автореферат и диссертация по педагогике 13.00.01 для написания научной статьи или работы на тему: Интеллектуальная обучающая система как средство повышения качества обучения в современной школе

Автореферат диссертации по теме "Интеллектуальная обучающая система как средство повышения качества обучения в современной школе"

На правах рукописи

Покалицына Ольга Васильевна

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ ОБУЧАЮЩАЯ СИСТЕМА КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ОБУЧЕНИЯ В СОВРЕМЕННОЙ ШКОЛЕ

13.00.01- Общая педагогика, история педагогики и образования

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Карачаевск - 2006

Работа выполнена на кафедре педагогики и педагогических технологий государственного образовательного учреждения высшего профессионального ......образования «Карачаево-Черкесский государственный университет»

Научный руководитель - кандидат педагогических наук, доцент

Огуэов Виталий Витальевич

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук,

профессор Таранова Татьяна Николаевна

кандидат педагогических наук, доцент Кириченко Наталья Сергеевна

Ведущая организация - Северо-Кавказский государственный технический университет

Защита состоится «26» декабря 2006 г. в 12°° часов на заседании диссертационного Совета К 212.086.01 при Карачаево-Черкесском государственном университете по адресу: 369202, Карачаево-Черкесская республика, г.Карачаевск, улЛенина, 29

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Карачаево-Черкесского государственного университета

Автореферат разослан «25» ноября 2006 года

Ученый секретарь

диссертационного совета, кандидат педагогических наук

Б.М.Борлакова

Общая характеристика работы Актуальность темы исследования продиктована не только высокими возможностями современных информационных технологий и технических средств, но и педагогическими потребностями развития образования и повышения его эффективности, в частности, необходимостью выполнения новых требований к выпускникам общеобразовательных школ. В современных условиях им необходимо хорошо ориентироваться в информационном пространстве, мыслить творчески, обладать коммуникативными навыками, уметь принимать решения и нести за них ответственность. Это требует конструирования индивидуальной образовательной траектории, что значительно расширяет возможности для раскрытия творческого потенциала личности, проявления активности и деловой инициативы, способствует ориентации и самоопределению личности в постоянно меняющемся мире. Во всех сферах образования ведутся поиски способов интенсификации и быстрой модернизации системы подготовки, повышения качества обучения с использованием компьютерных технологий, что является одним из направлений безусловного обеспечения уровня качества образования, соответствующего не только Российским, но и международным образовательным стандартам (ISO-9000: International Organization for Standartion Quality in Education).

В настоящее время процесс обучения, основанный на опыте и интуиции работников средней школы, нуждается в серьезном совершенствовании и научном обосновании принимаемых решений. Необходим поиск новых подходов, обеспечивающий целесообразную перестройку системы образования с учетом жизненных реалий. Наиболее перспективными средствами разрешения этих проблем являются инструментальные системы, которые принято называть обучающими системами с элементами искусственного интеллекта

Многие аспекты применения интеллектуальных обучающих систем разрабатывались педагогами, психологами, специалистами в области информационных технологий: основополагающие проблемы теории педагогических систем и инновационных процессов в образовании (ПЛ.Гальперин, В.В.Давыдов, М.И.Махмутов и др.), вопросы разработки кибернетической теории обучения и создание автоматизированного обучения (Ю.К.Бабанский, В.П.Беспалько, А.И. Берг, В.М. Глушков, Н.Ф.Тапызина, Н.Д.Никандров, И.ЯЛернер и др.); исследования, связанные с созданием и использованием в учебном процессе обучающих средств с элементами искусственного интеллекта, проведены Н.ПБрусенцовым, ПЛ Брусиловским., В.А. Петрушиным и др.

В исследованиях российских ученых (А. А. Андреева, Н.В.Апатова, Е.И.Машбиц, Е.С.Полат, И.П.Норенкова и др.) сформулированы общие принципы построения обучающих систем, определены основные направления их применения в образовании. Однако при этом они не учитывают особенностей функционирования средних общеобразовательных школ.

Анализ публикаций по данной проблеме показал, что на сегодняшний день пока ещё не сложилось общепринятой классификации и всеми признанного

определения понятия программного средства учебного назначения и, в частности, определения обучающей системы. Это приводит к тому, что учителям, стремящимся к внедрению компьютерных технологий, сложно ориентироваться в потоке сообщений и выбрать программное обеспечение, наиболее полно соответствующее требуемым конкретным целям образовательного процесса. Поэтому становится более актуальной проблема классификации программных средств. Анализ практики разработки образовательных программных средств показывает, что не все программные продукты позволяют достигать желаемого результата.

Актуальность данного исследования определяется рядом противоречий, которые имеют место в процессе обучения в подавляющем большинстве средних общеобразовательных школ: между нарастанием объема необходимой для усвоения информации, определяющем содержание образования, с ограниченным временем обучения и возможностями субъектов образовательного процесса; между качеством подготовки учащихся и потребностями и ожиданиями общества; между качеством обучения путем проверки соответствия требований к подготовке выпускников уровневым стандартам знаний и путем выявления пробелов в подготовке учащихся; между сложившейся традиционной системой образования, включающей в себя как одну из составляющих форму массового обучения, и его индивидуализацией; между увеличением числа компьютерных обучающих программ и отсутствием разработанной совокупности педагогических условий и методик их эффективного использования для повышения качества образования.

Перечисленные противоречия актуализируют проблему исследования, которая может быть сформулирована следующим образом: каковы структура и содержание обучения в современных условиях при использовании обучающих систем с элементами искусственного интеллекта для повышения качества обучения в средних школах в целях подготовки учащихся, соответствующих социальному заказу? Необходимость решения указанной проблемы обусловило выбор темы исследования.

Цель, которую автор ставит в данной работе, состоит в разработке и формировании информационно-логической и структурной модели обучающей системы, включающей в себя модель предметной области, модель обучаемого, модель системы знаний обучаемого, стратегию оценки системы знаний обучаемого.

Объектом исследования является структура и технология создания интеллектуальной обучающей системы и её практическая реализация.

Предметом исследования является интеграция обучающей системы с элементами искусственного интеллекта в образовательный процесс средней школы для повышения эффективности процесса обучения и улучшения его качества.

Гипотеза исследования состоит в предположении, что внедрение в образовательный процесс средней школы обучающей системы с элементами искусственного интеллекта. обеспечит его совершенствование с целью повышения качества обучения, если:

- обучающая система спроектирована как адаптивная система, ориентированная на обеспечение дифференцированного подхода к обучаемым в зависимости от уровня их подготовленности и исследовании возможности контроля знаний учащихся с использованием специально разработанных моделей предметной области, обучаемого и системы его знаний;

- преподавателям предоставлена возможность активно участвовать в проектировании и актуализации индивидуальных образовательных траекторий, что обеспечивает личностноориентированный подход к организации процесса обучения;

- формирование информационной образовательной среды школы осуществлено на основе системной интеграции обучающих компьютерных технологий и сложившихся педагогических опыта, знаний, традиций.

