чего предлагается многократное прохождение входных тестов, обладающих свойством валидности и содержащих задания по знанию неродного языка и интерязыка. После процедуры входного тестирования определяется начальный уровень знания.

Особенностью предлагаемой схемы является применение математической модели для назначения индивидуального графика обучения и формирование прогноза конечного результата обучения. В предлагаемой математической модели используются результаты тестирования и стандартные требования к интенсивности обучения неродному языку для соответствующих сертификационных уровней.

На основании индивидуального графика обучения, в формировании которого принимает участие сам обучаемый, создается для него индивидуальный план изучения неродного языка.

При изучении неродного языка используется созданная база данных, которая содержит все необходимые для процесса обучения неродному языку материалы (свидетельство о государственной регистрации базы данных №2011620458 «База данных для амбивалентной системы дистанционного обучения неродному языку AMBSYSTEDU», зарегистрировано в Реестре 17.06.2011 г.; правообладатель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Иркутский государственный технический университет (RU)», Авторы: Кирий Виктор Григорьевич, Чан Ван Ан).

Для контроля результатов обучения проводится тестирование по определению достигнутого уровня знания. В случае обнаружения снижения уровня усвоения неродного языка и увеличения уровня интерязыка, вводят скорректированные параметры модели образования интерязыка и рассчитывают трек обучаемого и уровень его владения неродным языком. На основе этого предлагают откорректированный режим обучения данного обучаемого для доведения до первоначально спрогнозированного уровня знаний интерязыка и неродного языка, для чего усиливают интенсивность процесса обучения и обращаются к модели образования интерязыка для повторного анализа и прогнозирования индивидуального трека обучаемого, сравнивая его с расчетным значением.

Результат применения корректировки процесса обучения неродному языку показан на фиг.2.

При достижении хорошего результата цикл обучения заканчивается.

Блок учета пожелания обучаемого относительно срока обучения 2 работает по алгоритму, представленному в таблице 2. Входными данными являются результат входного теста, который получается из блока поддержания процесса обучения и оценки знаний 1, и стандартный уровень знания неродного языка. Если обучаемый согласен со стандартным уровнем знания неродного языка, то на основании этих данных, с помощью блока реализации математической модели для индивидуального процесса обучения 5 рассчитывается прогноз и предлагается индивидуальный график обучения. Если обучаемый не согласен, то вводится его уровень знания неродного языка по желанию, изменяются интенсивности индивидуального процесса обучения неродному языку, рассчитывается прогноз и предлагается индивидуальный график обучения.

Блок реализации математической модели для индивидуального процесса обучения 5 работает по алгоритму, представленному в таблице 3, он получает входные данные (начальные уровни знаний неродного языка, родного языка и интерязыка и интенсивности индивидуального процесса обучения неродному языку) из блока поддержания процесса обучения и оценки знаний 1, после проверки входных данных, данный блок выполняет процедуру решения дифференциальных уравнений Колмогорова с использованием программы для ЭВМ (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2011613075 «Амбивалентная система дистанционного обучения неродному языку AMBSYSTEDU», зарегистрировано в Реестре 18.04.2011 г.; правообладатель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Иркутский государственный технический университет (RU)», Авторы: Кирий Виктор Григорьевич, Чан Ван Ан).

где

,

,

,

, , ,

,

где,

P₀(t) - вероятность состояния «знание родного языка»,

P₁(v) - вероятность состояния «интерязыка»,

Р₂(2) - вероятность состояния «знание неродного языка»,

λ₀ - интенсивность использования родного языка при изучении неродного языка (количество занятий при изучении неродного языка за определенный период времени (неделя, месяц, семестр)),

λ₁ - интенсивность обращения к неродному языку в процессе его изучения (количество занятий при изучении неродного языка за определенный период времени (месяц, семестр, год)),

µ₁ - интенсивность забывания слов при межъязыковой интерференции (количество забываемых слов за единицу времени (месяц, семестр, год)),

µ₂ - интенсивность обращения к интерязыку при забывании (количество забываемых слов неродного языка за единицу времени (месяц, семестр, год)).

Блок 5 также выводит результаты о зависимости уровней знаний неродного, родного языка и интерязыка от времени, такие результаты будут входными данными других блоков.

