Диплом Разработка автоматизированного учебного курса с экспертной системой ФРАГМЕНТЫ ДЛЯ ОЗНАКОМЛЕНИЯ

Предмет:	Информатика и вычислительная техника.
Цена:	150 руб.
	Работа доступна сразу после оплаты.

Содержание:

Глава 1. Теоретические основы автоматизации проверки знаний
1.1. Экспертные системы в обучении
1.2. Условия эффективного применения ЭС в учебном процессе
1.3. Построение модели объекта изучения
Глава 2. Проектирование учебного курса с экспертной системой
2.1. Выбор типа компьютерного учебного курса
2.2. Разработка сценария диалога
2.3. Психологические требования, предъявляемые к информации выводимой на дисплей


Глава 1. Теоретические основы автоматизации проверки знаний

1.1. Экспертные системы в обучении

Важной особенностью современного общества является преобладание информационной деятельности. В мире неуклонно повышается роль информационных и компьютерных технологий (ИКТ), которые связаны с процессами хранения, обработки и передачи информации. Уже практически прекратились споры и принято как непреложный факт, что человечество уже всту-пило в новый этап развития. Этот факт формализован выражением: «мы жи-вем в информационном обществе».
Информатизация образования - это глобальный процесс, особенность которого состоит в том, что доминирующим видом деятельности, как уже отмечалось выше, в сфере общественного производства является сбор, накопление, продуцирование, обработка, хранение, передача и использование информации для моделирования различных задач, базирующийся на ком-плексном использовании средств вычислительной техники и телекоммуникаций. Информатизация образования является ключевым условием успешного развития современного общества и должна опережать информатизацию дру-гих направлений общественной деятельности. Именно в образовании «формируются социальные, психологические, общекультурные, профессионалные предпосылки информатизации всего общества» [117, с.53]. Реализуется процесс подготовки человека к полноценной профессиональной деятельности.
Компьютерные и коммуникационные средства являются самыми важ-ными компонентами в функционировании бизнеса, правительственной, во-енной, окружающей среды и учреждениях здравоохранения. Они - также часть многих образовательных программ обучения. Компьютерные системы, все более воздействуя на нашу жизнь, являются жестко заданными и не спо-собны к быстрому изменению. Помочь нам и нашим учреждениям справить-ся с непредсказуемыми возможностями жизни могут системы, которые спо-собны быстро адаптироваться и изменяться, так чтобы с их помощью можно было узнавать и использовать самые современные и эффективные средства лечения больных; группы управления кризисными ситуациями должны иметь возможность квалифицированно исследовать состояния различных па-раметров и принимать обоснованные решения; предприятиям требуются гиб-кие программные средства САПР для использования информационных тех-нологий в производстве [112]; педагоги нуждаются в системах, которые адаптируются к индивидуальным потребностям и способностям учащихся и т.д.
Радикальные изменения самой парадигмы школьного образования обу-словлены в последнее время распространением таких ИТ, на основе которых удалось создать широко доступные компьютерные и коммуникационные средства навигации в охватывающих весь современный мир информацион-ных потоках. Дидактико - методические аспекты применения компьютерной техники и ИТ, среди которых можно выделить следующие: ИТ в открытом образовании (телекоммуникации, дистанционное обучение), в управлении образовательными системами, в контроле и оценке результатов обучения из-ложены в работах Атанова Г.А., Гершунского Б.С, Кузнецова А.А., Матроса Д.Ш., Роберт И.В., Стариченко Б.С. и других авторов [1, 15, 21, 18, 27, 105, 127].
Научно-техническая реализация компьютерной техники последних по-колений, совершенствование соответствующих им программных продуктов, с одной стороны, и реальные необходимости в разных сферах практической деятельности – c другой, привели к реальной возможности создания систем искусственного интеллекта для преодоления трудностей в слабоформализо-ванных ситуациях и при ограниченных ресурсах [103].
Искусственный интеллект (ИИ) - область, которая изучает интеллекту-альное поведение людей, используя инструментальные средства - теоретиче-ские и экспериментальные - информатики.
Интеллектуальные системы включают в себя способности рассуждения относительно задачи и знания, основанные на здравом смысле; рассуждения относительно совместного процесса и знания возможностей других систем и людей, участвующих во взаимодействии; связь с пользователями посредст-вом понимания естественного языка, рисунков, изображений, и знаков; сис-темы должны чувствовать мир; координировать восприятие, планирование, действия; обучение на предшествующем опыте и адаптацию к поведению.
Особый интерес при этом вызывают наиболее известный и распростра-нённый вид интеллектуальных систем - экспертные системы (ЭС). При ре-шении практических задач во многих областях человеческой деятельности бывает затруднительно, а то и просто невозможно использовать формализо-ванные, теоретически обоснованные методы. Основная проблема при разра-ботке систем ИИ - моделирование умственной деятельности людей при ре-шении ими сложных задач из разных областей человеческой деятельности. В частности, одним из направлений в создании систем ИИ является разработка систем, имитирующих действия и рассуждения человека-специалиста в узкой предметной области, называемого экспертом.
