CC BY
52
УДК 368.3.068
Долотин А.И. , Данилова Е.А., Махотин А.А.
ФГБОУ ВПО ПГУ «Пензенский государственный университет»
ИНТЕРАКТИВНЫЙ РЕДАКТОР БАЗЫ ЗНАНИЙ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ ОБУЧАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ
Аннотация. В статье показана актуальность применения систем автоматизированного обучения, рассмотрен процесс взаимодействия среды обучения и обучающегося с точки зрения теории коммуникации. Предложен интерактивный редактор базы знаний позволяющий включать новые предметы, создавать информационную систему (электронную библиотеку) надежно сохраняющую и эффективно использующую разнообразные коллекции электронных документов.
Ключевые слова: база знаний, обучающая система, интерактивный редактор, проектные исследо-
вания.
Современный этап широкого применения ЭВМ характеризуется переходом от обработки данных к обработке знаний, когда такие интеллектуальные действия человека как точная математическая постановка задачи, выбор и составление математической модели, алгоритма и программы, возлагается на саму ЭВМ [1].
В настоящее время активно развиваются средства представления, контроля и управления передачей знаний в компьютерных системах (например, Tactic Editor, Menager's Edge, Designer's Edge, IBM Leaning space и др.). Большинство обучающих систем ориентировано на анализ механизма приобретения информации человеком и его воспроизведения в машине. В то же время сложное эвристическое обучение, свойственное человеку, практически не реализовано.
Проблема обучения может быть рассмотрена с нескольких точек зрения - с точки зрения самой функции обучения, анализа свойств окружающей среды и, наконец, как взаимодействие обучающегося и среды [2-4].
Рассмотрение взаимодействия обучающегося и среды обучения дает наиболее полное представление о проблеме обучения. Наличие взаимосвязи между обучающимся и средой обуславливается его способностями и эффективностью обучения. Для наиболее эффективного обучения, с применением интеллектуальной компьютерной обучающей системы (ИКОС) , следует уделить внимание обоим факторам.
Центральной проблемой компьютерного обучения является проблема создания машинных обучающих программ, способных обеспечить эффективную организацию содержания учебного курса, стратегий усвоения и режимов активного взаимодействия ученика с машиной.
Также, современная ИКОС должна включать блок решения задач и базу знаний, блок обучения, модель обучаемого и блок организации диалога [5].
Особенностью предлагаемой модели ИКОС (Рис. 1.) является:
- Эффективная организация учебного курса;
- Учет индивидуальных особенностей обучаемого;
- Наличие активного взаимодействия ученика с машиной.
Предлагаемая модель ИКОС состоит из трех смысловых модулей (Модуль обучения, Модуль обратной связи, Тестирующий модуль), реализованных в двух программных вариантах. Первый предназначен для работы с преподавателем, а второй для работы с обучаемым.
Функция преподавателя, при работе ИКОС, состоит в обеспечении эффективной организации содержания электронного учебного курса (Модуль обучения); задании требуемого уровня усвоения материала по каждому из разделов предмета и успеваемости по предмету в целом (Модуль обратной связи); создании гибкой системы тестов, позволяющей наиболее полно выявить слабые и сильные стороны обучаемого.
Функция обучаемого, при работе ИКОС, состоит в постоянном повышении количества (Модуль обучения) и качества (Тестирующий модуль) приобретаемых знаний.
Эффективная организация электронного учебного курса достигается за счет реализации программной универсальной оболочки, позволяющей создавать электронный учебник, содержащий текстовую, графическую, аудио и видео информацию (рис. 2).
Особо ценным является то, что пользователь может не изучать дополнительно сложных языков программирования и не прибегать к помощи сторонних разработчиков (т.е. можно обойтись своими силами, хотя пренебрегать консультациями и рекомендациями специалистов по телекоммуникациям все же, наверное, неправильно).
Студент
ИКОС
Тестирующий 1 1 модуль | | 1 1 1 1 Модуль обратной связи Блок контроля успеваемости 1 1 Модуль обучения 1 1 1 1
Интерфейс пользователя ft 1 1 1 1 База успеваемости студентов Р 1 1 1 1 Интерфейс пользователя
База тестов 1 1 1 1 1 1 Интерфейс пользователя 1 1 1 1 1 1 База знаний
Е=3
I
Преподаватель
Рисунок 1 - Структурная схема ИКОС
Достаточно иметь основные навыки работы с ПК под руководством операционной системы Windows XP и знание текстового процессора Microsoft Word 2003. Пользуясь в своей педагогической практике данным инструментом, преподаватель остается преподавателем.