В соответствии с целью, объектом, предметом и гипотезой исследования были поставлены следующие задачи исследования:

- на основе теоретического анализа научно-методической и психолого-педагогической литературы уточнить классификацию образовательных программных средств, применяемую в образовательном процессе среднего учебного заведения; провести анализ существующих обучающих систем и тенденций их развития;

- исследовать и обосновать с педагогических позиций структуру обучающей системы с элементами искусственного интеллекта и ее роль в совершенствовании образовательного процесса, рассматривая её как адаптивную систему;

- обосновать интеграцию обучающей системы в образовательный процесс школы; установить содержание основных этапов интеграции;

- определить взаимосвязи и функциональные характеристики ее элементов, разработать необходимые компоненты для создания многофункциональной обучающей системы, позволяющей решать разноплановые задачи и реализовывать различные технологии обучения в зависимости от индивидуальных особенностей и требований пользователя;

- выполнить практическую реализацию многофункциональной обучающей системы;

- экспериментально проверить эффективность моделей предметной области, обучаемого, системы знаний на основе построения оптимальных образовательных траекторий учащихся, обеспечивающих повышение качества обучения.

Методологической основой исследования явились: современные гуманистически ориентированные философские, психологические и педагогические концепции; концептуальные положения о деятельностной и творческой сущности личности и ее многофакторном развитии; аксиологический подход, рассматривающий человека как высшую ценность; фундаментальные положения общей педагогики; идеи теории поэтапного формирования умственных действий; концепции информатизации общества

и сферы образовании; научно-исторический подход к изучению феномена «информационная технология».

Методы нсследешаним:

- теоретические ■ ■ изучение и анализ научной литературы в области педагогики, обучающих систем, информационных технологий; аналитический метод оценки качества, методы новых информационных технологий; и разработке программного обеспечения использовалась технология обьектпо-ориентированного программирования;

- экспериментальные ■ ■ опытно-экспериментальная работа, изучение процесса обучения и ходе самостоятельной работы учащихся, наблюдений за учащимися, проведение анкетирования и его анализ, бесед с учителями, проведения и анализа тестирования учащихся; планирование, подготовка, проведение эксперимента и анализ его результатов;

- статистико-лштелштические методы по обработке экспериментальных данных, методы системного анализа, теории множеств, теории графов, теории оптимизации, эконометрики, а также метод экспертных оценок.

Экспериментальную базу исследовании составили: средние школы № 1, 5, 17, (-.Кропоткина Краснодарского края, НОУ СПО «Юридический техникум г.Кроноткина».

Избранная методологическая основа и поставленные задачи определили ход теорешко-экснеримептального исследования, которое проводилось в три этапа.

На мерном этане (2001-2002) осуществлялся выбор направления работы и проблемы исследования, изучалась философская, нсихолого-педагогическая и методическая литература, анализировались различные аспекты проблемы исследовании, определялись исходные параметры исследования, его предмет, структура, гипотеза, методологическая основа и методы, понятийный аппарат по теме исследования, осуществлялся поиск ведущих противоречий; производился анализ программно- педагогических средств, используемых в учебном процессе.

Ни втором этане (2003-2005) на основе системного подхода к процессу обучения разрабатывались модель предметной области, модель обучаемого, модели контроля системы знаний обучаемого; после определения состава и функций будущей обучающей системы осуществлялась её программная реализации и методическое наполнение.

На третьем этане (2004-2006) была проведена экспериментальная проверка выдвинутой рабочей гипотезы исследования, проводилась статистическая обработка и качественный анализ результатов экспериментальной работы. Сформулированы основные положения и выводы диссертационного исследования.

Пяучши шттпи исследовании состоит в том, что:'

- предложена собственная типология компьютерных средств обучения (одпофункциональные и многофункциональные программные средегва учебного назначения) и зависимости от числа реализуемых функций и их назначении;

- дано определение интеллектуальной обучающей системы как совокупности технических, алгоритмических, программных и информационно-методических средств, предназначенных для реализации адаптивного обучающего диалога, поиска и обработки учебной информации и для организации качественного процесса обучения;

- разработана структурно-функциональная модель учащегося, содержащая инвариантную и специфичную компоненты, использование которой обеспечивает целенаправленный характер формирования профиля пользователя при применении обучающей системы;

- определены и функционально обоснованы необходимые компоненты обучающей системы (подсистема управления обучением, подсистема тестирования, подсистема ознакомления с предметной областью), позволяющей решать разноплановые задачи и реализовывать различные технологии обучения в зависимости от индивидуальных особенностей и требований пользователя;

-разработана модель формирования оптимальных планов изучения дисциплины на основе иерархической семантической сети; модель обучаемого, обеспечивающая возможность учета его характеристик и выбора стратегии управления процессом обучения;

- построены модели тематической и итоговой оценки контроля знаний учащихся. Тематический контроль реализует алгоритм адаптивного тестирования, при котором изменяется модель обучаемого и предоставляемые при тестировании вопросы. Оценка знаний нри итоговом контроле осуществляется путем сравнения построенной в процессе обучении модели системы знаний обучаемого и эталонной моделью структуры предмета.

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что разработана авторская классификация образовательных программных средств, созданная на базе выделения количества основных реализуемых в учебном процессе функциональных возможностей; уточнено содержание, понятия «интеллектуальная обучающая система», обосновано значение ' применения обучающей системы для подготовки учащихся средних общеобразовательных школ; разработан подход к обучению, позволяющий повысить качество обучения при реализации стратегии оптимального автоматизированного обучения путем использования в учебном процессе обучающих систем с элементами искусственного интеллекта.

Практическая значимость исследовании обуславливается четко выраженной потребностью в совершенствовании и разработке новых технологий обучения в условиях перехода к непрерывному образованию и его информатизации. Она заключается в том, что полученные результаты но формированию моделей предметной области и оценки знаний могут быть использованы при разработке обучающих систем с элементами искусственного интеллекта для достижения оптимального управления процессом обучения. Материалы диссертационного исследования могут быть

также использованы в разработке методик при проведении социологических исследований новых форм обучения.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивалась опорой на методологию исходных теоретических позиций, применением различных методов исследования, адекватных природе изучаемого феномена и соответствующих цели и задачам исследования, соблюдением требований технологии педагогического исследования, устойчивой повторяемостью фактов, сочетанием и взаимопроверкой результатов, репрезентативностью опытно-экспериментальных данных.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись на: LVII и LVIII Научной сессии, посвященной Дню радио (Российское научно-техническое общество радиотехники, электроники и связи им.А.С.Попова, май 2002, 2003 г.Москва); VII Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии в промышленности и учебном процессе», (апрель 2004г., г.Арзамас); XVI Международной конференции-выставке "Информационные технологии в образовании" (ноябрь 2006г., г.Москва); научно-практичсеких конференциях филиала Московского государственного открытого университета (МГОУ ) «Информационные технологии в промышленности и учебном процессе» в г.Кропоткине (май 2003г, май 2004г); заседаниях педагогических советов школ и юридического техникума Г.Кропоткина. Результаты исследования нашли отражение в научных статьях, тезисах докладов, опубликованных автором. Разработанная интеллектуальная обучающая система «Диалог» зарегистрирована в «Национальном информационном фонде неопубликованных документов» за №50200601359 и в отраслевом фонде алгоритмов и программ ФГНУ «Государственный координационный центр информационных технологий», что подтверждается свидетельством № 6601 и публикацией в газете «Инновации в науке и образовании» (№7 (18) июль 2006г.), а также в журнале «Компьютерные учебные программы и инноваций» ((№12 2006г.).

