- •Введение
- •Глава 1. Анализ вопросов управления процессом обучения при использовании автоматизированных обучающих систем и игровых технологий обучения
- •1.1 Существующие подходы к управлению обучением и современные системы электронного обучения
- •1.2. Анализ возможностей методов активного обучения
- •1.3. Анализ возможностей современных аос
- •1.4. Цели и задачи исследования
- •Выводы по первой главе
- •Глава 2. Разработка концепции информационной поддержки процесса обучения в рамках компетентностного подхода с использованием иис на основе игровых технологий
- •2.1. Концепция информационной поддержки процесса обучения
- •2.2. Функциональная модель процесса формирования учебно-методического материала для иис
- •2.3. Разработка схемы управления процессом обучения
- •Выводы по второй главе
- •Глава 3. Разработка моделей и методов поддержки обучения с использованием игровых технологий
- •3.1. Разработка онтологической модели классификации способов описания дидактических единиц учебного материала для игровых технологий
- •Построение онтологии. Онтология строится как сеть, состоящая из терминов и отношений между ними. Отношения могут быть различного типа, например, "является", "имеет свойство" и т. П. (рис. 3.2)
- •Введем ряд отношений, взаимосвязанных друг с другом. В таблице 3.2 приведены экземпляры знаний. Соответствующая им модель отношений представлена на рис. 3.3.
- •3.3. Разработка метода интеллектуальной поддержки принятия управленческих решений при репродуктивном обучении
- •Выводы по третьей главе
- •Глава 4. Разработка информационного и программного обеспечения и исследование эффективности предложенного подхода
- •4.1. Информационное обеспечение иис поддержки обучения
- •4.2. Алгоритмическое обеспечение иис поддержки обучения
- •4.3. Разработка прототипа программного обеспечения иис
- •4.4. Анализ эффективности разработанного подхода на основе тестирования обучаемых
- •4.5. Методические рекомендации по проведению занятий с использованием иис
- •Выводы по четвертой главе
- •Заключение
- •Список испольЗованной литературы
- •Приложение обзор наиболее известных автоматизированных систем управления обучением
- •1) Система Learning Space корпорации Lotus/ibm
- •2) Интегрированная среда разработки и доставки web-курсов в Интернет WebCt.
- •3) Систему BlackBoard корпорации Blackboard Inc.
- •6) Система «Прометей».
- •7) Система дистанционного тренинга redclass.
Заключение
В ходе выполнения диссертационной работы были получены следующие результаты
В разработанной концепции управления предлагается информационная поддержка процесса обучения с использованием интеллектуально информационной системы, в которой реализуются функции:
изменение представления учебного материала в зависимости от результатов обучаемых;
тестирование обучаемых;
контроль со стороны преподавателей,
и, в отличие от известных, используется компетентностный подход, игровые технологии обучения и онтологические модели. Это позволяет повысить эффективность обучения за счет активизации учебного процесса.
Разработанные для реализации предложенной концепции управления модели и методы, включающие:
модель классификации типов представления учебного материала, включающую в себя основные способы формирования понятий (определение, декомпозиция, перечисление присущих свойств и сопоставление);
формализованную модель организации знаний по учебным дисциплинам на примере дисциплин в области информатики для унифицированного представления учебного материала, основанную на предложенной классификации типов представления учебного материала;
метод интеллектуальной поддержки для принятия управленческих решений при планировании проведения занятий,
позволяют реализовать информационное и алгоритмическое обеспечение для последующей разработки ИИС.
Разработанное информационное и алгоритмическое обеспечение, включая:
онтологическую базу знаний, содержащую формализованные особенности представления учебного материала для репродуктивного обучения, и представленную в форме аксиом на языке OWL DL;
алгоритм управления процессом обучения на основе структуризации учебного материала при планировании проведения практических занятий,
составляет основу для реализации разработанных моделей и методов в компьютерной среде.
Разработанный прототип ИИС для поддержки принятия управленческих решений при управлении процессом обучения показывает работоспособность разработанных методов и алгоритмов. Анализ результатов проведённых практических занятий подтверждает эффективность предложенной концепции.
Список испольЗованной литературы
Частиков А.П., Гаврилова Т.А., Белов Д.Л. Разработка экспертных систем. Среда С. - СПб.: Издательство БХВ-Петербург, 2003. - 608 c.