Блок обнаружения «отката» и «окостенения» в процессе обучения неродному языку 6 работает по алгоритму, представленному в таблице 4, он получает уровни знаний неродного, родного языка и интерязыка в соответствующие моменты времени как входные данные от блока реализации математической модели для индивидуального процесса обучения 5, с такими данными этот блок определяет «откат» и «окостенение» путем сравнения уровней знаний неродного языка для последующих моментов времени с предыдущими. Если уровни знаний неродного языка для последующих моментов времени меньше чем для предыдущих, то это явление является «откатом» и данный блок определяет время отката, если уровни знаний неродного языка для последующих моментов времени равны для предыдущих, то это явление является «окостенением» и данный блок определяет время «окостенения», в остальном случае это явление является обучением и данный блок определяет время обучения. После данного этапа, блок покажет графики зависимости уровней знаний неродного языка, родного языка, интерязыка от времени и моменты начала и окончания «отката» и «окостенения».

Блок обнаружения интерязыка и его уровня 7 работает по алгоритму, представленному в таблице 5, он получает результаты промежуточного тестирования как входные данные от блока поддержания процесса обучения и оценки знаний 1. Данный блок подсчитывает количество заданий, при выполнении которых использовалась смесь родного и неродного языков. При сравнении реального уровня интерязыка с уровнем интерязыка для стандартных параметров процесса обучения, принимается решение корректировать процесс обучения, если реальный уровень больше чем стандартный уровень.

Блок корректировки индивидуального графика обучения 9 работает по алгоритму, представленному в таблице 6, он получает уровни знаний неродного языка, родного языка, интерязыка по результатам промежуточного тестирования как входные данные от блока поддержания процесса обучения и оценки знаний 1, данный блок меняет значения интенсивностей процесса обучения, так, чтобы увеличить уровень знания неродного языка и покажет обучаемому скорректированный график обучения.

Отличительными признаками заявляемой полезной модели, доказывающими ее новизну, являются наличие следующих блоков и связей между ними:

- блок обнаружения интерязыка и его уровня 7;

- блок прогноза процесса обучения неродному языку при появлении интерязыка 3;

- блок учета пожелания обучаемого относительно срока обучения 2;

- блок корректировки индивидуального графика обучения 9;

- блок обнаружения «отката» и «окостенения» в процессе обучения неродному языку 6;

- блок реализации математической модели для индивидуального процесса обучения 5.

В заявляемой системе блок 1 связан с блоками 2, 3, 4, 7, 8, 9; блок 2 связан с блоками 3, 4, 5; блок 3 связан с блоками 4, 6, 7, 9; блок 4 связан с блоками 5, 9; блок 5 связан с блоками 7, 9; блок 6 связан с блоками 7, 9; блок 7 связан с блоками 9. Связи между блоками в обучающей системе обучения неродному языку показаны на фиг.3.

Формула полезной модели

Обучающая система неродному языку, включающая блок планирования и мониторинга обучения, блок поддержания процесса обучения и оценки знаний, блок документирования для хранения результатов обучения и тестирования, блок интерфейсов, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит блок обнаружения интерязыка и его уровня, блок прогноза процесса обучения неродному языку при появлении интерязыка, блок учета пожелания обучаемого относительно срока обучения, блок корректировки индивидуального графика обучения, блок обнаружения «отката» и «окостенения» в процессе обучения неродному языку, блок реализации математической модели для индивидуального процесса обучения; при этом блок поддержания процесса обучения и оценки знаний связан с блоком учета пожелания обучаемого относительно срока обучения, с блоком прогноза процесса обучения неродному языку, с блоком планирования и мониторинга обучения, с блоком обнаружения интерязыка и его уровня, с блоком интерфейсов и с блоком корректировки индивидуального графика обучения; блок учета пожелания обучаемого относительно срока обучения связан с блоком прогноза процесса обучения неродному языку, с блоком планирования и мониторинга обучения и с блоком реализации математической модели для индивидуального процесса обучения; блок прогноза процесса обучения неродному языку связан с блок планирования и мониторинга обучения, с блоком обнаружения «отката» и «окостенения» в процессе обучения неродному языку, с блоком обнаружения интерязыка и его уровня и с блоком корректировки индивидуального графика обучения; блок планирования и мониторинга обучения связан с блоком реализации математической модели для индивидуального процесса обучения, с блоком интерфейсов и с блоком корректировки индивидуального графика обучения; блок реализации математической модели для индивидуального процесса обучения связан с блоком обнаружения интерязыка и его уровня и с блоком корректировки индивидуального графика обучения; блок обнаружения «отката» и «окостенения» в процессе обучения неродному языку связан с блоком обнаружения интерязыка и его уровня и с блоком корректировки индивидуального графика обучения; блок обнаружения интерязыка и его уровня связан с блоком корректировки индивидуального графика обучения.

Изобретение "ОБУЧАЮЩАЯ СИСТЕМА НЕРОДНОМУ ЯЗЫКУ" (Кирий В.Г., Рогозная Н.Н., Чан Ван Ан ) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога