Модели и методы построения систем обучающего компьютерного тестирования на основе экспертных систем с элементами нечёткой логики

• Автор: Углев, Виктор Александрович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 172 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1 Анализ методов оценивания в системах компьютерного тестирования для целей обучения

1.1 Компьютерное тестирование и проблемы автоматизированного оценивания знаний.

1.1.1 Основные определения и сокращения.

1.1.2 Место компьютерного тестирования в системах автоматизированного обучения

1.1.3 Общие сведения о компьютерном тестировании

1.1.4 Проблемы автоматизированного оценивания знаний

1.2 Обзор методик и систем оценивания знаний

1. 2. 1 Традиционные и адаптивные модели тестирования.

1. 2. 2 Модели тестирования, основанные на использовании методов

искусственного интеллекта.
1. 2. 3 Проблема целеполагания при тестировании.
1. 2. 4 Применимость существующих программных реализаций для обучающего тестирования.
1. 3 Постановка задачи разработки обучающего компьютерного тестирования
1.3.1 Обучающее компьютерное тестирование.
1.3.2 Системный подход к решению поставленной задачи через интеграцию обучающего теста с электронным учебным курсом
1. 4 Выводы по первой главе.
2 Разработка методов обучающего компьютерного тестирования
2. 1 Модель процесса обучающего тестирования
2. 2 Уточнение модели данных в автоматизированной обучающей системе
2. 3 Выявление факторов, влияющих на результат обучающего
тестирования.
2. 4 Методические особенности определения начальных параметров
обучающего теста.
2. 5 Метод формирования тестовой выборки и е адаптация
2. 6 Метод оценивания результатов обучающего теста.
2. 6. 1 в режиме итогового тестирования
2. 6. 2 в режиме обучающего тестирования.
2. 7 Метод индивидуализации траектории обучения посредством
обучающего тестирования
2. 7. 1 Прямой метод индивидуализации
2. 7. 2 Косвенный метод индивидуализации.
2. 8 Выводы по второй главе
3 Применение экспертных систем для анализа обучающего компьютерного тестирования.
3. 1 Экспертные системы как метод преодоления неопределенности в сложных аналитических задачах
3. 1. 1 Комплексный подход к анализу данных при обучающем
тестировании.
3. 1. 2 Механизмы снижения неопределенности входных данных для обработки в экспертных системах
3. 2 Усиление классифицирующей способности теста за счт механизма
нечткой логики
3. 2. 1 при формировании обучающей тестовой выборки
3. 2. 2 при оценивании результатов теста
3. 3 Уточнение моделей обучающего компьютерного тестирования
3. 3. I Модель адаптации
3.3.2 Модель оценивания
3. 3. 3 Модель индивидуализации траектории обучения.
3. 4 Выводы по третьей главе
4 Реализация системы адаптивного компьютерного тестирования,
ориентированной на функцию обучения
4. 1 Принципы реализации технических решений.
4. 1. 1 Система обучающего тестирования СиТест.
4. 1. 2 Система конструирования экспертных систем РЬМВи1с1ег
4. 1. 3 Принцип интеграции экспертных систем с системой обучающего
тестирования.
4. 2 Внедрение методики обучающего тестирования и предварительные
результаты.
4. 2. 1 Разработка ЭУК и тестов
4. 2. 2 Проведение обучающего тестирования.
4. 2. 3 Результаты обработки статистических данных.
4. 3 Выводы по четвртой главе.
Заключение.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Под электронным учебным курсом (ЭУК) мы будем понимать совокупность элементов учебного материала (текст, графика, мультимедийные объекты и пр. АОС определены структура, семантические связи и другие параметры, позволяющие осуществлять целенаправленный (стандартизированный) учебный процесс [9]. Модель курса (дисциплины) — совокупность данных (метаинформация) о структуре учебного материала ЭУК, стратегиях его изложения, эталонные показатели освоения (стандарты), а так же их взаимосвязь с другими элементами АОС (внешними информационными источниками, справочниками и глоссарием, контролирующим материалом и т. Педагогическое компьютерное тестирование (КТ) - совокупность методических и организационных мероприятий, обеспечивающих разработку педагогических тестов, подготовку и проведение стандартизованной процедуры измерения уровня подготовленности испытуемых, а так же подготовку и анализ результатов, осуществляющихся с помощью специального программного обеспечения на ЭВМ []. Педагогический компьютерный тест, тестовая выборка (ТВ) -совокупность тестовых заданий, позволяющая по результатам их выполнения объективно измерить уровень подготовленности испытуемых по конкретным разделам определенной области знания. Педагогический тест представляет собой конечную репрезентативную выборку из генеральной совокупности калиброванных тестовых заданий. Тестовое задание (ТЗ) - элемент теста, являющийся минимальной законченной составляющей единицей теста и представляющий собой задание специфической формы. Банк тестовых заданий (БТЗ) - множество тестовых заданий по одному предмету, из которых ведётся комплектование тестовой выборки. Адаптация теста — процесс автоматической настройки параметров процесса тестирования, для достижения целей тестирования. Траектория обучения — последовательность переходов обучаемого по учебным элементам ЭУК (дидактическим единицам), осуществляющаяся с целью получения знаний. Цель тестирования - определённый результат, который необходимо получить по итогам процессов организации, проведения и анализа контрольного мероприятия в виде теста. Другие понятия и аббревиатуры будут определены по мере необходимости по ходу изложения материала. Процесс дистанционного обучения предполагает наличие информационной среды, при помощи которой пользователь может получить необходимые знания в соответствии с целями обучения. Для этого существуют АОС, выполняющие функции формирования учебного материала, его хранения, предъявления (обучения), контроля знаний, планирования стратегии обучения и анализа результирующей информации (формирование отчётности), функционирующих на основе метаинформации, получаемой ситуационно и заложенной разработчиками (моделей курса, обучаемого и стратегии), и интеллектуальных алгоритмов Г2]. Центральным звеном в такой структуре является ЭУК. Его основными компонентами будут: рабочая программа учебного курса (комплекса: учебных курсов); теоретический блок учебного курса;, лабораторный практикум с циклом исследовательских задач; прикладное программное обеспечение для статистического анализа результатов обучения; банк тестовых заданий; база знаний, модели обучаемого и дисциплины [8, 9]. Условно, процесс работы пользователя с АОС можно представить в виде процесса с обратной связью (рисунок 1. Рисунок 1. Схема процесса взаимодействия пользователя с АОС Очевидно, что архитектура подобной образовательной системы должна включать эффективный инструмент для осуществления обратной связи (управления по Н. Винеру []) при взаимодействии пользователя и ЭУК в рамках АОС. Так как в структуру качественно подготовленного электронного курса входит контролирующий материал, то как раз его и рационально использовать при управлении процессом автоматизированного обучения. Поэтому компьютерное тестирование, как один из наиболее эффективных инструментов проверки знаний, всё чаще включается в структуру АОС. В исследовании, проведённом Е. А. Эрманом [5], на примере 8 программных продуктов, предназначенных для самостоятельного обучения, показано, что включение в структуру современной АОС модуля педагогического КТ является нормой.