Гэри Хансен, Джэймс Хансен. Базы данных: разработка и управление - М. :ЗАО Издательство БИНОМ. -1999.- 704 c.
Овдей О.М., Проскудина Г.Ю. Обзор инструментов инженерии онтологий / Электронная библиотека Института программных систем НАН Украины, 2004. http:// www. elbib. ru/ index. phtml ? page= elbib/ rus/ journal/ 2004/ part4/ op.
Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. – СПб.: Питер, 2000.- 384 с.
Бадамшин Р.А., Ильясов Б.Г., Черняховская Л.Р. Проблемы управления сложными динамическими объектами в критических ситуациях на основе знаний. М: Машиностроение, 2003.- 240 с.
Питер Джексон «Введение в экспертные системы» — М.: Издательский дом «Вильямс», 2001. — 622с.
Яшин А.М., Горовая Д.О. Порталы знаний: новая парадигма информационных технологий // Технологии информационного общества - Интернет и современное общество: труды VI Всероссийской объединенной конференции. Санкт-Петербург, 3 - 6 ноября 2003 г. - СПб.: Изд-во Филологического ф-та СПбГУ, 2003. С. 66-68.
Гаврилова Т.А. / Электронная библиотека. Онтологический инжиниринг. - 84 с.
http://kmtec.ru/publications/library/authors/ontolog_engeneering.shtml
http://big.spb.ru/publications/bigspb/km/use_ontology_in_suz.shtml?print
Система формирования учебно-методических материалов на основе компетентностного подхода / Д.В. Попов, Г.Р. Сабирьянова // Вестник УГАТУ. Серия «Управление, вычислительная техника и информатика». Уфа, 2008. Т. 10, № 2 (27). С. 101–107.
Применение технологий инженерии знаний и игровых моделей для повышения эффективности обучения / Д.В. Попов, Г.Р. Сабирьянова // Вестник Башкирского университета. Уфа, 2008. Т. 13, № 1. С. 192–198.
Планирование обучающей выборки для нейронной сети на основе теории оптимального эксперимента / Д.В. Попов, Г.Р. Сабирьянова // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2007. № 10. С. 5–9.
О повышении качества образования на основе индивидуализации подхода к обучению / Н.И. Юсупова, Д.В. Попов, Г.Р. Сабирьянова // Актуальные проблемы качества образования и пути их решения в контексте европейских и мировых тенденций : матер. XV Всерос. науч.-метод. конф. Уфа–Москва, 2005. С. 40–42.
Модели и методы игросистемного менеджмента в образовательной деятельности / Г.Р. Сабирьянова // Сб. ст. рег. зимн. шк.-сем. аспирантов и молодых ученых. Уфа : Технология, 2006. Т. 1. С. 228–232.
Онтологический подход к представлению информации для обучения / Г.Р. Сабирьянова, Н.Н. Мухачева // Информационные технологии и математические методы исследований в экономике : башкирско-саксонский форум. Уфа, 2006. С. 55–64. (Статья на англ. яз.)
Игросистемный подход к активизации учебного процесса / Д.В. Попов, Г.Р. Сабирьянова, Н.Н. Мухачева // Социально-экономические и технические системы: исследование, проектирование, оптимизация : электронный журнал. 2006. № 15 (31). 6 с. Рег. №0420700029 ФГУП НТЦ «Информрегистр» (Электронный адрес: http://www.kampi.ru/sets/).
Обучающая система на основе игросистемного подхода / Г.Р. Сабирьянова // Сб. стат. 2-й рег. зимн. шк.-сем. аспирантов и молодых ученых. Уфа : Технология, 2007. Т. 2. С. 78–85.
Система информационной поддержки разработки ПО на основе онтологической базы знаний / Г.Р. Сабирьянова, Н.Н. Мухачева, А.Ф. Галямов // Технологии Microsoft в теории и практике программирования : матер. конф.-конкурса работ студентов, аспирантов и молодых ученых. Новосибирск, Академгородок : НГУ, 2007. С. 242–244.
Игросистемная технология организации обучения на основе онтологии / Г.Р. Сабирьянова, А.Ф. Галямов // XXXIII Гагаринские чтения : матер. Междунар. молодежн. науч. конф. М. : МАТИ, 2007. T. 4. С. 194–195.