Положения, выносимые на защиту:

1. Классификация образовательных программных средств, предназначенных для использования в средних учебных заведениях выглядит следующим образом: однофункциональные и многофункциональные программные средства учебного назначения. В качестве их классификационных признаков выступают основное назначение и число ведущих функций.

2. Интеллектуальная обучающая система представляет собой совокупность связанных в единое целое технических, программно - алгоритмических, и информационно-методических средств, предназначенных для реализации адаптивного обучающего диалога, поиска и обработки учебной информации и для организации качественного процесса обучения. Интеллектуальная обучающая система осуществляет подготовку обучаемого на основе модели предметной области, модели обучаемого, модели контроля системы знаний обучаемого и настройки на требования преподавателя общеобразовательной школы.

3. Индивидуализация обучения является одним из факторов повышения качества обучения. Индивидуальный подход к каждому учащемуся обеспечивает адаптивностью обучающей системы, которая осуществляется на основе изменения параметров управления учебном процессом, изменения параметров модели обучаемого и модели контроля системы знаний обучаемого. Реализация функционирования подсистем, входящих в структуру обучающей системы, основана на данных моделях.

4. Формирование многокомпонентной модели обучаемого позволяет осуществить адаптацию обучающей системы к конкретному обучаемому. Поэтому она должна включать в себя сведения о цели обучения; о знаниях обучаемого в рамках изучаемого предмета (текущее состояние процесса обучения); об особенностях подачи учебных материалов и выбора контрольных заданий и вопросов.

5. Модель предметной области должна отражать взаимосвязи понятий (тем) предметной области и может быть использована для определения последовательности изучения тем и для получения целостного образа знаний, относящихся к данной предметной области. Для её представления предложена модель, позволяющая объединить декларативные и процедурные знания и использовать для анализа модели предметной области аппарат теории графов.

6. Контроль знаний обучаемого обеспечивает обратную связь и предназначен для определения уровня знаний учащегося с целью организации эффективного управления обучением в целях повышения его качества. Применение обучающей системы позволяет построить модель системы знаний обучаемого. При тематическом контроле предложено применить базисные характеристики, практическая реализация которых позволит повысить адаптивность системы. При итоговом контроле вывод об уровне знаний обучаемого можно сделать по степени сходства модели его системы знаний и эталонной модели структуры предмета.

7. Организация контроля знаний с использованием обучающей системы базируется на тестовом множестве заданий по одной отдельно взятой учебной дисциплине, которые характеризуются объективной оценкой тестовых заданий на валидносгь, надежность и дискриминативность. Методом экспертной оценки после предварительного определения набора критериев показано, что качество учебного процесса с применением обучающей системы в большей степени отвечает их требованиям и успех учебного процесса в большей степени зависит от использования электронных учебных материалов и методического обеспечения.

Основные положения диссертации отражены в 12 публикациях, отражающих основные результаты работы.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Общий объем 186 страниц машинописного текста, включая 19 рисунков, 22 таблицы и 11 приложений. Список литературы включает 168 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.

Основное содержание исследования

Во введении обоснована актуальность темы, определены объект, предмет исследования; сформулированы цель, гипотеза и задачи исследования; определены методологическая основа и методический инструментарий, представлены основные теоретические положения, выносимые на защиту; раскрыты научная новизна, теоретическая и практическая значимость диссертационного исследования; приведена информация об апробации и внедрении результатов исследования.

В первой главе «Теоретические основы повышения качества образования в средней общеобразовательной школе на основе применения интеллектуальной обучающей системы» определены обстоятельства, ведущие к необходимости перехода на новый уровень в сфере среднего образования путем применения новых технологий обучения.

В настоящее время не сложилось однозначного и четкого определения понятия программных средств, предназначенных для использования в образовательном процессе. Анализ публикаций по проблеме (П.И. Образцов П.И., Я.А. Ваграменко, И.В. Роберт, Н.В. Апатова, Ю.О. Овакимян, C.B. Панюкова, Л.Х.Зайнутдинова и др.) дает основание для вывода, что на сегодняшний день существует множество классификаций обучающих программ и разные определения обучающей системы. Нередко авторы используют различные термины для обозначения компьютерных программ, имеющих по существу одно и то же назначение. Это зачастую объясняется широкими возможностями средств обучения, основанных на информационных и коммуникационных технологиях.

В современных исследованиях ученые (Роберт И.В., Сукиязов А.Г., Карякин Ю.В., Захарова И.Г., Илькевич В.М.) предлагают различные классификации программных средств: по функциональному назначению; по способу представления информации; по методическому назначению.

Анализ теоретических источников и практики разработки обучающих средств дает основание использовать в качестве классификационного признака число выполняемых функций — одно и многофункциональные программные средства учебного назначения. Последние способны осуществлять представление материала с учетом модальности восприятия, обеспечивать возможности контроля и самоконтроля, включать необходимую справочную информацию, средства для закрепления полученных знаний и умений, интерактивный диалог, проблемное изложение материала. Одним из таких программных средств являются обучающие системы с элементами искусственного интеллекта.

Проведенный анализ состояния имеющихся в настоящее время обучающих систем позволяет сделать вывод, что в области создания обучающих систем в сфере среднего образования не находится системы, осуществляющей подготовку обучаемого на основе модели предметной области, модели обучаемого, модели контроля системы знаний обучаемого и настройки на требования преподавателя.

По изменению главной цели создания обучающих систем прослежено

изменение и их функций. Это отражает изменение понимания места и роли обучающих систем в образовательном процессе. Выделены их достоинства и недостатки. На основании этого сделан вывод о том, что в настоящее время наиболее перспективным направлением развития обучающих систем является применение для их разработки технологии искусственного интеллекта. Предложено собственное определение интеллектуальной обучающей системы. Показана цель и необходимость её применения в средней школе и учреждениях среднего профессионального образования.

Определены функциональные, дидактические и практические требования к разрабатываемой обучающей системе. Использование системы, удовлетворяющей данным требованиям, предполагает существенное повышение эффективности и качества обучения.

Архитектура такой обучающей системы рассмотрена с позиции интеграции в рамках одной системы нескольких подсистем, которые взаимодействуют между собой (рисунок 1). Каждая из подсистем решает свои задачи, которые соответствуют основным режимам функционирования системы в целом. Основными такими подсистемами являются: подсистема ознакомления с предметной областью и решения задач, подсистема тестирования обучаемого, подсистема интеллектуального интерфейса.

Ядром данной архитектуры является подсистема управления обучением, в функции которой входит реализация управляющих воздействий по отношению к каждой из подсистем и интерпретация внешних воздействий пользователя.

Для подсистемы ознакомления с предметной областью предложена трехуровневая структура модельных представлений, составляющих основу базы знаний средней школы или среднего профессионального учебного заведения.