Возможность включать в базу знаний новые предметы, позволяет создать информационную систему (электронную библиотеку) надежно сохраняющую и эффективно использующую разнообразные коллекции электронных документов (тексты, видео, аудио информация, статичные изображения), локализованных в самой системе.
Учет индивидуальных особенностей обучаемого построен на основе данных, получаемых тестирующим модулем [6,7]. Для их получения обучаемый должен пройти тест. При этом происходит формирование модели обучаемого.
Модель обучаемого служит для оперативного определения средств воздействия на эффективность процесса усвоения знаний, а в общем виде - и процесса формирований личности. Анализ модели обучаемого показывает текущий уровень знаний обучаемого, содержит информацию о количестве и типах допущенных ошибок, включает в соответствующей форме протокол процесса обучения.
Рисунок 2 - Создание учебного материала в универсальной оболочке модуля обучения
Рисунок 3 - Структурная схема модуля обратной связи
Наличие активного взаимодействия обучаемого с машиной достигается за счет присутствия в программе модуля обратной связи (рис. 3).
В случае успешного прохождении теста, эти данные заносятся в Базу успеваемости студентов. Если тест не пройден, ИКОС формирует оптимальную обучающую стратегию с учетом индивидуальных особенностей пользователя [8,9].
Таким образом, методом проб и ошибок или экспериментов происходит модификация знаний обучаемого, который при этом демонстрирует на каждом последующем этапе теста лучшие результаты, чем на предыдущем.
ЛИТЕРАТУРА
1. Юрков Н.К. Дистанционное обучение в России и его проблемы. Надежность и качество: Труды
международного симпозиума: / Под ред. Н.К.Юркова - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2005, с.
316-317.
2. Методология формирования профессиональных навыков в интеллектуальной компьютерной системе обучения с внешним объектом изучения / В. Б. Алмаметов, А. В. Затылкин, И. Д. Граб, В. С. Зияутдинов, С. В. Щербакова // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2009. № 1 (9). - С. 48-54.
3. Затылкин, А.В. Метод связанных систем в моделировании процесса обучения /
A. В. Затылкин, В. Б. Алмаметов, И. И. Кочегаров // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2010. № 4 (9). - С. 56-61.
4. Затылкин, А.В. Управление исследованиями моделей радиотехнических устройств на этапе
проектирования / А. В. Затылкин, А. Г. Леонов, Н. К. Юрков // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии: научно-технический журнал - Астрахань: Издательский дом «Астрахан-
ский университет», 2012. - № 1(17). - С. 138-142.
5. Архитектура ИКОС с внешним объектом изучения / А.В. Затылкин, Н.К. Юрков, И.Д. Граб,
B. Б.Алмаметов, В.А.Трусов // Надежность и качество: Труды международного симпозиума. Том 1./
Под ред. Н.К. Юркова - Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2008, с. 211-213.
6. Лабораторный комплекс в архитектуре ИКОС как основа формирования умений / А.В. Затылкин,
И.Д. Граб, Н.К. Юрков, Н.В.Горячев, В.Б. Алмаметов, В.Я. Баннов, И.И. Кочегаров // Надежность и качество: Труды международного симпозиума. Том 1: / Под ред. Н.К. Юркова - Пенза: Изд-во
Пенз. гос. ун-та, 2008, с. 213-215.
7. Затылкин, А.В. Инновации в образовательных учреждениях и интерактивные программы обучения / А.В. Затылкин // Надежность и качество: тр. Междунар. симп. Том 1 / под ред. Н. К. Юркова. - Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2011. - С. 340-344.
8. Затылкин, А.В. Система адаптивного тестирования на основе нечеткого логического вывода / А.В. Затылкин // Надежность и качество: тр. Междунар. симп. Том 2 / под ред. Н. К. Юркова. -Пенза : Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2012. - С. 133-135.
9. Информационные технологии проектирования РЭС. Единое информационное пространство предприятия : учеб. пособие / В. Б. Алмаметов, В. Я. Баннов, И. И. Кочегаров. - Пенза : Изд-во
ПГУ, 2013. - 108 с.
