Системы управления и диагностики учебной деятельности в вербальных проблемных средах

• Автор: Николаева, Юлия Сергеевна
• Шифр специальности: 05.13.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 195 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава I ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ
1.1 Понятие и классификация автоматических систем управления
1.2 Типы автоматизированных обучающих систем (АОС)
1.2Л АОС разомкнутой системой управления
1.2.2 АОС замкнутой системой управления
1.2.3 АОС комбинированной системой управления
1.3 Постановка задачи управления учебной деятельностью по решению задач в проблемных средах
1.4 Выводы к главе
Глава II КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ
2.1 Системы автоматического управления учебной деятельностью
2.1.1 Управление без ограничения на ресурсы
2.1.2 Регулирование учебной деятельности в условиях ограничения
на ресурс действий
2.1.3 Модель конечного автомата модуля отмены неправильных действий
2.2 Суммарный коэффициент петель обратной связи в системе автоматического управления учебной деятельностью
2.3 Поиск решения задач в пространстве состояний, представленном в виде графа
2.4 Примеры моделирования проблемных сред задач различных типов
2.5 Выводы к главе

Глава III КОМПЬЮТЕРНАЯ ДИАГНОСТИКА УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОБУЧАЮЩИХСЯ В ВЕРБАЛЬНЫХ
ПРОБЛЕМНЫХ СРЕДАХ
3.1 Моделирование учебной деятельности в вербальной проблемной среде по решению вербальных задач с помощью цепей Маркова
3.2 Исследование обучения с подкреплением
3.3 Корреляция между вероятностью совершения ошибок при решении вербальных и математических задач
3.4 Диагностика обучающихся в вербальных проблемных средах
3.5 Аппроксимация суммарного коэффициента обратной связи в приближении модели Р. Буша и Ф. Мостеллера
3.6 Оптимальное время работы в условиях ограничения на ресурс времени
3.7 Экспериментальные фазовые портреты деятельности
по решению задач в вербальных проблемных средах
3.8 Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования.
В современном постиндустриальном мире все большее значение приобретает автоматизация различных видов деятельности человека на основе средств ИКТ, в том числе и учебной. В связи с этим научные исследования, проводимые с середины 50-х годов прошлого столетия, были направлены на создание различных обучающих систем [1, 12, 33, 34, 55, 56, 94, 103, 105 и др.], позволяющие управлять учебной деятельностью.
С развитием информационных технологий создавались компьютерные системы управления учебной деятельностью, основанные на моделях передачи информации и знаний объекту. В таких обучающих системах обучаемый является объектом управления, а обучающий рассматривается как управляющее устройство, что позволило применять в обучении методы теории управления [67, 81, 94].
Как показывает анализ литературы [7, 8, 11, 15, 16, 53, 102, 108, 116, 117], среди подходов к проблеме управления учебно-познавательной деятельностью на основе компьютерных обучающих систем наиболее интересен подход к проблеме обучения, который был предложен Г. Паском [87] и развит профессором Л.А. Растригиным [94, 95, 96], в котором обучение рассматривается как процесс управления. Для использования такого подхода современные достижения теории искусственного интеллекта, кибернетики, управления сложными системами, психодиагностики [3, 119] и др. позволяют создавать компьютерные обучающие программы для применения в процессе обучения — от различных тестовых оболочек до автоматизированных распределенных обучающих систем.
Большинство традиционных адаптивных обучающих систем [34, 55, 56, 60, 61, 94, 95, 113, 128], направлены на запоминание учебного материала и применяют тестовый метод контроля для проверки усвоения

С0 - неизвестный оператор связи входа X и выхода У обучающегося, X-информация, поступающая к обучающемуся от проблемной среды, Б(У) -структура системы действий обучающегося, У - действия обучающегося, характеризующие специфику его деятельности в проблемной среде.
Если структура системы действий обучающегося позволяет ему безошибочно решать задачи, то тогда внешнее управление не требуется. В случае допущения ошибок при решении задач, система управления должна организовать такие воздействия, которые содействовали бы переходу обучающегося в состояние с более совершенной структурой системы действий.
Система управления всегда формирует цели управления, которые могут совпадать с целями обучающегося. Он воспринимает проблемную среду как набор параметров, определенных тематикой задачи. Со стороны системы управления, целевые требования У*, представляют собой набор таких требований к структуре действий обучающегося, которые приведут к удовлетворению потребностей обучающегося в решении задачи.
Обозначим выполнение целевых требований I* к структуре системы действий обучающегося в виде равенства
5 = г* (5)
а невыполнение - неравенством
БфУ*. (6)
В последнем случае целевые требования не реализуются, т.к. структура системы действий обучающегося не приводит к решению задачи.
Структура системы действий определяется типом задачи, областью задачи и предметной областью. В зависимости от этого формируется набор доступных действий, которыми может оперировать обучающийся при решении задач.