В отличие от существующих в настоящее время обучающих систем модель предметной области (структуры дисциплины) ориентирована на семантическую структуризацию и систематизацию учебного материала и представлена в виде ориентированного многоярусного графа, вершины "которого соответствуют любому элементу процесса обучения: теоретическому материалу по определенной теме, заданию для самоконтроля, контрольной работе и т.п.. Это граф У=(О.Е), где С={0,к+1} - множество вершин и Е — {е^ - множество дуг этого орграфа, 1 — номер темы, к которой относится элемент обучения, к — номер уровня графа, j - количество дуг графа. Орграф С не должен содержать:

1) петель, т.е. дуг (О;, е,);

2) циклов, т.е. таких маршрутов С^С^. е„Сп4.1. в которых С |=0„^1 (где И;, с, - соответственно номера вершин и цуг, входящих в маршрут).

3) несвязных вершин.

Блок идентификации системы

Подсистема украшения обучение: ■ о5ученис в

Модуль сегястоадни

Модуль ортаиизагаш

соответствии с

пи&ммипК г

Вызов тестов

Модели обучаемых

Протоколы работы обучаемых

^Р Молульиастройки и

Описание тестов

Подсистеме тестирования

База тестовых заданий

1

Генератор тестевых заданий

Анализатор ответов

Учебная база знаний (УБЗ)

т

Модуль отбора учебных задач

Модуль работы с УБЗ

Модуль работа с задачами

Внешние программы

Подсистема ознакомлены* с предметной областью

Деморолик по работе с системой

Рисунок 1. Архитектура обучающей системы

Для обеспечения планирования обучения с заданными параметрами необходимо приписать вершинам графа и дугам некоторые количественные значения (веса). Вершинам могут соответствовать параметры, характеризующие единицу учебной дисциплины (количество времени, выделенное на изучение темы, выполнение задания, количество учебного материала и др.) На основании такой модельной структуры каждому обучаемому можно задавать свое подмножество изучаемых тем (выполняемых работ), которое будет определяться, например, списками начальных и конечных вершин сети. Изучение курса предмета заключается в прохождении по всем вершинам, входящим в маршруты от начальных до конечных вершин.

На основе данного графа формируется последовательность изучения учебного материала, достаточного для достижения заданных учебных целей. Таким образом можно получить план обучения, обеспечивающий обучающихся при его реализации знаниями, умениями и навыками. Это необходимо при построении индивидуальных планов изучения дисциплины для отдельных обучаемых.

Предложено формировать многокомпонентную модель обучаемого. Это позволит получить различные вариации этой модели путем подбора произвольного набора параметров и задания алгоритма поведения системы в зависимости от их значений. Модель обучаемого представляет собой совокупность характеристик (параметров), которая должны быть учтены для корректной адаптации диалога.

Каждой характеристике соответствует:

- базовая информация об обучаемом, характеризующая его как индивидуальность (имя, пол, характер, возраст, способности);

- стартовая информация о пользователе, необходимая для начала отдельного сеанса обучения (начальный уровень знаний и умений, возможные пожелания пользователя по ведению диалога с системой, прогнозируемые пользовательские ошибки и др.);

- цели обучения;

- текущее состояние пользователя (текущее состояние процесса взаимодействия пользователя с системой, текущий уровень знаний и умений пользователя, обработка статистической информации);

- история взаимодействия с системой (описание последовательности действий системы и пользователя, вопросы пользователя системе и ее ответы, ответы пользователя на вопросы системы и результаты их обработки, допущенные пользователем ошибки и действия системы по их устранению, статистическая информация по результатам взаимодействия с системой и т.д.).

Параметризация моделей обучаемого позволит определить целевую модель обучаемого, а также включить в систему готовые модели обучаемого.

В результате будут реализованы следующие требования к модели:

- валидность, то есть учет индивидуальных особенностей учащегося, существенных для достижения намеченных учебных целей.

- адекватность - соответствие модели конкретному обучаемому.

- динамичность - способность уточнять модель учащегося по мере накопления данных.

В модели структуры дисциплины вершинам и дугам между ними можно дать оценку, равную 1. Системе знаний, описываемой данной моделью, соответствует максимальная оценка по предмету. Модель системы знаний и умений, полученных школьником при обучении, можно представить как нечеткий ориентированный граф Н=(Х*,и*), где Х*СХ, и*<^и. В данном случае оценки вершин графа отражают знания обучаемого по теме х„ а оценки дуг графа отражают умения обучаемого использовать полученные по теме х, знания. Оценки принадлежат интервалу [0,1]. При формировании преподавателем тестовых заданий для каждого задания в качестве служебной информации фиксируются в количественном выражении знания, по каким темам необходимы для получения правильного результата. Оценке вершины графа соответствует оценка правильности ответа на тестовое задание по данной теме, а значению функции принадлежности связи между темами соответствует оценка правильности использования знаний по другой теме, необходимой при выполнении задания. Таким образом, если при ответе обучаемый правильно использовал знания, полученные при изучении соответствующих тестовому заданию тем и пришел к правильному результату, то значения функций принадлежности будут высокими.

При тематическом контроле предложено применить базисные характеристики, практическая реализация 'которых позволит повысить адаптивность системы. Для оценки знаний обучаемого в процессе тестирования предложено изменять параметры модели обучаемого в зависимости от ответов на выборку вопросов из имеющегося их множества.

Для оценки системы приобретенных обучаемым знаний в процессе итогового контроля, предложено сравнить модель системы знаний обучаемого и эталонную модель структуры предмета с целью установления степени сходства между ними. При этом устанавливается сходство между моделью структуры изучаемой дисциплины (графом С=(Х,и)) и моделью системы знаний обучаемого (графом Н=(Х*, и*)) и вычисляется степень сходства по вершинам и по дугам.

Обучающая система для управления процессом контроля знаний и моделью обучаемого должна предоставлять возможность введения параметров в тест.

К параметрам, которые относятся к описанию способов контроля знаний, относятся:

- тип контроля (итоговый, промежуточный);

• наименьшая оценка, при которой тема считается сданной;

- количество вопросов ¿„ и количество ответов С*„;

- способ подсчета оценки:

суммирование - итоговая оценка X равна сумме баллов Х„ полученных за отдельные ответы:

шкалирование - итоговая оценка X подсчитывается в соответствии со шкалой, заданной минимальным и максимальным баллами:

процент - итоговая оценка X подсчитывается как процент правильных ответов:

- схема проведения опроса, которая задает условия окончания опроса: линейно-последовательная схема, когда задаются все вопросы с

последующим подсчетом оценки;

дополняющая схема, когда задается минимальное число вопросов. Если по результатам подсчета оценки выясняется, что разброс оценок большой или оценка близка к критической, то задаются дополнительные вопросы, пока не будет пуст весь список вопросов по данной теме или задано максимально допустимое количество вопросов.

- способ выдачи вопросов (случайно; по формированию списка);

- время проведения контроля знаний I

Выбор способа реализации контроля знаний предоставлен преподавателю путем задания и изменения значений некоторых параметров.

Контроль знаний неразрывно связан со способом определения правильности ответа. Показана зависимость правильности ответа от типа ответа. Выделены методы определения правильности выборочных ответов. Предложены различные виды оценки ответов обучаемого.

Выбор такой широкой параметризации системы продиктован тем, что она должна помочь эффективно решать основную задачу — управление процессом обучения на основе обеспечения каждого учащегося индивидуальной программой, соответствующей уровню его подготовки, интеллекту, отвечающей поставленным стандартом целям, детальной диагностики знаний учащихся

Во второй главе «Организация и постановка эксперимента по определению эффективности применения обучающей системы с элементами искусственного интеллекта» проведен обзор и сравнительный анализ средств разработки обучающих программ. Подготовлены прототипы программной реализации функциональных блоков, организовано взаимодействие между ними.

