А.М.Малышенко, Е.И.Громаков, А.В.Кузнецов
Томский политехнический университет
Тел.: (3822) 41-89-08, e-mail: rts@rts.cctpu.edu.ru
Теледоступ к обучающим системам, формирование Web-обучающих систем в Internet и Intranet-средах становится все более зримой перспективой получения авторизированных знаний. Использование и привлечение заимствованных фрагментов изучаемого материала влечет за собой создание более гибкой системы предоставления и контроля знаний, ориентированной на конкретного человека. Еще одним важным показателем при этом является информационная переопределенность: обучаемый в такой системе оказывается в "паутине" элементов глоссария, тезауруса изучаемого курса.
Сейчас создаются и успешно используются автоматизированные учебные курсы (АУК), разного рода электронные учебники и справочники, экзаменаторы по большинству изучаемых в высшей школе дисциплин. Типология создаваемых учебных программных продуктов довольно обширна. Однако, согласно наблюдениям автора, являющегося студентом Томского политехнического университета, практически используемые обучающие программы относятся к наипростейшему и, в настоящее время устаревшему, типу кадровых (frame-oriented) систем. В учебном процессе такие программы используются как дублирующий элемент и оценка знаний студента, определенная этой программой, не всегда учитывается преподавателем при итоговой аттестации по курсу.
Для преодоления этих недостатков необходим переход к интеллектуальным обучающим системам, обладающим обратной связью по степени условности как индикаторному показателю совместной работы с обучаемым. Решение этой задачи связано с формированием эффективной организации как самого изучаемого курса и тестовых заданий, так и связей (отношений) между их отдельными фрагментами, а также, наличие некоей модели знаний обучаемого (МЗО).
Для описания отношений между элементами в ИОС предлагается математический аппарат нечеткой логики. Это позволяет ввести понятие силы (веса) отношений. Эти отношения легко представить в виде направленного графа со значащими вершинами. Такой граф описывает как отношения между отдельными фрагментами курса и элементами тестовых заданий, так и их связь с усвоенностью курса студентом, отраженной в МЗО. Тестовые задания могут формироваться при этом как обучающим лицом, так и программой-менеджером обучающей системы, которые при этом могут использовать наборы сертифицированных тестов, подобных, например, обучающим курсам фирм Novell и Microsoft.
Кроме того, вводится понятие и математическое обоснование цели (точки зрения) организации информационных элементов, что позволяет формировать гибкую переопределяемую структуру информационного блока. Предлагается модульная (компонентная) структура ИОС. Вводится набор типовых компонент ИОС: тезаурус, справочник, учебник, экзаменатор, тренажер, вспомогательный программный комплекс, менеджер ИОС. Рассматривается структура ИОС и ее компонентов на уровне типовых функциональных схем с обратной связью от объекта обучения (обучаемого).
Описанная организация ИОС позволяет решать задачу формирования обучающих воздействий на основе аппарата нечеткой логики, что позволяет ввести такие возможности гибкого управления обучающим процессом, как вероятностное определение нескольких неусвоенных фрагментов изучаемого курса на основании однократного решения тестового задания; варьирование уровня подробности и формы представления как обучающего воздействия, так и тестовых заданий; осуществление прогнозирования поведения обучаемого (на основе информации в МЗО) и, как следствие, "разгрузка" процесса обучения посредством исключения предположительно усвоенных фрагментов изучаемого курса и повышение эффективности обучения.