РАЗРАБОТКА  ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ  ОБУЧАЮЩЕЙ  СИСТЕМЫ  ДЛЯ  АКМОЛИНСКОГО  УНИВЕРСИТЕТА  ТЕХНОЛОГИИ  И  БИЗНЕСА

Сейфуллина  Асель  Олжабаевна

магистр  информатики,  старший  преподаватель  КАТУ  им.  С.  Сейфуллина,  г.  Астана

E-mail:  assel812@mail.ru

Жумабаева  Айман  Омирсериковна

магистрант  Акмолинского  университет  технологии  и  бизнеса,  г.  Астана

E-mail:  zhuparzhumabaeva@mail.ru

Тунгышбайулы  Кендебай

магистрант  Евразийского  национального  университет  им.  Л.Н.  Гумилева,  г.  Астана

E-mail: 

THE  CREATING  INTELLIGENT  TUTORING  SYSTEM  FOR  AKMOLINSKI  UNIVERSITY  OF  TECHNOLOGIES  AND  BUSINESS

Seifullina  Assel

MSc  of  Computer  Science,  senior  lecturer  S.  Seifullin  Kazakh  Agrotechnical  university,  Astana

Zhumabaeva  Aiman

postgraduate  student  of  Akmolinski  university  of  technologies  and  business,  Astana

Tungyshbaiuly  Kendebay

postgraduate  student  of  L.  Gumilyov  Eurasian  National  university,  Astana

АННОТАЦИЯ

Целью  данного  исследования  является  решение  актуальной  и  практически  значимой  задачи  по  созданию  интеллектуальной  обучающей  системы,  обладающей  свойствами  интерактивности,  адаптивности,  индивидуальности.  Методология  исследования  базируется  на  проведении  опроса  студентов  и  преподавателей.  В  результате  разработана  архитектура  интеллектуальной  обучающей  системы,  сочетающая  в  себе  инструментарий  эксперта  для  генерации  задач  и  инструментарий  студента  для  контроля  знаний.  Вследствие  этого,  была  улучшена  эффективность  образовательного  процесса  примерно  на  25  процентов.

ABSTRACT

In  the  frame  of  the  dissertation  work  we  achieved  to  the  goal,  which  represents  a  development  intelligent  tutoring  system.  There  are  created  a  great  deal  of  the  properties,  such  interactivity,  adaptively  and  individuality.  The  methodology  is  based  on  the  questioning  of  students  and  teachers.  As  a  result  of  the  research  developed  model  of  the  intelligent  tutoring  system  for  the  education  process.  Also  after  this  effectively  of  the  education  process  increased  by  over  25  per  cent.

Ключевые  слова:  интеллектуальная  обучающая  система;  база  знаний;  тьютор. 

Keywords:  intelligent  tutoring  system;  knowledge  base;  tutor.

Развитие  образовательной  системы  Казахстана  эта  одна  из  важных  и  приоритетных  задач  нашего  государства  и  соответственно  свою  очередь  развитие  информационных  технологий  в  сфере  образования  это  немаловажно  для  всей  страны.

Конечно,  электронные  учебно-методические  пособия  и  средства  обучения  могут  сыграть  и  играют  весьма  значительную  роль  в  совершенствовании  процесса  обучения,  однако  если  подумать,  то  можно  прийти  к  единственно  правильному  мнению,  что  ни  одна  учебная  программа  не  сможет  заменить  хорошего  преподавателя  и  традиционный  метод  обучения,  а  также  диалог.  Но  мнение,  что  преподаватель,  в  принципе,  может  прекрасно  обходиться  и  без  привлечения  компьютерных  средств,  добиваясь  при  этом  высокой  эффективности  обучения,  ошибочно  особенно  в  наше  современное  время.  Повышение  эффективности  обучения  при  использовании  качественных  обучающих  систем  было  подтверждено  рядом  исследований,  где  выделяются  следующие  позитивные  факторы: 

·     индивидуализация  обучения;

·     интенсификация  обучения;

·     использование  наглядных  средств  вычислительной  техники,  наличие  средств  моделирования  объектов  и  процессов  и  т.  п.;

·     возможность  контроля  степени  усвоения  знаний  [1,  c.  25].