Обучающая система представляет собой программный комплекс, состоящий из системы управления, которая организует работу обучающей системы в целом, и системы контроля знаний. Комплекс выполняет следующие функции:

- поддерживает работу в локальной сети;

- осуществляет настройку системы на требования конкретного пользователя, организовывая внешнее управление процессом обучения.

Каждая составляющая комплекса реализует собственные функции и осуществляет взаимодействие с остальными. Взаимодействие компонентов строится в соответствии с принципами управляемого диалога, обеспечивающего действительную интерактивность. Система управления и система контроля знаний формируют задания, организуют взаимодействие с обучаемым, оценивают его ответы и записывают результаты в базу данных.

Описания тестов и заданий на тестирование хранятся во внешних файлах базы данных. Внешнее управление работой системы контроля знаний позволяет выбирать произвольные схемы тестирования, включая адаптивные. Они позволяют формировать тест на основе параметров вопросов.

Для реализации системы контроля знаний были составлены тесты, описание которых состоит из следующих частей:

- описание вопросов.

- описание эталонов, методов и оценок ответов обучаемых.

- описание правил формирования теста из списка контрольных заданий и методов оценки теста в целом.

Для реализации схемы диалога с системой предусматривается работа анализатора ответов, который обеспечивает следующие режимы диалога: .

- простой выборочный ответ;

- выборочно-конструируемый ответ;

- ответ на соответствие;

- ответ на установление правильной последовательности;

- свободно-конструируемый ответ.

Организация работы системы в локальной сети обеспечивается за счет размещения на сервере системы управления, базы данных результатов, системы контроля знаний, учебных материалов и тестов.

Обучающая система является одновременно и программной оболочкой, которая может быть адаптирована к любой дисциплине путем подготовки банка текстовых учебных материалов, вопросов и ответов. Она позволяет регистрировать обучаемых, проводить контроль знаний и предоставлять протоколы результатов.

Обоснованы принципы дизайна автоматизированной обучающей системы. Интерфейс системы унифицирован для обеспечения работы с системой пользователей с минимальными навыками работы с компьютером. Защита баз данных системы реализована программным способом.

Проведено исследование учебного процесса с применением обучающей системы для подтверждения выдвинутой в диссертационной работе гипотезы.

Для организации и постановки эксперимента работа была проведена по следующей схеме (рисунок 2).

Подготовка тестом», »«иштй

Прошение экегкрпиенвд группах школьнике« с не полном ни«м пвдготоменяык

Оцет* пчесгва Оценка мчесгва

учебного процесса учебного процесса

учителями учащимися

Рисунок 2. Последовательность проведения эксперимента по применению

обучающей системы Под «контролем» понимают выявление и измерение результатов учебной деятельности обучаемых, а также оценивание их знаний, умений и навыков. Существует мнение, что традиционные методы контроля знаний не отвечают своей цели, недостаточно эффективны. На сегодняшний день все большее

распространение приобретает тестирование как сравнительно новый для нашей страны способ контроля знаний. При апробации обучающей системы для реализации контроля знаний были решены следующие вопросы:

- какую учебную дисциплину выбрать в качестве экспериментальной для выборочного контроля;

- каково должно быть количество и содержание тестовых заданий в множестве вопросов и в выборочном множестве;

- как убедиться в валидности, надежности, дискриминативности тестов и при необходимости скорректировать их;

- для каждого задания определить параметры трудности и дифференцирующей способности.

После проведения апробации обучающей системы на основании полученных статистических результатов был сделан другой анализ - на предмет пригодности данного теста вообще для оценки знаний и проведена оценка статистической значимости заключения.

Для проверки выдвинутого предположения о влиянии применения обучающей системы на уровень подготовки обучаемых был использован двусторонний критерий Колмогорова-Смирнова. Он позволяет рассчитать

значение эмпирического критерия и сделать правильное заключение о существовании различий в уровне подготовки экспериментальных и контрольных классов до применения в процессе обучения разработанной системы. В результате сравнения двух эмпирических выборок в изучения курса информатики при её нестандартном (экспериментальные классы) и традиционном изложении (контрольные классы) изложениях были получены следующие результаты:

- х-= , что говорит о примерно одинаковом уровне подготовки по информатике контрольных и экспериментальных классов до применения в учебном процессе обучающей системы.

. = ''Я000 свидетельствует о более высоком уровне подготовки экспериментальных классов по сравнению с контрольными после изучения курса информатики с использованием обучающей системы.

Кроме того, из графика на рисунке 3 видно, что наибольшие различия наблюдаются для средне и слабоуспевающих школьников. Это обстоятельство позволяет сделать заключение о том, что предлагаемое применение изложения изучаемого материала с помощью обучающей системы может быть рекомендовано для практического использования в преподавании информатики в средних школах.

Рисунок 3. Сопоставление эмпирических частот двух выборок

После подготовки тестовых заданий предполагалось проведение эксперимента, направленного на решение главной задачи исследования -выяснения влияния использования обучающей системы в учебном процессе школы на повышение качества учебного процесса.

Предложено провести многокритериальную оценку качества учебного процесса с применением обучающей системы методом экспертных оценок.

В качестве объектов экспертизы были выбраны традиционный учебный процесс в среднем общеобразовательной школе и учебный процесс с использованием обучающей системы. Целью является определение сравнительной оценки объектов по набору критериев. Набор критериев был определен коллективом экспертов как общий для классов, в которых учебный процесс проводился с применением обучающей системы в экспериментальном классе.

Для достижения цели предложено использование метода непосредственной оценки с применением балльной системы, метод ранжирования с проверкой согласования мнений экспертов и парную оценку показателей относительного соответствия. За изменением качества учебного процесса можно проследить по рисункам 4 и 5.

Рисунок 4. Качества традиционного учебного процесса Средневзвешенная оценка качества традиционного учебного процесса в баллах Кт~3.535

Средневзвешенная оценка качества традиционного учебного процесса в баллах Кт=3.615

Проведение этого этапа факторного анализа учебного процесса позволило сформировать правильное представление о влиянии использования обучающей системы на его качество при обязательном учете других факторов. Эта задача решена на основе опроса школьников с помощью специальной анкеты, в которой они анонимно дают оценки по пятибалльной шкале уровню использования различных факторов в учебном процессе. На основе статистической обработки результатов анкетирования построен график зависимости между учебным процессом и обучающей системой (рисунок 6).

Рисунок 5. Качества учебного процесса с применением обучающей

системы

¡'¡Зг* ...... ]

Рисунок 6. Корреляционная зависимость между учебным процессом и обеспечением электронными учебными материалами По результатам эконометрического моделирования можно записать уравнение линейной зависимости

у = -0,187*, +0,57:г2 +0,225*3 -0,103*5+0,547

Далее проведена оценка качества построенной модели при исследовании её адекватности, что позволило сделать вывод о том, что экономегрическая модель достаточно надежна, а статистический анализ степени удовлетворенности школьников графически представлен на рисунке 7.

