![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Психология, Общение, Человек
Психология, Общение, Человек
Проблемы создания информационно-обучающей среды |
Проблемы создания информационно-обучающей среды С.М. Каратун, Н.А. Мосягина Тюменский государственный нефтегазовый университет, Тюмень, Россия Введение Образование в целом является той областью, где объединяются разные способы постижения мира. При этом интеллектуальная деятельность осуществляется как преподавателем, так и учеником. Формализовав эти процессы, можно автоматизировать часть функций преподавателя и облегчить и сделать более эффективной учебу студентов. Систему, решающую подобные задачи, можно реализовать как систему искусственного интеллекта. Уровень автоматизации должен выбираться в каждом случае индивидуально экспертом/преподавателем: "что нужно" (автоматизировать) и инженером по знаниям: "что можно" (автоматизировать). При разработке подобных систем необходимо конструировать заново содержание и организацию учебного материала, преподавательскую деятельность и форму учебной работы студента в обучающей среде. Проблемы автоматизации образовательной деятельности Одним из направлений создания информационно - обучающей среды (ИОС), решающей проблемы формирования и организации учебного процесса является интеграция информационных и телекоммуникационных технологий в образовательный процесс и управление образованием . Управлять учебным процессом можно путем автоматизации функций преподавателя (напрмер, автоматизировать контроль правильности решения задач). Система, выявляя проблемы при обучении студента, может указать темы, которые должны быть им более подробно изучены, и предложить варианты обучения. В рамках создания ИОС может быть решена и локальная задача автоматизации, например, моделирование какого-либо процесса, с формулировкой выводов по полученным результатам. Рутинная часть работы преподавателя по обучению и анализу знаний студентов может быть передана программе. Система, реализующая индивидуальный подход к обучению студента должна содержать элементы искусственного интеллекта. В ходе создания ИОС на первый план выходит задача принципиально нового конструирования содержания и организации учебного материала, изменяется вид деятельности преподавателя и форма учебной работы студентов в компьютерной среде. Предусматривая не просто получение знаний и проверку усвоенного, но переход от описательного или аналитического представления изучаемого объекта к моделированию его существенных черт, приходим к проблемно- активному типу обучения , к автоматизации процессов интеллектуальной деятельности. В программную модель изучаемой области знаний встраивается определенная методика обучения. В ИОС система определяет характер и направление обучения, возможности и формы участия обучаемого, реализует приближение к поставленной цели обучения. При разработке подобной системы, должно быть решено, какие процессы выполняются студентами при пользовании ИОС, какие процессы выполняет система, что остается преподавателю для принятия решений. В , например, подобная проблема решается введением модели обучаемого, студента или пользователя ИС; модели изучаемой области, изучаемого объекта и модели преподавателя. Программно-аппаратное обеспечение ИОС предусматривает возможность добавления новых функций, а также включение в единую сеть оборудования и программных средств.
Развивая систему, надо заботиться о сохранении ее концептуальной целостности, обеспечивая типизацию всего комплекса используемых информационных технологий. В настоящее время такие среды формируются в рамках общедоступных технологий в среде WEB - технологий или профессионально разработанных оболочках - распределенных обучающих средах, включающих использование информационных и экспертных систем обучения и анализа знаний. Таким образом локальные задачи в образовательной деятельности могут быть решены на основе создания экспертных систем (ЭС) по различным областям знаний. С технической точки зрения основными проблемами при реализации ИОС на основе ЭС являются проблемы поиска, организации и управления знаниями. Хотя знания в области образования хорошо структурированы, однако определение концептуальных элементов знаний, их организация и представление является сложной задачей. Существуют механизмы, позволяющие создать базу знаний интеллектуальных систем , такие как языки фреймов, системы правил, семантические сети и т. д. Но каким бы хорошим не был механизм, он мало что может дать без адекватного описания предметной области, на которой он должен работать. Анализ предмета должен выяснить структуру знаний, так как она образует основу любой системы представления знаний. Представление знаний для хорошо структурированных предметных областей можно рассматривать как набор концептов, специализированных для данной области. Такие концепты могут быть описаны с помощью терминов словаря представлений. Фактически необходимо рассматривать некоторую систему категорий, не зависящую от конкретного языка описания. Если нет концептов, то нет и словаря для представления знаний. Поэтому первый шаг в представлении знаний заключается в выполнении эффективного анализа некоторой области знаний. Знания определяются основными понятиями, включенными в них, и отношениями между понятиями. Имея набор терминов для описания концептов и синтаксис для кодирования концептов и отношений между ними, можно представить результаты анализа знаний. В технических науках можно говорить о представлении, например, темы "Программирование". Подобные знания могут иметь такие концептуальные элементы как данные, процедуры, классы и др. и отношения между этими элементами, такие как "определенные данные могут быть использованы некоторыми процедурами". Идентификация таких терминов и лежащих в их основе концептов требует тщательного анализа типов объектов и отношений, которые могут существовать в темах предметной области. На этой основе в дальнейшем можно описать знания, охватывающие многие области образования. Анализ знаний, необходимый для создания подобных концептуальных представлений, является главной исследовательской проблемой. В экспертных системах, основанных на знаниях, правила (или эвристики), по которым решаются проблемы обучения и анализа знаний, хранятся в базе знаний . Проблемы ставятся перед системой в виде совокупности фактов, описывающих процесс обучения, и система с помощью базы знаний и машины вывода формулирует заключение о знаниях студента. При этом эвристики о знаниях преподавателя представляют собой правила вывода, позволяющие находить решения по известным фактам.