Обучающая система на основе онтологической базы знаний / Н.И. Юсупова, Д.В. Попов, Г.Р. Сабирьянова // Информационные и математические технологии в науке и управлении : тр. XII Байкальск. Всерос. конф. с междунар. участием. Иркутск : ИСЭМ СО РАН, 2007. Ч. III. C. 15–24.
Поддержка разработки образовательных программ с помощью онтологического подхода / Г.Р. Сабирьянова // Компьютерные науки и информационные технологии (CSIT’2007) : матер. 9-й Междунар. конф. Уфа–Красноусольск, 2007. Т. 3. С. 137–143. (Статья на англ. яз.)
Онтологические и игровые модели для автоматизированных обучающих систем / Г.Р. Сабирьянова, Д.В. Попов // Информатика, управление и компьютерные науки : матер. 3-й Всерос. зимн. шк.–сем. аспирантов и молодых ученых, Уфа : УГАТУ, 2008. С. 198–214.
Онтологические модели и игровые технологии для обучающих систем / Г.Р. Сабирьянова, Н.Н. Мухачева // Компьютерные науки и информационные технологии (CSIT’2008) : матер. 10-й Междунар. конф. Анталия, Турция, 2008. Т. 2. С. 48–53. (Статья на англ. яз.)
Игровая технология формирования компетенций математиков-програм-мистов / М.Б. Гузаиров, Н.И. Юсупова, Д.В. Попов, Г.Р. Сабирьянова // Проблемы качества образования : матер. XVIII Всерос. науч.-метод. конф. Уфа–Москва, 2008. С. 3–7.
Свид. об офиц. рег. программы для ЭВМ № 2009611645. Система управления учебным материалом при репродуктивном обучении / Д.В. Попов, Г.Р. Сабирьянова, Н.Н. Мухачева. М. : Роспатент, 27 марта 2009.В.Р. Габитова / Электронная библиотека КГТУ База знаний обучающей среды как онтология предметной области.
http://nit.miem.edu.ru/2003/tezisy/articles/7.htm
www.iacp.dvo.ru/es/publ/104_3.rtf
http://www.ksl.stanford.edu/software/ontolingua
http://protege.stanford.edu
http://www.ontoprise.de/products/ontoedit
http://oiled.man.ac.uk
http://www.isi.edu/isd/ontosaurus.html
http://www.swi.psy.uva.nl/projects/kads22/index.html
http://do.rksi.ru/site/about/need_klass.xml
http://www.w3.org
Селевко Г.К. Современные образовательные технологии. -М.: Народное образование, 1998. - 350 c.
Реформы образования: Аналитический обзор / под ред. В.М. Филиппова. – М.: Центр сравнительной образовательной политики, 2003. –303 с.
НЛП педагогической эффективности. – М.: Московский психолого-социальный институт; Воронеж: Издательство НПО «МОДЭК», 2001. – 208 с.
Драйден Г., Вос Дж. Революция в обучении: Перевод с английского. –М.: Изд-во Парвинэ, 2003. - 672 с.
Гриндер М., Лойд Л. НЛП в педагогике –М.: Институт общегуманитарных исследований, 2001. –320 с.
Лучко, О.Н. Введение в информационный консалтинг: Учеб.пособ. / О.Н. Лучко, В.А. Маренко– Омск: ОГИС, 2006. – 114 с.
Turban, E. Decision Support Systems and Intelligent Systems (6th Edition). / E. Turban, J.E. Aronson — Prentice Hall, 2000, 912 p.
Трахтенгерц, Э.А.. Компьютерная поддержка принятия решений: СИНТЕГ, 1998, 376 с.
Sauter, V.L. Decision Support System: John Wiley & Sons, Incorporated, 1999, 432 p.
Mora, М. Decision-Making Support Systems: Achievements and Challenges for the New Decade / М. Mora, G.A. Forgionne, J.N. D. Gupta: Idea Group Publishing, 2002, 437 p.
Power, D.J. Decision Support Systems: Concepts and Resources for Managers: Quorum Books, Greenwood Publishing, 2002, 272 p
Теоретические основы создания и внедрения автоматизированных систем управления отраслью и промышленным предприятием / Под ред.В.А. Елисеева .— Донецк. : Изд-во ДонГУ, 2000.
