Управление обучением на уровне отдельной дисциплины

В связи с повышением сложности и информационной насыщенности компьютерных средств обучения возникает необходимость в осуществлении управления

обучением и процессом взаимодействия с пользователем. Поскольку обучающая система становится более сложной и многофункциональной и предназначена для различных категорий пользователей, то требуется адаптация к индивидуальным особенностям каждого конкретного пользователя. В настоящее время в сфере образования все более широко начинают применяться новые информационные технологии и, в частности методы и средства искусственного интеллекта. Способность обучающей системы адаптироваться к пользователю является одним из показателей ее эффективности и, как следствие, интеллектуальности.

Интеллектуальные обучающие системы (ИОС) представляет собой сложную иерархическую систему, состоящую из совокупности взаимодействующих между собой подсистем, каждая из которых решает определенный класс задач. В качестве базового компонента интеллектуальных обучающих систем используется семантический электронный учебник. Основными функциями интеллектуальных обучающих систем являются:

• мониторинг деятельности обучаемых и постоянное уточнение базы знаний об обучаемых (подсистема анализа действий обучаемого);

• выбор рекомендуемой последовательности изучения учебного материала (подсистема управления обучением);

• выбор рекомендуемой последовательности задаваемых обучаемому вопросов, задач и лабораторных заданий (подсистема управления обучением);

• тестирование знаний обучаемых (подсистема тестирования знаний);

• отслеживание прерываний в процессе обучения каждого обучаемого и обеспечение возможности возврата в прерванное состояние (подсистема анализа действий обучаемого, подсистема управления обучением);

• управление переходами между режимами обучения (подсистема управления обучением).

В настоящее время в связи с ростом требований к системам данного класса приобрела актуальность проблема разработки ИОС, которые характеризуются тем, что в них должна обеспечиваться:

1) обработка больших объемов сложноструктурированной информации различного типа;

2) гибкость и легкая модифицируемость системы;

3) интеграция различных моделей и механизмов решения задач;

4) поддержка различных моделей обучения и управления взаимодействием с пользователем;

5) интеграция различных программных систем в составе одной системы и осуществление управления их функционированием и взаимодействием;

6) широкое использование средств мультимедиа;

7) работа в реальном масштабе времени.

В настоящее время существуют обучающие системы, в которых указанные проблемы решаются с проработкой лишь некоторых отдельных вопросов. Это вызвано тем, что существующими на данный момент традиционными средствами решить все проблемы в комплексе не удается. Особенность реализации процесса обучения в ИОС заключается в том, что помимо представления и обработки знаний о предметной области система должна содержать информацию о своих пользователях, уметь ее обрабатывать и таким образом адаптироваться к индивидуальным особенностям каждого конкретного пользователя. Кроме того, одной из самых важных проблем при проектировании обучающей системы является управление диалогом с пользователем (как правило, неподготовленным в области компьютерной техники). Взаимодействие с пользователем, в отличие от взаимодействия подсистем в составе компьютерной системы, представляет собой более сложный процесс, так как в нем присутствует элемент непредсказуемости. Пользователь оказывает свое влияние на работу ИОС, т.е. функционирование системы в условиях взаимодействия с ним становится управляемым как самой системой, так и пользователем. В связи с этим возникает проблема обработки внешних воздействий пользователя, а также описания и реализации управляющих механизмов системы в целом. Системы данного класса относятся к разряду сложных и для их проектирования требуется наличие соответствующей технологии и методики проектирования. Инструментальные средства проектирования ИОС приведены в работе.