Рисунок 7. Диафамма степени удовлетворенности В результате проведения эксперимента доказано, что качество учебного процесса с применением обучающей системы п большей степени отвечает всем требованиям критериев.

В заключении обобщаются результаты работы и отмечается, что полученные результаты подтверждают гипотезу исследования и позволяют сформулировать основные выводы.

Основные результаты В ходе исследования было установлено, что в условиях глобального постиндустриального общества среднее образование постепенно станови тся самым доступным типом образования, ориентированным на опережающее развитие в контексте качественных общественных изменений и современных научных достижений.

. Проведенный анализ современного состояния и перспектив развития обучающих систем с элементами искусственного интеллекта позволяет утверждать, что они играют роль инноваций в области совершенствования учебного процесса.

На основе теоретического исследования и опытно-экспериментальной работы, выполненной в соответствии с задачами исследования, были определены основные направления и оптимальные условия повышения эффективности процесса формирования качественно подготовленного выпускника средней школы. Многолетнее изучение тенденций обновления

системы образования, процессов становления и развития образовательных информационных технологий позволяет сформулировать следующие принципиально важные позиции:

1. Важность обеспечения современного уровня качества образования в средних общеобразовательных школах с целью реализации социального заказа общества обуславливает объективную необходимость модернизации данной системы образования.

2. В результате проведенного теоретического и экспериментального исследования сделан вывод о том, что общая эффективность учебного процесса зависит от использования многофункциональных программных средств учебного назначения, в частности, интеллектуальных обучающих систем. Для реализации функциональных, дидактических и практических требований её архитектура должна быть представлена как иерархия подсистем, взаимодействующих между собой, но решающих собственные задачи.

3. Для реализации принципа индивидуального подхода к обучаемому и обеспечения обратной связи функционирование обучающей системы основано на построении моделей учебных дисциплин, моделей обучаемых и дифференцированном подходе при контроле знаний.

4. При внедрении обучающей системы в учебный процесс необходимо опираться на принцип педагогической целесообразности применения программных средств. Использование данной системы освобождает преподавателя от рутинной работы, придает его труду творческий характер и позволяет сохранить и тиражировать педагогический опыт знаний и методики преподавания. Поэтому экспериментально разработанные и проверенные на практике научно-методические рекомендации адресуются руководителям средних образовательных учреждений, осуществляющих опытно-экспериментальную деятельность, а также их педагогическим коллективам с целью организации ими системной и эффективной деятельности.

Приложения содержат анкету экспертных оценок учебного процесса, копии рабочих окон системы, статистические результаты и фрагменты текста программы.

Исследование не претендует на исчерпывающее раскрытие проблемы. Раскрытые в настоящей работе теоретические и практические основы проблемы, определенные концептуальные и программно-целевые подходы будут способствовать эффективности процесса информатизации образовательной деятельности и, как следствие, повышению качества образования выпускников средних общеобразовательных школ.

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях:

1. Покалицына О.В. Компьютеризация учебного процесса //Вестник МГОУ.Армавир, 2001. №3,- С. 65-70.

2. Покалицына О.В. Дистанционное обучение: возможности и проблемы // Вестник МГОУ. Армавир, 2002. №2,- С. 61-62

3. Покалицына О.В. Компьютерное обеспечение процесса обучения в средних учебных заведениях // LVII научная сессия, посвященная Дню радио. Москва, 2002 Труды. Том 1, - С. 295-296

4. Покалицына О.В. Информационные технологии в организации учебного процесса // Вестник МГОУ. Армавир, 2003. №2.- С. 103-106

5. Покалицына О.В. Требования к обучающей программе, LVIII научная сессия, посвященная Дню радио. Москва, 2003 Труды. Том 1, - С. 113-115

6. Покалицына О.В. Модели использования электронных учебных материалов (в среднем профессиональном образовании) // Вестник МГОУ. Кавказская, 2004. №1(14). - С.125-128

7. Покалицына О.В., Тарасенко А.П. Структурирование учебной информации при обучении с помощью компьютерных технологий // Материалы VII Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии в промышленности и учебном процессе» г.Арзамас, М.-.РНТОРЭС, 2004.- с.55-57

8. Покалицына О.В., Постников И.И. Комплексный подход к разработке автоматизированных обучающих систем // Материалы VII Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии в промышленности и учебном процессе» г.Арзамас, М.:РНТОРЭС, 2004.- с.52-54

9. Покалицына О.В. Модель представления учебного материала и обучаемого в адаптивной автоматизированной обучающей системе // Вестник МГОУ. Кавказская, 2005. №2.- С. 85-87.

10. Покалицына О.В. Эконометрическое моделирование влияния факторов на качество учебного процесса в среднем профессиональном учебном заведении // «Образование - Наука - Творчество». Армавир, 2005.№ 6. -С.72-77

*11. Покалицына О.В. Интеграция информационных и телекоммуникационных технологий в процесс интеллектуального воспитания школьников // Информатика и образование, М.: Изд-во «Образование и информатика (ИНФО)», 2006. №10 - С. 113-115

* 12. Покалицына О.В. Образовательная среда на основе информационных и телекоммуникационных технологий как фактор интеллектуальной воспитанности // XVI Международная конференция — выставка "Информационные технологии в образовании" ("ИТО-2006"), часть 2, С.63-65

* 13. Покалицына О.В. Интеллектуальная обучающая система «Диалог» //Компьютерные учебные программы и инновации. -М: ГОСКООРЦЕНТР, РУИ, 2006. № 12, С.13-14

Покалицына Ольга Васильевна Автореферат

Интеллектуальная обучающая система как средство повышения качества обучения в современной школе

Подписано в печать 15.11.2006 г. Бумага офсетная. Формат 60x84/16, Усл. печ. - 1,2. Тираж 100 экз.

Издательство Карачаево-Черкесского государственного университета 369202, г.Карачаевск, ул-Пенина, 29 ЛР М> 040310 от 21.16.1997 г.

Набрано и отпечатано в типографии Карачаево- Черкесского госуниверситета: 369202, г.Карачаевск, улЛенина, 29

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Покалицына, Ольга Васильевна, 2006 год

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ОБРАЗОВАНИЯ В СРЕДНЕЙ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЕ НА

ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ОБУЧАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ.li

1.1 Необходимость применения современных информационных технологии в образовательном процессе.li

1.2 Сущностные характеристики современных обучающих средств и факторы повышения эффективности образовательного процесса при применении обучающей системы.

1.3 Интеграция обучающей системы в образовательный процесс средней школы.5:

1.4 Разработка информационно-логической и структурной модели обучающей системы.5!

Выводы по первой главе.9!

ГЛАВА 2. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА ПО

ОПРЕДЕЛЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ОБУЧАЮЩЕЙ

СИСТЕМЫ С ЭЛЕМЕНТАМИ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА.

2.1 Программная реализация обучающей системы с элементами искусственного интеллекта.10:

2.1.1 Состав и функции основных модулей обучающей системы.Ш

2.1.2 Параметризация обучающей системы.

2.1.3 Разработка системы защиты и дизайн обучающей системы.

2.2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗРАБОТАННОЙ ОБУЧАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ С ЭЛЕМЕНТАМИ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА.

2.2.1 Подготовка тестовых заданий в соответствии с теорией тестирования и проведение эксперимента.

