Разработка и исследование интеллектуальных контролирующих систем с настраиваемой нечеткой экспертной подсистемой выставления оценок

• Автор: Ивлева, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 177 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ОБУЧАЮЩИЕ СИСТЕМЫ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ,

КЛАССИФИКАЦИЯ И ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ.

1.1. Основные теории, лежащие в основе построении

автоматизированных систем обучения

1.2. Этапы развития АОС.

1.3. Классификация АОС

1.4. Структура интеллекту альной обучающей системы

и функциональное назначение ее элементов

1.5. Классификация интеллектуальных обучающих систем

1.6. Примеры ИОС
1.8. Программный контроль знании
1.9. Проблемы, возникающие при проверке знаний
1 Задача автоматизированного проектирования
контролирующих курсов.
1 Цели и задачи диссертационной работы
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ И АЛГОРИТМЫ РАБОТЫ ПРОЦЕССА УПРАВЛЕНИЯ КОНТРОЛЕМ ЗНАНИЙ.
2.1. Структу ра системы проверки знаний.
2.2. Основные понятия сетей Петри.
2.3. Моделирование процесса контроля знаний.
2.4. Цели контроля
2.5. Модель обучаемого
2.6. Методы управления контролем
2.7. Алгоритм управления процессом контроля.
2.7.1. Алгоритм Краткий опрос
2.7.2. Алгоритм Полный опрос.
2.7.3. Адаптация процесса контроля к индивидуальным
особенностям опрашиваемого.
2.7.4. Алгоритм создания множест ва входных выходных элементов.
2.7.5. Алгоритм проверки перехода на активность
ГЛАВА 3. ПРОГРАММНЫЙ КОНТРОЛЬ ЗНАНИЙ
3.1. Статистические методы обработки ответов
3.2. Использование методов искусственного интеллекта
3.3. Грубые функции принадлежности
3.4. Алгоритм принятия решения
3.5. Тонкая настройка нечеткой базы знаний
3.6. Генетические алгоритмы
3.7. Применение генетического алгоритма для настройки
подсистемы выставления оценок.
ГЛАВА 4. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ.
4.1. Требования к программе.
4.2. Технические и программные средства для создания и функционирования интеллектуальной контролирующей системы.
4.3. Структура данных.
4.4. Программная реализация системы управления контролем знаний
4.4.1. Описание структуры.
4.4.2. Используемые методы
4.4.3. Алгоритм программы.
4.4.4. Используемые технические средства
4.4.5. Вызов и загрузка.
4.4.6. Входные данные.
4.4.7. Выходные данные
4.5. Архитекту ра подсистемы приобретения знаний
4.6. Программная реализация подсистемы создания
контролирующих курсов.
4.6.1. Описание структур
4.6.2. Используемые методы
4.6.3. Алгоритм программы.
4.6.4. Функциональные ограничения.
4.6.5. Используемые технические средства
4.6.6. Вызов н загрузка.
4.6.7. Входные данные.
4.6.8. Выходные данные
4.7. Система автоматизированного контроля знаний
4.8. Исследование работы программы контроля.
4.8.1. Настройка системы выставления оценок.
4.8.2. Характеристики процесса контроля.
4.8.3. Статистика по вопросам.
4.9. Применение автоматизированной системы контроля знаний к реализации учебной темы Логические основы ЭВМ. Результаты внедрения в учебный
процесс
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Дальнейшее развитие АОС протекало параллельно с развитием и совершенствованием технических средств. Появление персональных компьютеров с цветными видеомониторами, устройствами ввода графической и видеоинформации позволяют создать психологически приемлемую техническую среду для обучения. В конце -х - начале -х появляются инструментальные программные средства для создания и сопровождения компьютерных учебных курсов - УРОК, АДОНИС, СЦЕНАРИЙ и др. В конце -х - начале -х были предложены Icon Author 7. ToolBook II. Asymetrie Enginizer, HyperMethod, Auto Ware 5. Illuminatus 5. Internet-технологии []. Попытки создания адекватной программной среды для обучения связаны с разработкой так называемых интеллектуальных обучающих систем. Если традиционные АУК считаются порождением бихевиористической теории обучения [], то интеллектуальные обучающие системы связывают с более глубокими психологическими теориями, в первую очередь с когнитивной психологией [, , , , , 0, 1]. Первые работы в данной области относятся к началу -х годов и связаны с понятием генерирующей обучающей программы. Основные усилия в этих исследованиях направлены на разработку методов генерации условий задач в зависимости от текущих характеристик обучаемого и автоматического решения сгенерированных задач. Следующий этап приходится на вторую половину -х годов и связан с поиском методов представления знаний об обучаемом (модель обучаемого) и о стратегиях обучения [7-, , , ]. В -х годах развитие интеллектуальных обучающих систем находится под сильным влиянием инженерии знаний и технологии создания экспертных систем (ЭС) [, , , 5-1]. В этот период была предложена классификация интеллектуальных обучающих систем и сделаны попытки разработки технологии создания интеллектуальных обучающих систем отдельных классов. Кроме того, большое внимание было уделено разработке графических интерфейсов обучаемых с системой. В целом, произошло обобщение и углубление опыта разработки интеллектуальных обучающих систем и наметился переход от экспериментальных к коммерческим системам, а также разработке инструментальных средств для их создания. Создаются такие системы как АССОЛИЯ [], ИСОП [8]. Параллельно шло развитие систем контроля, так как без них обучающая система мало чем отличается от справочного пособия. Средства контроля обеспечивают ввод ответа обучаемого, обработку полученной информации и выдачу управляющего воздействия. Далее механизм контроля плавно перетекает в механизмы анализа высказываний обучающего. ПАЛЕВАС [, ], BETS [8]). В свою очередь, из анализа высказываний обучаемого проистекает управляющее воздействие на него. Таким образом, история развития АОС показывает, что все существующие на данный момент обучающие системы различаются как по своим техническим возможностям, так и по методологии обучения, и подразделяются на несколько больших групп. Классификация АОС приводится ниже. Существует несколько критериев классификации АОС. В [2] предлагается все компьютерные образовательные программы подразделить на три основные группы. В качестве признака классификации используется принадлежность каждой компьютерной программы к одному из поколении компьютерной технологии обучения. Под термином «компьютерная технология обучения» понимается следующее [2]. Компьютерная технология обучения - это совокупность методов, форм и средств воздействия на человека в процессе его развития. Обучающая технология строится на фундаменте определенного содержания и должна соответствовать ему. Она предполагает использование адекватных способов представления и усвоения различных видов знаний с помощью современной компьютерной техники. Компьютерная технология обучения первого поколения - это целостный учебный процесс, основанный на традиционном содержании, формах и методах обучения. Он поддерживается классическими учебниками, задачниками и методическими пособиями. Для улучшения способа представления готовых знаний и усиления контроля за их усвоением здесь используется компьютер. Компьютерная технология обучения первого поколения предназначена только для дисциплинарно-ориентированной системы обучения.