Одна из функций управления учебной деятельностью состоит в обеспечении возможности проведения индивидуальных процедур контроля и корректировки знаний по конкретным темам, что может повысить объективность контроля знаний студентов, уровень стандартизации требований к объему и качеству знаний и умений, обеспечить возможность проведения предварительного самоконтроля обучаемыми. При формализации знаний их, как правило, структурируют по разделам и подразделам. Далее формулируют факты, которые должны быть усвоены студентами, и методики проверки правильности использования этих фактов. При управлении учебным процессом по обучению и оценке знаний студентов для каждого предмета уровень автоматизации должен выбираться индивидуально экспертом в конкретной области знаний и инженером по знаниям. В качестве эксперта может выступать преподаватель. Формальное алгоритмическое описание процесса работы с фактами может быть следующим: выделяют задачи, решение которых является функциональной обязанностью обучаемого; формулируют эти задачи в терминах предметной области; строят цепочку действий, решающих эти задачи; выполняют обратную задачу по интерпретации полученных результатов. Необходимо отметить, что знания часто не имеют математически сформулированных и алгоритмически определенных выражений. Тогда проверка правильности использования факта значительно усложняется. Эксперту в конкретной области знаний необходимо сформулировать ход своих рассуждений. Создание информационно-обучающей среды для моделирования регулярных языков Под руководством авторов студентами направления ИВТ ТюмНГНГУ Скочиным А. и Савченковым Л. реализован вариант системы для обучения и проверки знаний по дисциплине "Теория формальных языкоа". В настоящее время теория формальных языков и конечных автоматов является важнейшей частью ядра информатики. Центральным понятием этой научной дисциплины является понятие языка, которое в наиболее общем смысле можно определить как множество слов в некотором конечном алфавите. Очевидно, что далеко не каждый язык можно описать простым перечислением всех входящих в него слов, тем более что многие языки вообще являются бесконечными. Однако необходимо, чтобы описание языка имело конечный "объем". Известно два основных метода определения языков, удовлетворяющих этому требованию. Один из них состоит в использовании порождающей системы, называемой грамматикой. В этом случае цепочки языка строятся точно определенными способами согласно правилам грамматики. Второй метод описания языка основан на применении механизма распознавания и использует частичный алгоритм, который для произвольной входной цепочки остановится и ответит "да" после конечного числа шагов, если эта цепочка принадлежит языку. Часто такой алгоритм представляют в виде некоторого схематизированного устройства, называемого распознавателем. Целью написания программы "Regular La guage", реализующей ИОС, является построение компьютерной модели для изучения важного класса формальных языков - регулярных множеств, образующих фундамент современной теории автоматов. Реализовано три метода описания таких языков: праволинейные грамматики, детерминированные и недетерминированные конечные автоматы, регулярные выражения.