Афанасьев, В.Н. Математическая теория конструирования систем управления: [Учеб. пособие для втузов] / В.Н.Афанасьев, В.Б.Колмановский, В.Р.Носов .— М. : Высш.шк., 1989
Олссон, Г. Цифровые системы автоматизации и управления / Г. Олссон, Дж. Пиани .— 3-е изд., перераб. и доп. — СПб : Невский диалект, 2001.
Методы классической и современной теории автоматического управления : учебник для вузов в 5 т. / К. А. Пупков [и др.] ; под ред. К. А. Пупкова, Н. Д. Егупова .— М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2004- .
Шишкин, О.П. Основы автоматики и автоматизации производственных процессов: Учебник для вузов. / О.П. Шишкин, А.Н. Парфенов — М. : Высшая школа, 2001
IDEF Structured Systems Analysis Diagrams (IDEF0, IDEF1, IDEF1X, IDEF3, IDEF4, IDEF5, IDEF9, BPR). www.idef.com
Андреев, В.В. Инструментальные средства для разработки мультиагентных систем промышленного масштаба / В.В. Андреев, С.В. Батищев, К.В. Ивкушкин, Т.В. Искварина, П.О. Скобелев // Тр. VI Междунар. конф. «Проблемы управления и моделирования в сложных системах». – Самара: Самарский научный центр РАН, 2004. – С. 233-240.
Измеров, Н.Ф. Профессиональные болезни: Руководство. - М.. 1996. -Т. 1-2.
Братко, И. Алгоритмы искусственного интеллекта на языке PROLOG, 3е-издание.: Пер. с анг.- М.: издательский дом «Вильямс», 2004.- 640с.]
Базы знаний интеллектуальных систем / Т.А. Гаврилова, В.Ф. Хорошевский. –СПб.: Питер, 2000. –384 с.
Рассел, С., Искусственный интеллект: современный подход / С. Рассел, П. Норвиг; 2-е изд. –М.: Издательский дом «Вильямс», 2006. -1408 с.ISBN 5-8459-0887-6
Геловани, В. А. Интеллектуальные системы поддержки принятия решений / В. А. Геловани, А.А. Башлыков, В.Б. Бритков, Е.Д. Вязилов // М.: Эдиториал УРСС, 2001, 304 с.
Watson, H.J. Building Executive Information Systems and Other Decision Support Applications / H.J. Watson, G. Houdeshel, R. K. Rainer // John Wiley & Sons, Inc., 1996, 512 p.
Дюк, В.А. Data Mining: учебный курс / В.А. Дюк, А.П. Самойленко // СПб.: Питер, 2001.
B. de Ville. Microsoft Data Mining. Digital Press, 2001.
Introduction to Data Mining and Knowledge Discovery, 2nd edition. By Two Crows Corp., 1998.
IBM, Data Modeling Techniques for Data Warehousing. SG24223800, IBM Corporation, 1998.
Han, J. Data Mining: Concepts and Techniques / J. Han, M. Kamber, Morgan Kaufmann, San Francisco, 2001.
Ларичев, О.И. Системы поддержки принятия решений. Современное состояние и перспективы их развития. / О.И. Ларичев, А.В. Петровский //Итоги науки и техники. Сер.Техническая кибернетика. Т.21. М. ВИНИТИ, 1987.
Keen, P.G.W. Decision support system: the next decade. //Elsevier Science Publishers (Nort Holland) IFIP, 1986.
Klein, M.R. Progress and challenges in the application of Decision Support Systems to management. //Proceedings of the IFIP 13 th World Computer Congress, Hamburg, Germany, v.3 North - Holland, 1994
Семенкин, Е.С. Методы обобщенного адаптивного поиска для синтеза систем управления сложными системами / Е.С. Семенкин, В.А. Лебедев. - М.: МАКС Пресс, 2002. – 320 с.
Контроллинг в бизнесе. Методические и практические основы построения контроллинга в организациях. / А.М. Карминский, Н.И. Оленев, А.Г. примак, С.Г. Фалько. – М.: Финансы и статистика, 1998. – 256 с.