ЭС, о которых пойдет речь в данной работе — одно из наиболее харак-терных порождений информационного общества, поскольку представляют собой человеко-машинные системы искусственного интеллекта.
Работы по его созданию начались достаточно давно, и практически сразу произошло фракционирование этих изысканий на два направления, со-вершенно обособленных друг от друга: нейронная кибернетика и кибернети-ка «черного ящика». Разделение коснулось основного принципа изысканий. Если нейронная кибернетика занималась моделированием структур, подоб-ных структурам человеческого мозга, что привело к созданию искусственных нейронных сетей (ИНС) [83, 84], то кибернетика «черного ящика» стреми-лась лишь к тому, чтобы созданные системы реагировали на входящее воз-действие подобно человеческому мозгу. Постепенно в области создания ис-кусственного интеллекта второго из указанных направлений вырисовался но-вый подход, связанный с предоставлением знаний. Системы стали использо-вать надежные и проверенные знания высококвалифицированных специали-стов в виде объектов и правил, сохраняя их в своих базах знаний. Подобные системы получили название экспертных систем (ЭС). В англоязычной лите-ратуре их называют «knowledge-based systems» или «expert systems» [72]. Этот термин введен в 1977 г. Э. Файгенбаумом. Работа экспертных систем отличается от работы других систем искусственного интеллекта, которые ви-дятся автономными машинными сущностями, взаимодействующими с чело-веческим познанием, не будучи на нем основанными. Экспертная же система всецело зависит от человеческой экспертизы, а её эффективность целиком и полностью определяется базой знаний, вложенной в нее человеком.
Для того чтобы продолжить рассуждения, не обойтись без уточнения употребления самого понятия «знание». Понятие «знание», равно как и поня-тие «информация», является базовым, порою даже оба эти понятия синони-мичны и определяются они в различных предметных областях различным образом. Например, даже если касаться самих основ научного мировоззре-ния, информация, наравне с веществом и энергией — одно из трех основопо-лагающих свойств материи [85]. В данном случае используется следующее содержание понятия: «Знания — это закономерности предметной области (принципы, связи, законы), полученные в результате практической деятель-ности и профессионального опыта, позволяющие специалистам ставить и решать задачи в этой области» и «представляют собой краткое обобщенное описание основных событий и информации, представленной в данных» [86, с.6]. Еще конкретнее: знания — это информация, хранимая в ЭВМ и форма-лизованная в соответствии с рядом правил, которые ЭВМ может использо-вать для логического нахождения решения по определенным алгоритмам [87]. В таком понимании знания (информация) должны обладать рядом спе-цифических свойств. 1) Интерпретируемость (возможность присваивать эле-ментам знаний уникальных имен); 2) стуктурируемость (возможность иерар-хического выстраивания); связанность (возможность устанавливать межу элементами самые разные отношения). Именно такими знаниями и занимает-ся когнитология, дисциплина, посвященная ЭС [84, с.21] (применяется также термин «инженерия знаний»). Соответственно, специалисты (когнитологи) называются также «инженерами знаний». В литературе встречается уточне-ние в связи с конкретной предметной областью, например, как в нашем слу-чае, «школьный когнитолог (инженер знаний)», специалист, являющийся по-средником между экспертом (группой экспертов) и ЭС, нацеленной на обра-зовательный процесс.
ЭС на сегодняшний день зарекомендовали себя во многих областях че-ловеческой деятельности, например, в медицине, технике, экономике, геоде-зии и др. Популярность и значимость экспертных систем определяются ря-дом обстоятельств, среди которых можно отметить следующие:
1) непрограммирующим специалистам (конечным пользователям) обеспечивается прямой доступ к современным мощным вычислительным комплексам для решения своих задач в диалоговом режиме (при этом ис-пользуются программные оболочки, специально разработанные для ЭС);
2) в диалоговом режиме непрограммирующие пользователи могут производить оценку ситуаций и принятие решений в математически слабо формализованных отраслях знаний [30]. (Эксперт— это человек, умеющий ясно выражать свои мысли и пользующийся репутацией специалиста, умею-щего находить правильные решения в конкретной предметной области [84, с.24]).
3) в ЭС моделируется механизм мышления человека применительно к заданной проблемной области; она формирует определенные соображения и выводы, основываясь на тех знаниях, которыми располагает (база знаний);
4) ЭС имеют дело с предметами реального мира, операции с кото-рыми требуют наличия значительного опыта, накопленного человеком;
5) ЭС обеспечивают большую скорость обработки информации и получения результата;
6) ЭС объясняют предложенные решения и доказывают их обосно-ванность.
Экспертные системы обычно определяют как «программы ЭВМ, моде-лирующие действия эксперта-человека при решении задач в узкой предмет-ной области на основе накопленных знаний, составляющих базу знаний» [82, с.5].

Диплом Разработка автоматизированного учебного курса с экспертной системой ФРАГМЕНТЫ ДЛЯ ОЗНАКОМЛЕНИЯ

  Работа будет доступна сразу после оплаты!