Методы и алгоритмы построения компьютерных учебных программ и систем на основе генераторов информационных объектов

• Автор: Кручинин, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 414 с. : 27 ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращении

Введение.

Глава 1. Методология разработки компьютерных учебных программ

1.1 .Жизненный цикл компьютерной учебной программы.

1.2. Подходы к проектированию компьютерных учебных

программ

1.3. Модели компьютерных учебных программ

1.3.1. Кадровые компьютерные учебные программы.

1.3.2. Модель интеллектуальной компьютерной учебной программы обучения решению задач

1.3.3. Модель интеллектуальной системы контроля знаний

1.3.4. Модель генератора заданий.
Выводы
Глава 2. Математический аппарат генерации информационных объектов
2.1. Перечисление деревьев ИШ1И
2.2 Алгоритмы генерации комбинаторных объектов.
2.2.1. Алгоритм генерации сочетаний
2.2.2. Алгоритм генерации разложений.
2.2.3. Алгоритм генерации решений уравнений специального вида
.
1Л
2.3. Использование деревьев ИИЛИ для перечисления выражений КСязыков.
2.4. Метод построения генерирующих алгоритмов
Выводы
Глава 3. Модели и алгоритмы генерации тестовых заданий и вопросов
3.1. Генерация задач на основе шаблонов.
3.2. Генерация вопросов на основе алгоритмов
3.3. Методы генерации, основанные на таблицах.
3.4. Генератор вопросов для некоторой последовательности действий процесса, технологии.
3.5. Генератор вопросов на основе иерархии
3.6. Использование деревьев ИЛИ для генерации вопросов и задач
3.6.1. Г енерация текста тестового задания
3.6.2. Определение наличия решения задачи при генерации
3.6.3. Генерация меню вопросов
3.6.4. Построение менювопросов на основе классификаций
Выводы.
Глава 4. Язык описания компьютерных тестов.
4.1. Принципы построения языка описания.
4.2. Синтаксис языка описания теста.
4.3. Трансляция программ тестирования в формат.
Выводы.
Глава 5. Технология разработки генераторов.
5.1. Шаблоны для представления комбинаторных алгоритмов
5.2. Контейнер для представления деревьев ИИЛИ.
5.3. Классы для генерации операторов языка представления тестов
5.4. Механизмы встраивания генераторов в систему
проведения контрольных работ и экзаменов.
5.5. Встраивание объектов в языки интерпретирующего типа
Выводы.
Глава 6. Организация разработки и сопровождения программнометодического обеспечения в дистанционной технологии
6.1 .Технология обучения
6.2.Технология проведения компьютерных экзаменов и контрольных работ .
6.3. Структура системы контроля знаний.
6.4. Программное обеспечение генераторов ТМЦДО.
6.5. Компьютерные учебники.
6.6. Сайт
6.7. Информационная система
6.8. Организационная структура.
Выводы.
Заключение.
Список литературы


Иерархические структуры-позволяют' довольно быстро находить необходимый кадр. Сетевые структуры позволяют организовать листание еще гибче, чем иерархические. В данном случае механизмы перехода и возврата организованы на смысловой связанности текста. Если в тексте данного кадра имеются термины или понятия, которые объясняются в других кадрах, то можно осуществить переход от кадра, в котором встретился некоторый термин, к кадру, в котором дано его определение. Такая организация учебного материала получила название гипертекста [7,8]. Гипертекстовая организация учебного материала в настоящее время получила всеобщее признание. Отчасти, это связано с тем, что в основе глобальной компьютерной сети Интернет также лежит гипертекстовая технология организации информации. Рассмотрим подробнее организацию гипертекстовой КУП. Вся учебная информация разбивается на страницы (кадры). В каждой сгранице выделяются слова и словосочетания, пояснения которых даются на других страницах. Кроме того, можно явно задагь ссылки на другие страницы. Например, «пример решения данной задачи показан на странице ». Таким образом, формируется некоторое множество ссылок от данной страницы к другим. Обычно листание в гипертокстовых КУП организовано на основе меню. Все ссылки должны быть явно выделены в тексте данной страницы, и обучаемый для перехода на необходимую страницу щелкает мышкой на необходимой ссылке. При этом на экране появляется окно с указанной по ссылке страницей. Другое использование сетевой структуры может быть при задании последовательности изучения учебного материала. То есть первоначально задается некоторое подмножество кадров, которые необходимо просмотреть (или изучить) в первую очередь, далее, в зависимости от результатов обучения (это можно проверить с помощью тестов), дается возможность изучать следующее подмножество кадров и т. Если гипертекстовая КУП использует средства мультимедиа [9, 0], то говорят о гипермедиа КУП [1]. Если все страницы гипермедийной КУП представить узлами, а среду ссылок предегавить в виде дуг со стрелками, то можно записать ориентированный граф. В общем случае этот ориентированный граф может иметь петли. К недостаткам КУП с гипертекстовой организацией относится то, что ссылки, как правило, организуются внутренние и поэтому нельзя изменять среду ссылок. Применение смешанных структур позволяет использовать достоинства каждой из описанных выше. Например, внутреннюю среду ссылок можно организовать как гипертекст (т. Р—протокол. Альтернативой кадровым КУП являются интеллектуальные обучающие системы (ИОС) — класс КУП, в основе которого лежит применение идей искусственного интеллекта [2-4]. Это направление связано с моделированием интеллектуальной деятельности человека в сфере обучения. Intelligent Tutorial System (ITS) [5-7]. Одним из характерных признаков ИОС является наличие модели обучаемого. Различают три основных класса моделей [9]: скалярные; оверлейные, пертурбационные. Скалярная модель — простейшая, отражающая уровень знания студента в виде некоторого числа Оверлейная модель представлена в виде некоторого массива или структуры, каждый элемент которой отвечает за конкретный фрагмент знаний. Пертурбационная модель учитывает не только истинные знания студента, но и искажение знаний, в простейшем случае это типичные ошибки студентов. Важнейшим свойством ИОС являегся способность решать задачи и моделировать деятельность эксперта. Это свойство роднит ИОС с экспертными системами [0-2] и интеллектуальными решателями [3]. Часто интеллектуальный решатель или экспертная система является частью ИОС, которая отвечает за реализацию механизмов семантического вывода на основе базы знаний предметной области. С развитием сети Интернет ИОС переводятся на всб-технологии. Достаточно большой обзор таких систем дан в [4]. Однако методологически структура ИОС не изменилась. В настоящее время тематика ИОС становится одной из важнейшей в области проектирования компьютерных учебных программ. Об этом свидетель-ствуег постоянный poor числа публикаций.