Сафонов, К.А. Система поддержки принятия решений при автоматизации проектирования организационно-технологической подготовки строительного производства// Автореферат… кандидат технических наук: 05.13.12, НГАСУ. 2002
Бодров, В.И Математические методы принятия решений: Учеб. Пособие / В.И. Бодров, Т.Я Лазарева., Ю.Ф. Мартемьянов; Тамбов: Изд-во Тамб. гос. тех. ун-та, 2004.124 с.
Белкин, А.Р. Принятие решений: комбинаторные модели аппроксимации информации / А.Р. Белкин, М.Ш. Левин. - М.: Наука, 1990
Литвак, Б.Г. Экспертная информация: методы получения и анализа. - М.: Радио и связь, 1981
Кини, Р.Л. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и замещения / Р.Л. Кини, Х. Райфа. - М.: Радио и связь,1981.
Миркин, Б.Г. Проблема группового выбора.- М.: Наука, 1974.
Гафт, М.Г. Принятие решений при многих критериях.- М.: Знание, 1979.
Гафт, М.Г. О построении решающих правил в задачах принятия решений / М.Г. Гафт, В.В. Подиновский. - Автоматика и телемеханика, №6, 1981.
Подиновский, В.В. Многокритериальные задачи с упорядоченными по важности критериями. - Автоматика и телемеханика, 1976, №11.
Ларичев, О.И. Качественные методы принятия решений / О.И. Ларичев, Е.М. Мошкович. - М.: Физматлит, 1996.
Бережная, Е.В., Бережной В.И. Математические методы моделирования экономических систем: Учеб. Пособие. / Е.В. Бережная, В.И. Бережной. – М.: Финансы и статистика, 2003. – 368
Юдин, Д.Б. Вычислительные методы теории принятия решений. М.: Наука, 1989. 316 с.
Кузин, Л.Т. Основы кибернетики. М.: Энергия, 1973. Т. 1: Математические основы кибернетики. 504 с.
Полак, Э. Численные методы оптимизации. М.: Мир, 1997. 376 с.
Солодовников, А.С., Бабайцев В.А., Браилов А.В. Математика в экономике / А.С. Солодовников, В.А. Бабайцев, А.В. Браилов: В 2 ч. М.: Финансы и статистика, 1999. 224 с.
Химмельблау, Д. Прикладное нелинейное программирование. М.: Мир, 1975. 534 с.
Эддонс, М., Стенсфильд Р. Методы принятия решений / М. Эддонс, Р. Стенсфильд. М.: Аудит, ЮНИТИ, 1997. 590 с
Мину, М. Математическое программирование. Теория и алгоритмы: пер. с фр. А.И. Штерна.- М.: Наука. Гл. ред. Физ.- мат. лит., 1990.-488 с.
Акулич, И.Л. Математическое программирование в примерах и задачах. М.: Высшая школа, 1993. 336 с.
Беллман, Р. Динамическое программирование. М.: Издатинлит, 1960. 400 с.
Беллман, Р. Прикладные задачи динамического программирования / Р. Беллман, С. Дрейфус. М.: Наука, 1965. 458 с.
Вентцель, Е.С. Исследование операций. М.: Наука, 1980. 230 с.
Гасс, С. Линейное программирование. М.: Физматиз, 1961. 304 с.
Дегтярев, Ю.И. Исследование операций. М.: Высшая школа, 1986. 320 с.
Карманов, В.Г. Математическое программирование. М.: Физматмет, 2000. 264 с.
Еремеев, А.В. Разработка и анализ генетических и гибридных алгоритмов для решения задач дискретной оптимизации. Дисс. канд.физ.-мат.наук. Омск, 2000.
Goldberg, D. E. Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning. Addison-Wesley, Reading, MA. 1989, 412 pages.
Dorigo, M. The Ant System: Optimization by a colony of cooperating objects. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics / M. Dorigo, V. Maniezzo, A. Colorni – Part B, 26(1), 1996, р. 29- 41
МакКоннелл, Дж. Основы современных алгоритмов. — М.: Техносфера, 2004. — 368 с
Сизиков, В.П. Системы принятия решений: открытость и перспективы применения / В.П. Сизиков, В.И. Разумов // Вычислительные и информационные технологии в науке, технике и образовании: Тр. междун. конф. Павлодар: ТОО НПФ «ЭКО», 2006. II том. С. 524-533.
