Системы управления и диагностики процесса обучения

• Автор: Бортновский, Сергей Витальевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 180 с. : ил.

Введение

1. КОМПЬЮТЕРНЫЕ ОБУЧАЮЩИЕ СИСТЕМЫ

1.1. Системный анализ компьютерных обучающих систем

1.1.1. Современные компьютерные обучающие системы с незамкнутой системой управления

1.1.2. Современные компьютерные обучающие системы с системой управления административный контроль
1.1.3. Современные компьютерные обучающие системы с замкнутой системой управления обратная отрицательная связь

1.1.4. Преимущества и недостатки замкнутых и незамкнутых систем

управления. Комбинированная система управления.

1.2. Обучающие средстватренажеры, основанные на принципах машинного обучения.

1.2.1. Проблема обучения в системах искусственного интеллекта

1.2.2. Обучение с подкреплением

1.2.3. Компоненты обучения с подкреплением.
1.3. Компьютерные системы диагностики процесса обучения
1.3.1. Компьютерные системы психодиагностики.
1.3.2. Компьютерные системы педагогической диагностики.
Выводы.
2.ПРИНЦИГ1Ы СОЗДАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОБУЧЕНИЯ РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ
2.1. Организация управления процессом обучения решению задач.
2.1.1. Современные представления теории управления.
2.1.2. Постановка задачи управления процессом обучения ученика как неопределенного объекта.
2.2. Моделирование процесса обучения.
2.2.1. Особенности моделирования учебной среды и взаимодействия учителя с учеником
2.2.2. Моделирование ситуаций, возникающих в процессе обучения
2.3. Особенности разработки структуры динамических компьютерных тестовтренажеров
2.3.1. Организация динамических компьютерных тестовтренажеров
2.3.2. Организация модуля учебного материала
2.3.3. Генератор задач
2.3.4. Организация вычислительного модуля.
2.3.5. Организация обратной связи и пооперационный контроль.
2.3.6. Организация управляющего модуляадаптера
2.3.7. Организация интерфейса
Выводы.
3.ДИАГНОСТИКА ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ОБУЧЕНИЯ
3.1. Организация модуля записи деятельности
3.1.1. Запись деятельности при решении задач.
3.1.2. Контентанализ протоколов деятельности. Функции вознаграждения
и ценности состояния.
3.2. Стохастическая теория обучаемости Буша и Мострелли, ее применение при анализе протоколов.
3.2.1. Математическая схема применяемой стохастической модели
3.2.2. Рекуррентное представление с указанием неподвижной точки
3.2.3. Непрерывная аппроксимация решения рекуррентного уравнения с указанием неподвижной точки
3.3. Метод фазовых портретов для диагностики обучаемости.
3.3.1. Фазовое пространство динамической системы.
3.3.2. Экспериментальные фазовые портреты процесса обучения
3.3.3. Явление недостаточной специфической обучаемости
3.4. Психологопедагогическая интерпретация результатов эксперимента
3.4.1. Достоверность результатов эксперимента, полученных с помощью динамических компьютерных тестовтренажеров.
3.4.2. Распределения средних скоростей движения обучаемых по уровням
самостоятельности. Состояния обучаемых в пространстве скоростей.
3.4.3. Распределение испытуемых по уровням самооценки.
Выводы.
Заключение.
Библиографический список.
Приложение 1.
Приложение 2.
Приложение 3.
Введение
Актуальность


Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается использованием современных принципов компьютерного моделирования, адаптивных систем управления, обучающих интеллектуальных систем, проведением эксперимента и диагностикой его результатов. Комплекс технологических решений и программных компонент диагностики динамических порогов обучаемого. Апробация работы. XIII Всероссийском семинаре Нейроинформатика и ее приложения Красноярск, . В.П. Астафьева, Мининской средней школы Емельяновского района, общеобразовательных школ , г. Красноярска. Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано печатных работ. Полный список представлен в конце автореферата. Структура диссертации. Диссертация состоит из Введения, трех глав, Заключения, библиографического списка и трех Приложений. Основное содержание диссертационной работы изложено на 0 страницах машинописного текста, иллюстрированного 5 таблицами и рисунками. ГЛАВА 1. Одна из основных проблем образования несоответствие между возможностями традиционных методов обучения и тем объемом фактических знаний, которое современное общество требует от выпускников учебных заведений. Увеличение сроков обучения как средство решения его возросших задач исчерпано, поэтому необходимо полагаться на внутренние резервы учебного процесса. Речь идет, прежде всего, об интенсификации и оптимизации учебного процесса . Остроту стоящих перед образованием проблем можно снять, применяя в учебном процессе компьютерные средства учебного назначения или компьютерные обучающие системы 9. Компьютерные средства учебного назначения КСУН это программные продукты, используемые в преподавании, обучении, самообразовании и повышении профессионального уровня специалиста. В дальнейшем вместо аббревиатуры КСУН будет использоваться термин компьютерная обучающая система КОС, под которым подразумевается любое компьютерное средство учебного назначения. Для того чтобы точнее определить место и роль обучающих систем в учебном процессе, проследим за историей развития этих систем. Попытки механизировать или автоматизировать процесс обучения предпринимались еще в древности . Так, например, американский психолог Грин упоминает средневековую машину, обучавшую рыцарей успешно метать копье. Если рыцарь попадал в центр мишени, то ничего не происходило. Но стоило ему промахнуться и сильно отклониться от центра, мишень поворачивалась через систему рычагов, идущих от мишени к рыцарю, последний получал ощутимый удар. Более серьезные работы такого рода начались в нашем веке. Первым опытом была машина, построенная С. Пресси она предъявляла ученику вопросы, повторяя их до тех пор, пока он не давал правильный ответ. Примерно так же функционировала обучающая система с использованием перфокарт, построенная в х годах в г. Киеве. Вообще говоря, обучающие машины такого тренажерного типа широко распространены и сегодня. Эти системы постепенно приобретают отсутствовавшие в первых версиях свойства, становясь более универсальными. Первые эксперименты по применению компьютеров в образовании относятся к концу х годов. Несмотря на то что техническая база ЭВМ и программное обеспечение того времени явно не соответствовали успешному решению поставленной проблемы в целом, исследования в этой области начались во всех развитых странах. Выделим наиболее значимые этапы развития работ в этой области и проследим за изменением целей и задач, которые ставили перед собой исследователи и разработчики. Первый этап исследования возможностей создания обучающих систем приходится на и е годы двадцатого столетия. Американский психолог профессор Б. Ф. Скиннер в году выдвинул идею, получившую название программированного обучения. Она заключалась в том, чтобы заранее запрограммировать ход процесса обучения. Педагог возможно с психологом заранее разрабатывает последовательность этапов прохождения предмета, которая впоследствии реализуется на компьютере. Идея программированного обучения идея повысить эффективность управления учебным процессом путем построения его в полном соответствии с психологическими знаниями о нем, что фактически означает внедрение кибернетики в практику обучения . Это направление начало активно развиваться в США, а потом и в других странах.