Исследование и разработка моделей, алгоритмов и программного обеспечения в компьютерных обучающих системах

• Автор: Рабинович, Павел Давидович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Содержание

Условные обозначения

Введение.

1 Исследование и разработка интеллектуальной компьютерной обучающей системы

1.1 Анализ видов компьютерных обучающих систем.

1.2 Исследование структуры разрабатываемой ИКОС

1.3 Исследование методического обеспечения ИКОС

1.4 Определение требований к математическому обеспечению ИКОС

1.5 Анализ основных моделей семантических сетей

Выводы по первой главе.

2 Разработка математической модели семантической сети для представления знашй, аксиоматики и системы операций
2.1 Определение решаемых классов задач.
2.2 Разработка математической модели семантической сети
2.3 Разработка системы операций
2.4 Визуальное представление семантических моделей.
Выводы по второй главе.
3 Реализация подсистем ИКОС.
3.1 Подсистема формирования начальных условий
3.2 Подсистема формирования управляющего воздействия.
3.3 Подсистема контроля ЗУН, обработки и представления результатов контроля. 4 Выводы по третьей главе.
4 Экспериментальное исследование результатов работы
4.1 Общие сведения
4.2 Модификация методики коррекции угадывания при проведении тестирования с закрытой формой задания.
4.3 Сравнительный анализ носителей знаний.
Выводы по четвертой главе.
Заключение.
Основные результаты работы
Литература


Подсистема формирования управляющего воздействия предоставляет возможность определить текущий уровень ЗУН обучаемого, сформировать стиль и индивидуальную программу обучения. Подсистема контроля ЗУН обеспечивает возможность проведения различного вида контроля ЗУН, обработку и представление полученных результатов. Определены требования к методическому обеспечению ИКОС. Выявлено, что методическое обеспечение должно состоять из следующих основных классов: методическая платформа, методы и виды обучения, а также методы представления индивидуальных особенностей обучаемого. Из смежных областей знаний отобраны необходимые компоненты методического обеспечения: в качестве методической платформы - модель полного усвоения [, , ], обеспечивающая достижение заданного качества обучения большинством обучаемых. В качестве системы методов передачи знаний - набор методов и видов обучения [, , ]; в качестве характеристик индивидуальных особенностей обучаемых - модель психолого-педагогического статуса обучаемого (ППС) []. Данные компоненты раскрываются при описании практической реализации результатов исследований. Государственных и отраслевых стандартов, нормативных документов и т. Показано, что этим требованиям в наибольшей степени соответствуют СС. Сформулирована задача построения модели СС, удовлетворяющей выдвинутым требованиям. Во второй главе СС определяется как S = (o= ^. К S предъявляются, во-первых, требование реализации операций композиции (агрегации) и декомпозиции (детализации) частей базы знаний ПО. Во-вторых, требование наглядности (доступности) для ее интерпретации экспертами. В-третьих, обеспечение решения пяти основных задач: Z1 - описание структуры ПО (SHa4); Z2 -верификация модели SHa4, т. SHm (ошибок, противоречий и т. Z4 - построение индивидуальных программ обучения; Z5 - формирование заказа на разработку новых носителей знаний по рассматриваемой ПО. В работе предложена многоуровневая модель СС. Определены аксиомы, которым удовлетворяют модель в целом, каждый ее уровень и система операций с ними. Далее в главе описана разработанная система операций для работы с моделью СС. Выделены четыре подмножества операций OP - (OPI, ОР2, ОРЗ, ОР4), где ОР - все множество операций; ОР1 - слой операций интерфейсного характера, предназначенных для создания компонентов SO, а также уровней агрегатов-фрагментов, агрегатов-занятий и агрегатов-разделов SAF, SAU и SAR, т. ZI; ОР2 - слой операций для верификации SO, SAF, SAU и SAR (т. Z2); ОРЗ - слой операций для непосредственной работы с созданными и верифицированными моделями SO, SAF, SAU и SAR; ОР4 - слой операций для решения ряда специализированных задач, связанных с информатизацией учебного процесса (в т. Z3, Z4 hZ5). Третья глава посвящена реализации подсистем ИКОС. Процесс обучения, согласно описанной в первой главе методике, реализуется на основе индивидуальных программ, разработанных для каждой категории обучаемых. Исходная информация для построения индивидуальной программы обучения (ИПО) содержится в индивидуальной модели обучения (ИМО), описывающей ЗУН, формирование которых является целью процесса обучения. В свою очередь, ИМО составляется на основе обобщенной модели обучения (ОМО) определенной категории обучаемых, строящейся экспертным путем. В соответствии с поставленными целью и задачами в работе описаны реализации указанных основных блоков. Блоки формирования объектов ПО, исследования индивидуальных особенностей обучаемого, формирования стиля обучения, а также формирования ИПО имеют методическую и алгоритмическую реализации. Блоки контроля ЗУН, обработки и интерпретации результатов контроля доведены до программной реализации при участии автора и представлены программным комплексом «ТестСлудио». Блоки формирования банка объектов предметной области, а также модуль анализа семантического покрытия и оптимизации в блоке формирования ИПО доведены до программной реализащш и представлены программным средством «Сем Мастер». В четвертой главе излагаются результаты практической апробации выдвинутых положений и соответствующих им разработок.