В  связи  с  этим  была  сделана  попытка  построения  своей  уникальной  системы,  адаптированной  для  определенного  учебного  процесса.  В  первую  очередь  необходимо  обратиться  к  теоретической  стороне  данного  исследования.  Необходимо  отметить,  что  за  основу  была  взята  задача  по  созданию  онтологической  модели  системы  [2,  c.  56].

Рассмотрев  основные  понятия  онтологии,  была  простроена  схема  функционирования  онтологической  модели  интеллектуальной  обучающей  системы  (Рисунок  1).

Рисунок  1.  Онтологическая  модель  ИОС

На  основе  разработанной  онтологической  модели  идея  заключается  в  следующем,  то  есть  получение  знаний  дистанционно,  при  этом  после  прохождения  курса  получение  сертификата  происходит  только  после  того  как  администратор  даст  согласие  на  выдачу  сертификат.

Интеллектуальность  разработанной  интеллектуальной  обучающей  системы  заключается  в  следующем:

1.  ИОС  сама  проводит  первоначальное  тестирование.

2.  База  знаний  непосредственно  сама  генерирует  1,2,  3  уровни  обучения  и  тестирование.

3.    Администратор  —  преподаватель  задействован  только  при  подтверждении  выдачи  сертификата  студенту.

Разработанная  интеллектуальная  обучающая  система  состоит  из  5  основных  компонентов,  каждый  из  которых  отвечает  за  свою  часть  функционирования  системы:

1.  Эксперт  предметной  области  также  называется  базой  экспертных  знаний,  то  есть  общая  база  знаний,  которую  накапливает  администратор.

2.  Модель  студента  -  хранит  информацию  о  том,  как  студент  выполнял  задания  во  время  прохождения  им  учебной  программы,  которая  далее  будет  представлена  в  виде  диаграммы  результатов,  на  основе  которых  администратор  выдает  сертификат.

3.  Генератор  траектории  обучения,  позволяет  сформировать  в  зависимости  от  результатов  сдачи  вступительного  тестирования  программу  обучения.

4.  Менеджер  тренировки  —  интерпретирует  ответы  студента  в  количество  часов,  на  1  уровне  часов  на  изучение  темы  больше,  чем  на  4  уровне. 

5.  Пользовательский  интерфейс  -  позволяет  студенту  общаться  с  ИОС  в  интеллектуальном  режиме.

ИОС  функционирует  следующим  образом,  при  этом  система  располагается  в  глобальной  сети  Интернет:

·     Студент  сдает  вступительное  тестирование.

·     Система  анализирует  результаты  предварительного  тестирования  определяет  уровень  студента.

·     Менеджер  тренировки  определяет  количество  часов  для  изучение  курса,  здесь  количество  часов  уменьшается  от  1  до  4  уровня.

·     Генератор  создает  траекторию  обучения  в  зависимости  от  уровня.

·     Студенческая  модель  принимает  учебную  программу  в  зависимости  от  уровня,  который  определен  системой.

·     После  прохождения  внутреннего  1  уровня  ИОС  проводит  промежуточное  тестирование  и  в  зависимости  от  результатов  переводит  или  не  переводит  на  последующие  внутренние  уровни.

·     Система  определяет  новый  внутренний  уровень  для  студента

·     Процесс  повторяется  до  тех  пор,  пока  студент  не  достигнет  верхнего  внутреннего  3  уровня.

·     Если  студент  проходит  внутренний  3  уровень,  то  получат  сертификат  об  успешном  окончании  обучения.

Дополнительная  функция  позволяет  администраторам  добавлять  вопросы  для  экзаменов  и  материалы  для  обучения  в  базу  знаний.

Таким  образом,  главными  участниками  системы  являются  администратор,  студент,  система  и  базы  данных,  которая  содержит  знания.

Средствами  Moodle  была  построена  интеллектуальная  обучающая  система  главное  окно  которой  представлено  в  соответствии  с  рисунком  2.

Рисунок  2.  Внешний  интерфейс  ИОС

В  результате  прохождения  курса  выдается  сертификат,  только  в  случае  если  преподаватель  принял  положительное  решение  (Рисунок  3).

