Методы и алгоритмы управления интеллектуальными компьютерными обучающими системами

• Автор: Демьянов, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 184 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ

1.1 Анализ эффективности внедрения компьютерных технологий в профессиональное образование

1.2 Анализ методов адаптации в ИКОС

1.3 Сравнительный анализ методов моделирования систем обучения

1.4 Анализ существующих моделей обучаемого

Выводы

2 МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ КОМПЬЮТЕРНОГО ОБУЧЕНИЯ

2.1 Моделирование знаний в ИКОС

2.2 Разработка концептуальной модели интеллектуальной компьютерной обучающей системы
2.3 Синтез рекуррентного алгоритма параметрического синтеза математической модели ИКОС
2.4 Разработка понятийной модели предметной области
Выводы
3 СИНТЕЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫМ ОБУЧЕНИЕМ
3.1 Разработка методов адаптивного управления системой обучения
3.2 Целеполагание в системах управления
3.3 Интеллектуализация управления слабо формализованными процессами обучения
3.4 Разработка архитектуры ИКОС
Выводы
4. РАЗРАБОТКА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ОБУЧАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ
4.1 Структура и алгоритмы функционирования ИКОС
4.2 Алгоритм взаимодействия преподавателя с ИКОС
4.3 Алгоритм взаимодействия обучаемого с ИКОС
4.4 Программная реализация ИКОС
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Как показывает анализ проблемы повышения эффективности обучения, интеллектуальная компьютерная обучающая система (ИКОС) должна быть основана на следующих эвристических правилах: констатация правильности ответа, подробная диагностика ошибок, обсуждение родственных задач, переход к новой теме. Более общие принципы должны быть выделены на уровне метаправил, определяющих возможность и порядок применения эвристических правил обучения. Блок обучения должен быть построен по принципу блока решения задач, причем база знаний его содержит правила, действующие на двух из этих уровней, а также включает в качестве аргументов правил данные, представленные в модели пользователя. Анализ существующих автоматизированных обучающих систем (АОС) позволил выявить, что те различия, которые присутствуют в понимании АОС, во многом определяются концептуальными подходами к использованию информационных и телекоммуникационных технологий в обучении, на которые опирается каждый из авторов. Соблюдение всех перечисленных требований поднимает процесс создания ППС на качественно более высокий уровень, приводя к созданию учебных программных продуктов, отвечающих современному уровню информатизации науки и образования. Разработка «правил обучения», не зависящих от семантики предметной области, в совокупности с инструментальными средствами проектирования систем решения задач на основе модели предметной области позволяет снизить трудозатраты на создание интеллектуальных обучающих систем. Развитие компьютерных технологий в образовании привело к появлению множества педагогических программных средств различного назначения: компьютерных обучающих систем, электронных учебных пособий, электронных средств контроля знаний, вычислительных экспериментов, моделирующих компьютерных программ, компьютерных деловых игр и т. Подготовка специалистов требует усвоения знаний в предметной среде учебных дисциплин на различных уровнях усвоения. ППС различного назначения. В таблице 1. Таблица 1. Оценить усвоение знаний на первом уровне позволяет использование компьютерных тестов. Задания для теста первого уровня должны содержать в явном виде все компоненты задачи: цель, ситуацию и деятельность по ее решению. Контроль знаний на втором уровне знаний - уровне воспроизведения -требует создания сложных контролирующих систем с вводом конструируемых ответов и развитой системой распознавания ответов, поскольку задания для теста второго уровня должны содержать цель и ситуацию, а учащемуся по памяти надо воспроизвести подходящую деятельность для достижения заданной цели в заданной ситуации. Задания для тестов третьего уровня - уровня использования знаний в стандартных ситуациях - должны содержать цель и неполную ситуацию, которую учащемуся необходимо дополнить, чтобы применить известную деятельность. Компьютерные тесты третьего уровня практически не создаются из-за технической сложности реализации таких заданий. Обучение с помощью компьютеров на третьем уровне может проводиться с помощью других видов ППС. Для достижения третьего уровня усвоения знаний могут использоваться электронные учебники, программы - тренажеры и обучающие компьютерные системы, ориентированные на использование знаний в типичных ситуациях, к которым относятся также и моделирующие ППС. Опыт использования моделирующих ППС показал, что их использование приводит к повышению качества знаний учащихся в рамках присущего им уровня знаний, но не приводит к повышению уровня усвоения знаний. Повышение уровня знаний до четвертого - творческого уровня требует специальных ППС, ориентированных на достижение субъективно новых для учащихся знаний в нестандартных учебных ситуациях. При этом достижение четвертого уровня усвоения знаний возможно только у учащихся с исходным уровнем усвоения знаний не ниже третьего. Развитию творческих способностей учащихся способствует включение в процесс обучения задач творческого характера. Под учебными творческими задачами понимаются такие задачи, для решения которых учащиеся не имеют готовых учебных приемов и способов.