2.2.2 Экспертная оценка качества учебного процесса.13;

Выводы по второй главе.14'

Введение диссертации по педагогике, на тему "Интеллектуальная обучающая система как средство повышения качества обучения в современной школе"

Развитие и широкое применение информационных технологий является глобальной тенденцией мирового развития и научно-технической революцией последних десятилетий.

Современное общество характеризуется интенсивным участием в процессе информатизации. Информатизация общества - это глобальное социальное явление, которое характеризуется накоплением, обработкой, хранением, передачей и использованием информации.

Сегодня информатизация как технико-технологическая база становления информационного общества выступает национальным стратегическим ресурсом, определяющим не только общий уровень социального и культурного развития государства, но и его место в глобальном процессе мирового развития.

Основной задачей системы образования является удовлетворение потребностей государства в выполнении социального заказа. Современные запросы влекут за собой непрерывное совершенствование учебного процесса, поэтому процесс обучения должен быть достаточно гибким для быстрой адаптации к меняющимся требованиям. Одним из средств, способствующих повышению качества подготовки учащихся и формированию соответствующей образовательной среды, являются новые информационные технологии обучения, базирующиеся на применении обучающих систем с элементам* искусственного интеллекта. При разумной организации они интенсифицируют процесс обучения, обеспечивают формирование глубоких знаний, выработку прочных умений и твердых навыков, а также вносят свой вклад в процесс воспитания учащихся.

В настоящее время процесс обучения, основанный на опыте и интуицш работников средней школы, нуждается в серьезном совершенствовании i научном обосновании принимаемых решений. Это особенно актуально i условиях все возрастающих требований к подготовке учащихся, необходимост] частого обновления учебных планов и учебно-методического обеспечения необходимости повышения качества учебного процесса в условия: современной России. Необходим поиск новых подходов, обеспечивающий целесообразную перестройку системы образования с учетом жизненных реалий.

Наиболее перспективными средствами разрешения этих проблем являются инструментальные системы, которые принято называть обучающими системами с элементами искусственного интеллекта [31,32,50,64,106].

К основным достоинствам данных обучающих систем относятся:

- возможность использования преимуществ индивидуального обучения;

- обучение навыкам самостоятельной работы;

- освобождение учителя от рутинной работы;

- возможность использования и тиражирования передового педагогического опыта;

- возможность индивидуальной адаптации курса обучения к потребностям обучаемых или условиям обучения.

Многие аспекты применения интеллектуальных обучающих систем разрабатывались педагогами, психологами, специалистами в области информационных технологий: основополагающие проблемы теории педагогических систем и инновационных процессов в образования (П.Я.Гальлерин, В.В.Давыдов, М.И.Махмутов и др.), вопросы разработка кибернетической теории обучения и создание автоматизированного обученш (Ю.К.Бабанский, В.П.Беспалько, А.И. Берг, В.М. Глушков, Н.Ф.Талызина Н.Д.Никандров, И.Я.Лернер и др.); исследования, связанные с созданием \ использованием в учебном процессе обучающих средств с элементам* искусственного интеллекта, проведены Н.П.Брусенцовым, П.Л Брусиловским. В.А. Петрушиным и др.

В исследованиях российских ученых (А.А.Андреева, Н.В.Апатова Е.И.Машбиц, Е.С.Полат, И.П.Норенкова и др.) сформулированы общи< принципы построения обучающих систем, определены основные направление их применения в образовании. Но при этом они не учитывают особенносте] функционирования средних общеобразовательных школ.

Системный подход к созданию обучающих систем нового уровня для эффективного обучения учащихся дает возможность рассматривать все компоненты современных обучающих систем в тесной взаимосвязи с требованиями социального заказа к выпускнику средней школы. Попытки моделировать учебный процесс помогают подойти к нему как к сложной динамической системе и учесть те возможности, которые открывает применение компьютерных средств обучения. В исследовании учебного процесса модель выступает как важнейшее средство наглядного представления связей и отношений его компонентов. Соответственно для организации и научного исследования учебного процесса средней общеобразовательной школы моделирование становится все более насущно необходимым. Постоянно корректируемая модель должна являться исходным этапом и необходимым условием для построения обучающей системы с элементами искусственного интеллекта.

Модели позволяют находить оптимальные структуры процессе обучения, исходя из поставленной цели. Средствами оптимизации обучение являются: отбор содержания обучения и установление последовательности пр* изучении дисциплины, прочных связей и взаимоотношений между предметам* и видами обучения. Чем теснее и глубже эта связь, тем выше уровень научной \ профессиональной подготовки учащихся.

Анализ научной литературы и исследований в данном направленш позволил выявить наличие следующих противоречий, которые имеют место ] современном процессе обучения в подавляющем большинстве средни: общеобразовательных школ:

1. Между экспоненциальным ростом информации, определяющей содержани образования с ограниченным временем обучения и возможностям] субъектов образовательного процесса.

2. Между качеством подготовки учащихся и потребностями и ожиданиям: общества.

3. Образовательный процесс современной школы должен основываться на широком использовании возможностей информационной образовательной среды, для формирования которой требуется активная работа педагогов по подготовке электронных образовательных ресурсов. В то же время недостаточно проработаны принципы создания таких учебно-методических материалов нового поколения.

4. Между качеством обучения путем проверки соответствия требований к подготовке выпускников уровневым стандартам знаний и путем выявления пробелов в подготовке учащихся.

5. Между сложившейся традиционной системой образования, включающей в себя как одну из составляющих форму массового обучения, и его индивидуализацией.

6. Между подготовкой учащихся в средних общеобразовательных школах в соответствии с государственными стандартами и обеспечением функционирования образовательного процесса с учетом индивидуальных особенностей и возможностей учащихся.

Исходя из этого, проблема исследования может быть сформулирована следующим образом: каковы структура и содержание обучения в современных условиях при использовании обучающих систем с элементами искусственного интеллекта для повышения качества обучения в средних школах в целя> подготовки учащихся, соответствующих социальному заказу.

Объектом исследования является структура и технология созданш интеллектуальной обучающей системы и обучающей системы и её практическая реализация.

Предметом исследования является анализ качества обучения в средни) общеобразовательных школах с использованием обучающей системы, которая предоставляет новые возможности организации учебного процесса, повышена эффективности процесса обучения и улучшение его качества, интеграции обучающей системы с элементами искусственного интеллекта i образовательный процесс.

Целью работы является разработка и формирование информационно-логической и структурной модели обучающей системы, включающей в себя модель предметной области, модель обучаемого, модель системы знаний обучаемого, стратегию оценки системы знаний обучаемого.

Гипотеза исследования состоит в предположении, что внедрение в образовательный процесс средней школы обучающей системы с элементами искусственного интеллекта обеспечит его совершенствование с целью повышения качества обучения, если:

- обучающая система спроектирована как адаптивная система, ориентированная на обеспечение дифференцированного подхода к обучаемым в зависимости от уровня их подготовленности и исследовании возможности контроля знаний учащихся с использованием специально разработанных моделей предметной области, обучаемого и системы его знаний;

- преподавателям предоставлена возможность активно участвовать в проектировании и актуализации индивидуальных образовательных траекторий, что обеспечивает личностноориентированный подход к организации процесса обучения;

- формирование информационной образовательной среды школы осуществлено на основе системной интеграции обучающих компьютерных технологий и сложившихся педагогических опыта, знаний, традиций.