Рисунок  3.  Сертификат  об  окончании  курса

Для  реализации  эксперимента  была  задействована  группа  310  специальности  «Вычислительная  техника  и  программное  обеспечение»  Акмолинского  университета  технологии  и  бизнеса.

Группа  была  разделена  на  2  подгруппы,  одна  из  которых  изучала  дисциплину  «Программирование  на  алгоритмических  языках»  традиционно  (далее  —  контрольная  группа),  другая  подгруппа  (далее  )  изучала  предмет  с  использованием  интеллектуальной  обучающей  системы.

Лекционный  материал  и  задания  по  дисциплине  были  предварительно  обсуждены  с  преподавателями  также  учитывался  уровень  группы,  а  именно,  исследование  проводилось  в  группе  с  примерно  равной  успеваемостью  по  всем  предметам.  Надо  отметить,  что  преподаватели  считают  целесообразным  проведение  работ  по  различным  предметам,  где  находят  отражение  междисциплинарные  связи. 

Основной  особенность  было  то,  что  занятия  проводились  дистанционно.  Во  время  аудиторных  занятий  проводились  практические  занятия  для  большего  закрепления  материала.

Остановимся  на  экспериментальной  группе,  целью  проведения  первой  части  эксперимента  является  диагностика  уровня  каждого  студента,  выборка  составила  10  человек.

В  зависимости  от  полученных  результатов  вводного  тестирования,  у  каждого  студента  определяется  собственная  траектория  обучения  по  дисциплине.  В  соответствии  со  своей  траекторией  обучения  каждый  студент  проходил  дисциплину  исходя  из  тех  знаний,  которые  он  знал  до  начала  обучения.

К  примеру,  набравший  50%  может  начать  обучение  со  2  лекции  и  т.  д.  После  прохождения  каждой  третей  части  обучения  студенты  сдавали  промежуточное  тестирование,  и  только  после  успешной  сдачи  ИОС  открывала  доступ  к  следующим  уровням.  При  этом  обучение  проходила  дистанционно,  согласно  выделенным  часам  самостоятельной  работы  студента. 

В  результате  после  окончания  обучения  по  дисциплине  «Программирование  на  алгоритмических  языках»  в  контрольной  и  экспериментальной  группе  были  получены  следующие  результаты.

В  результате  реализации  эксперимента  были  сделаны  следующие  положительные  выводы:

·     студенты  не  повторяли  те  темы,  которые  знали.

·     студенты  полноценно  использовали  свои  часы  самостоятельной  работы  студента.

·     за  счет  дистанционного  обучения  посредством  ИОС  студенты  получили  больше  часов  на  выполнение  практических  занятий.

·     преподаватель  дистанционно  проводил  проверку  посредством  ИОС.

·     студенты  для  успешного  завершения  курсы  были  вынуждены  изучить  все  темы.

·     посредством  ИОС  проводился  промежуточный  контроль  знаний  студентов.

Таким  образом,  приходим  к  логическому  заключению,  что  основная  цель  компьютерных  технологий  это  подготовить  молодое  поколение  к  жизни  в  информационном  обществе,  где  значительный  удельный  вес  занимают  различные  виды  деятельности  по  обработке  информации  и  ведущее  место  во  всех  отраслях  производственной  и  научной  деятельности  принадлежит  подобным  технологиям;  повысить  эффективность  образовательного  процесса  путем  внедрения  средств  информатизации,  к  которым  в  первую  очередь  принадлежит  компьютер  [3,  c.  84].

Список  литературы:

1.Абдулин  В.Н.  Структуризация  учебного  материала  при  составлении  обучающих  программ  для  АОС  //Автоматизированные  обучающие  системы.  Межвузовский  сборник.  Казань:  КГУ,  1979.  —  25  с.

2.Василевский  Ю.А.  Влияние  видов  деятельности  на  прочность  запоминания  //Экспресс-информ.  НИИ  ВШ.  Сер.  Обучение  в  высшей  и  сред.спец.  школе.  —  Вып.  8,  —  1980.  —  56  с.

3.Denson,  Paul  E.  &  Gail  E.  Dennison.  Edu-Kinesthetics  In-Depth,  The  Seven  Dimensions  of  Intelligence.  Ventura.  CA:  Educational  Kinesiology  Foundation,  1990.  —  84  с.