Моделирование информационных процессов обучения с использованием временных рядов наблюдений

• Автор: Смоленцева, Татьяна Евгеньевна
• Шифр специальности: 05.13.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ ОБУЧЕНИЯ С УЧЕТОМ ДИНАМИКИ СОСТОЯНИЯ ОБУЧАЕМОГО
1.1. Анализ математических моделей обучения с учетом динамики состояния обучаемого
1.2. Постановка задачи управления обучением
1.3. Анализ возможности использования фрактальной размерности для определения информационной потребности индивидуального обучаемого..
1.4. Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫМ ПРОЦЕССОМ ОБУЧЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ
2.1. Определение параметров состояния индивидуального обучаемого необходимых для управления учебным процессом
2.2. Определение изменения состояния обучаемых под влиянием управляющих воздействий на основе экспериментальных исследований в условиях
начальной неопределенности
2.3. Методика определения попадания параметров состояния
индивидуального обучаемого в требуемую область
2.4. Основные выводы второй главы
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ СОСТОЯНИЕМ ОБУЧАЕМОГО В УСЛОВИЯХ НАЧАЛЬНОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
3.1. Разработка алгоритма управления обучением с прогнозируемым количеством контрольных проверок обучаемого
3.2.Разработка подпроцесса формирования прогнозируемых параметров обучения..
3.3. Разработка структуры информационного процесса обучения с прогнозируемым количеством порций обучаемой информации и оценка качества обучения.
3.4. Основные выводы третьей главы
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ПК ИПО
4.1. Состав ПК ИПО и средства его разработки
4.2 Выбор инструментальных средств
4.3 . Создание программных модулей
4.4. Результаты функционирования ПК ИПО
4.5.0сновные выводы четвертой главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Математическое моделирование используется в различных сферах человеческой деятельности, в том числе и для моделирования информационных процессов обучения с целью достижения обучаемым необходимого уровня квалификационных требований. В наше время в период повышенных требований к выпускаемым специалистам необходим особый подход к повышению качества обучения, особенно студентов педагогических вузов, которые в свою очередь должны повысить уровень обученности школьников и студентов. Любые квалификационные характеристики студента заранее определены и поэтому на обучаемого можно воздействовать дискретными управляющими воздействиями распределенными во времени. Процесс обучения можно организовать таким образом, чтобы результат обучения квалификационному состоянию обучаемого удовлетворял бы заданным критериям качества обучения. Ранее такая проблема решалась на основе математических моделей в виде нелинейной системы дифференциальных уравнений с учетом стохастичности, для которых невозможно построить адекватную модель обучаемого. Этот недостаток можно исключить, если использовать временные ряды для наблюдения за поведением обучаемого, которое можно представлять как хаотическое поведение. В этом случае возникновение хаотического поведения может быть описано нелинейной динамической системой при некоторых значениях параметров в фазовом пространстве, называемым странным аттрактором. Использование временных рядов наблюдения и странных аттракторов позволит более детально рассмотреть информационный процесс обучения, осуществить более эффективное управление этим процессом и достижение требуемых квалификационных требований.
Исследования выполнялись на основе целевой программы «Научно-методическое, материально-техническое и информационное обеспечение системы образования» (приказ Минобразования России от 26.01.2001 № 240), Программы управления качеством образования Воронежского государственного педагогического университета от 29.01.2006г. и Программы управления качеством образования Липецкого государственного педагогического университета от 15.10.2007г.
Исследования в области моделирования информационных процессов обучения проводились российскими учеными Бородиным Д.К., Моргуновым
Процесс обучения для такого подхода представляет из себя линейную последовательность управляющих воздействий на обучаемого, которая представлена на рисунке 2.1.

Рис. 2.1. Линейная последовательность управляющих воздействий на обучаемого.
Для определения вероятности незнания /-го ЭОИ на к-м сеансе определяется следующим образом:
, -а^к
Рк=1-е 1
где: а* - скорость забывания /-го элемента на к-м сеансе;
(2.5)
/* - время с момента заучивания /-го ЭОИ.
В результате заучивания каждой порции информации время (скорость) забывания этой порции обучаемым значительно уменьшается и при повторном заучивании время забывания этой порции обучаемым будет значительно меньше, чем при первом сеансе обучения.
Рис. 2.2. Характер поведения вероятности незнания.
где: а) - начальная скорость забывания /-го элемента.
Для нашей системы обучения элементы одной порции информации оказывают влияние на знание (незнания) другой порции информации и, сле-