Интеллектуальные обучающие системы
Автор: Косаев К.Е.
Журнал: Теория и практика современной науки @modern-j
Рубрика: Основной раздел
Статья в выпуске: 2 (8), 2016 года.
Бесплатный доступ
В статье рассматриваются виды компьютерных обучающих систем и основные тенденции в разработке интеллектуальных учебных курсов. Автор, затрагивая исторический процесс заявленной темы, акцентирует внимания на практико-ориентированном аспекте ИОС. Описываются три принципа проектирования диалоговых обучающих программ.
Искусственный интеллект, автоматизированная обучающая система, универсальные инструментальные средства, адаптивное обучение
Короткий адрес: https://sciup.org/140268138
IDR: 140268138
Текст научной статьи Интеллектуальные обучающие системы
Наиболее представительной группой нового поколения учебных систем являются интеллектуальные обучающие системы (ИОС). Создание ИОС стало результатом применения методов и средств искусственного интеллекта (ИИ) в области автоматизированного обучения.
Первые исследования в этом направлении и первые попытки создания интеллектуальных обучающих систем относятся к началу 70-х годов. Они были вызваны разочарованием ряда разработчиков обучающих систем в традиционной технологии программированного обучения.
В течение первых десяти лет (1970-1980 гг.) был разработан целый ряд экспериментальных и практических ИОС, которые продемонстрировали плодотворность нового и стимулировали дальнейшие исследования. В настоящее время можно говорить о новом научном направлении, выделившемся на стыке двух областей информатики: искусственного интеллекта и автоматизированного обучения.
Для поддержки “разумного” процесса обучения человек-педагог использует специальные знания трех основных типов: знания о предмете обучения, знания о стратегии и методах обучения, знания об обучаемом. К этим специальным знаниям можно добавить обычные “человеческие “ умения общаться — сказать, показать что-нибудь обучаемому, понять его ответ (слова, рисунок). В традиционных АОС фрагменты этих знаний, необходимые для реализации конкретной части курса обучения, были жестко встроены в текст его отдельных кадров. В ИОС необходимые знания явно выделены и представлены, как правило, с помощью различных методов и технологий.
Используя эти знания, ИОС способна выполнять различные функции педагога почти также разумно, как это делает человек.
Существует две основные тенденции в разработке компьютерных учебных курсов: использование языков программирования высокого уровня и применение универсальных инструментальных средств. Последнее делает процесс разработки более технологичным и позволяет легко вносить изменения.
Современные и перспективные информационные технологии обучения предъявляют высокие требования к качеству компьютерных обучающих программ. Каждая такая программа представляет собой сложную систему обеспечения интерактивного процесса изучения конкретной дисциплины либо некоторой ее темы в соответствии с предварительно спроектированным дидактическим материалом — сценарием обучения.
Принципиальными отличиями обучающих программ от компьютерных программ иного назначения является:
-
1) поддержка развитого диалога, максимально приближенного к естественной форме общения, обеспечивающего рекуррентный характер взаимодействия обучаемого с компьютером с выходом на более высокие уровни обученности через обратные связи в виде самоконтроля, контроля и оценки достигнутых уровней обученности;
-
2) наличие совершенных баз знаний и данных, позволяющих принимать, хранить, преобразовывать и генерировать в определенной последовательности разнообразную дидактическую информацию как при формировании, и при использовании обучающих программ;
-
3) наличие высокоэффективных программных модулей формирования не только знаний, но и умений, и навыков решения прикладных задач компьютерного курса.
Сложность обеспечения такого уровня качеств программ обучения процесс их создания является чрезвычайно трудоемким. Для достижения необходимых результатов в приемлемые сроки и с допустимыми затратами целесообразно руководствоваться тремя принципами проектирования диалоговых обучающих программ (ДОП):
-
1) декомпозиция программ обучения, ориентирующая на расчленение сложной программы на относительно простые взаимосвязанные программные модули;
-
2) унификация композиционных модулей, обеспечивающий типовые процедуры их описания, проектирования и применения;
-
3) параметрическая настраиваемость унифицированных модулей, обеспечивающая простоту технической реализации и применения многообразия таких модулей.
Согласно принципу декомпозиции обучающих программ следует разработать оптимальную структуру таких программ. Оптимальной целесообразно считать обучающую программу минимальной сложности и длительности программирования при эргономически допустимой длительности исполнения запросов обучаемого.
Принципы унификации и параметризации композиционных модулей предписывают представление каждого из них в виде двух взаимосвязанных частей - инвариантной и предметно-ориентированной. Инвариантная часть исполняет целевое назначение модуля, а предметноориентированная часть отражает особенности исполнения модуля для каждой конкретной дисциплины.
Список литературы Интеллектуальные обучающие системы
- Исследование и разработка моделей и методов организации адаптивного обучения в АОС: Отчет о ЯМР (заключ.) НПО «Волга»; Руководитель работы И.Х. Галеев; N ГР01880015928. Казань,1988.
- Галеев И.Х., Иванов ВУ., Ахмадуллин М.С. Адекватность модели обучения в ЭОС // Искусственный интеллект. Теория и приложения. Межвуз. сб. научн. тр. Вып 2. - Саратов: Изд-во Саратовского университета, 1995. - С.13-17.