Информационно-образовательная среда образовательного учреждения включает: комплекс информационных образовательных ресурсов, в том числе цифровые образовательные ресурсы,P совокупность технологических средств информационных и коммуникационных технологий: компьютеры, иное ИКТ оборудование, коммуникационные каналы, систему современных педагогических технологий, обеспечивающих обучение в современной информационно-образовательной среде. Информационно-образовательнаяP среда образовательного учреждения должна обеспечивать: информационно-методическую поддержку образовательногоP процесса; планирование образовательного процесса и его ресурсногоP обеспечения; мониторинг и фиксацию хода и результатов образовательного процесса; мониторинг здоровья обучающихся; современные процедуры создания, поиска, сбора, анализа, обработки, хранения и представления информации; дистанционное взаимодействие всех участников образовательного процесса (обучающихся, ихP родителей (законных представителей),P педагогических работников, органов управления в сфере образования, общественности), в том числе, в рамках дистанционного образования; дистанционное взаимодействие образовательного учреждения с другими организациями социальной сферы: учреждениями дополнительного образования детей, учреждениями культуры, здравоохранения, спорта, досуга, службами занятости населения, обеспечения безопасности жизнедеятельности
1. Особенности создания информационного обеспечения систем организационного управления
2. Анализ существующих информационно-поисковых систем
3. Разработка справочно-информационной системы «Детский сад» в среде СУБД
5. Создание гибких технологических систем высокой и сверхвысокой производительности на Украине
9. Обучающиеся информационные системы
11. Создание электронного обучающего комплекса по дисциплине "Инновационный менеджмент"
12. Проектирование автоматизированных информационных систем
13. Организация информационных систем учета и аудита
15. Создание и использование музейных информационных ресурсов
16. Принципы обучающихся организаций
17. Информационное обеспечение рекламы и фундаментальные принципы управления
19. Концепция создания автоматизированной информационной системы "Спорт"
20. Основы построения экономических информационных систем
21. Информационное телевизионное вещание в г.Красноярске: основные принципы
25. Экономические информационные системы: принципы построения и классификация
26. Проектирование корпоративных информационных систем и управление
28. Какие риски для здоровья появились в связи с развитием информационных систем
30. Безопасность информационных систем
31. Изучение и описание живой и неживой системы с точки зрения классификации информационных систем
33. Компьютер как главная технологическая и техническая база информационных систем
34. Модели жизненного цикла автоматизированных информационных систем
35. О новых поколениях корпоративных информационных систем в XXI веке
36. Особенности создания и применения обучающей программы "Осирис"
37. Проект сети для кафедры информационных технологий и систем
41. Создание информационно-справочной системы "Методический кабинет"
42. Создание информационной системы
43. Структура, принципы функционирования и технологии глобальной информационной сети
44. Цели и задачи информационных систем
45. Жизненный цикл информационных систем
47. Направления развития информационных систем и систем документооборота в современных организациях
48. Программные средства информационных систем управления организацией
50. Вода как информационная основа живых систем (обычная и необыкновенная вода)
53. Правовое регулирование на информационном рынке
57. Использование информационных технологий в туризме
58. Автоматизированные информационные технологии в офисе
60. Информационные технологии в экономике. Информационная безопасность в сетях ЭВМ
61. Основы информационных технологий
62. Безопасность информационных технологий
63. Мировые информационные ресурсы
64. Стратегия поиска в автоматизированных информационных системах
66. Использование лазеров в информационных технологиях
67. Определение эффективности применения информационной технологии
68. Разработка информационно-справочной системы "Сводка погоды" /Prolog/
69. Разработка информационно-справочной системы "Картотека ГАИ" /Prolog/
73. Разработка фрагмента информационной системы "АБОНЕНТЫ ГТС"
74. Информационная система учета кадров АО "Красноярское речное пароходство"
75. Информационные технологии в фармации
76. Разработка информационно-справочной системы "Технический паспорт автомобиля"
77. Формирование и использование информационных ресурсов
78. Разработка информационно-справочной системы
79. Разработка информационно-справочной системы "Зарплата по НИР"
80. Лабораторные работы по теории и технологии информационных процессов
81. Информационная система складского терминала
82. БД Информационная система "Железнодорожная станция"
83. Создание экспертных систем в среде EXSYS
84. Разработка автоматизированной информационной системы учёта товародвижения в торговле
85. Автоматизированная информационная система детского сада "Солнышко"
89. Ответственность за нарушения в сфере информационного права
91. Новые информационные технологии обучения в математике
92. Информационные технологии в социально-экономическом и политическом анализе
93. Типология К.Г. Юнга и модель информационного метаболизма аушры аугистинавичюте
94. Человек в новом информационном обществе
95. Естественнонаучный базис концепции "Золотого миллиарда" в свете информационного обеспечения социума
96. Энтропия термодинамическая и информационная
97. Профессиональные заболевания работников сферы информационных технологий
98. Переход к информационному обществу: дорога в будущее
99. Новый этап существования человечества – информационное общество