В соответствии с целью, объектом, предметом и гипотезой исследование были поставлены следующие задачи исследования:

- на основе теоретического анализа научно-методической и психолого педагогической литературы уточнить классификацию образовательны? программных средств, применяемую в образовательном процессе средней учебного заведения; провести анализ существующих обучающих систем i тенденций их развития;

- исследовать и обосновать с педагогических позиций структур} обучающей системы с элементами искусственного интеллекта и ее роль i совершенствовании образовательного процесса, рассматривая её как адаптивную систему;

- определить взаимосвязи и функциональные характеристики ее элементов, разработать необходимые компоненты для создания многофункциональной обучающей системы, позволяющей решать разноплановые задачи и реализовывать различные технологии обучения в зависимости от индивидуальных особенностей и требований пользователя;

- выполнить практическую реализацию многофункциональной обучающей системы;

- экспериментально проверить эффективность моделей предметной области, обучаемого, системы знаний на основе построения оптимальных образовательных траекторий учащихся, обеспечивающих повышение качества обучения.

Методологической основой исследования явились: современные гуманистически ориентированные философские, психологические и педагогические концепции; концептуальные положения о деятельностной и творческой сущности личности и ее многофакторном развитии; аксиологический подход, рассматривающий человека как высшую ценность; фундаментальные положения общей педагогики; концепции информатизации общества и сферы образования; научно-исторический подход к изучению феномена «информационная технология».

Теоретическую основу исследования составили: концепции целостного подхода к формированию учебной деятельности учащихся (Ю.К.Бабанский. П.Я. Гальперин, Л.В.Занков, В.В. Краевский, И.Я. Лернер, А.М.Матюшкин, М.И.Махмутов, М.Н.Скаткин, Н.Ф.Талызина и др.); теории проектирования педагогических технологий (В.С.Безрукова, В.П. Беспалько, В.И.Боголюбов. И.Я.Зимняя, М.В.Кларин, В.Ю.Питюков, Г.К.Селевко, С.А.Смирнов, и др.): научные работы по проблемам использования информационные технологий е учебном процессе (Ю.С.Брановский, В.И.Гриценко, В.А.Извозчиков, А.П.Ершов, И.Г.Захарова, Ю.А.Кравченко, С.В.Монахов, Е.С.Полат,

И.В.Роберт, В.А.Трайнев и др.); проблемы информатизации образования (Д.Б.Богоявленский, А.Г.Кушниренко, В.А.Сластенин и др.); теоретические и методические основы формирования информационной культуры учащихся (В.А. Виноградов, Г.Г.Воробьев, М.Г.Вохрышева, Н.И.Гендина, А.А.Гречихин, Г.А.Жаркова, Н.Б.Зиновьева, Ю.С.Зубов, Г.М.Клименко, С.М.Конюшенко, Б.А.Семеновкер, Э.П.Семенюк, Л.В.Скворцов, И.Г.Хангельдиева и др.); общая теория обучения (Ю.К.Бабанский, В.И.Загвязинский, ИЛ.Лернер и др.), теория моделирования учебного процесса (Ю.К.Бабанский, В.П.Беспалько, Е.И.Машбиц, М.В.Кларин и др.), принципы формирования информационной среды учебных заведений (А.А.Андреев, Ю.Н.Афанасьев, В.В.Рубцов. И.К.Шалаев и др.)

Методы исследования: теоретические - изучение и анализ научной литературы в области педагогики, обучающих систем, информационных технологий; аналитический метод оценки качества организации образовательного процесса с использованием обучающей системы; методы новых информационны? технологий; в разработке программного обеспечения использовалас! технология объектно-ориентированного программирования; экспериментальные - опытно-экспериментальная работа, изучение процесса обучения в ходе самостоятельной работы учащихся, наблюдений з; учащимися, проведение анкетирования и его анализ, бесед с учителями проведения и анализа тестирования учащихся; планирование, подготовка проведение эксперимента и анализ его результатов; статистико-математические методы по обработк/ экспериментальных данных, методы системного анализа, теории множеств теории графов, теории оптимизации, эконометрики, а также метод экспертны: оценок.

База исследования:

Основной базой исследования является учебный процесс в средних общеобразовательных школах №5, №1, №17 г.Кропоткина Краснодарского края и НОУ СПО «Юридический техникум г.Кропоткина».

Научная новизна исследования состоит в том, что:

- предложена собственная типология компьютерных средств обучения (однофункциональные и многофункциональные программные средства учебного назначения) в зависимости от числа реализуемых функций и их назначения;

- дано определение интеллектуальной обучающей системы как совокупности технических, алгоритмических, программных и информационно-методических средств, предназначенных для реализации адаптивногс обучающего диалога, поиска и обработки учебной информации и для организации качественного процесса обучения;

- разработана структурно-функциональная модель учащегося, содержащая инвариантную и специфичную компоненты, использование которой обеспечивает целенаправленный характер формирования профиля пользователз при применении обучающей системы;

- определены и функционально обоснованы необходимые компонента обучающей системы (подсистема управления обучением, подсистем; тестирования, подсистема ознакомления с предметной областью), позволяющее решать разноплановые задачи и реализовывать различные технологии обучение в зависимости от индивидуальных особенностей и требований пользователя;

- разработана модель формирования оптимальных планов изучена дисциплины на основе иерархической семантической сети; модель обучаемогс обеспечивающая возможность учета его характеристик и выбора стратеги] управления процессом обучения;

- построены модели тематической и итоговой оценки контроля знани] учащихся. Тематический контроль реализует алгоритм адаптивног тестирования, при котором изменяется модель обучаемого и предоставляемы при тестировании вопросы. Оценка знаний при итоговом контрол осуществляется путем сравнения построенной в процессе обучения модели системы знаний обучаемого и эталонной моделью структуры предмета.

Теоретическая значимость исследования состоит в том, что разработана авторская классификация образовательных программных средств, созданная на базе выделения количества основных реализуемых в учебном процессе функциональных возможностей; уточнено содержание понятия «интеллектуальная обучающая система», обосновано значение применения обучающей системы для подготовки учащихся средних общеобразовательных школ; разработан подход к обучению, позволяющий повысить качестве обучения при реализации стратегии оптимального автоматизированногс обучения путем использования в учебном процессе обучающих систем с элементами искусственного интеллекта.

Практическая значимость исследования обуславливается четкс выраженной потребностью в совершенствовании и разработке новы> технологий обучения в условиях перехода к непрерывному образованию и егс информатизации. Она заключается в том, что полученные результаты пс формированию моделей предметной области и оценки знаний могут быт] использованы при разработке обучающих систем с элементами искусственное интеллекта для достижения оптимального управления процессом обучения Материалы диссертационного исследования могут быть также использованы i разработке методик при проведении социологических исследований новы) форм обучения.

Сформированная на основе данных результатов работы обучающая система внедрена в юридическом техникуме и железнодорожном училищ» г.Кропоткина и представляет собой программно-методическое обеспечение занятий по информатике. Определена её роль и место в учебном процессе разработаны основы методики использования данного программного средств; при проведении занятий, организации самостоятельной работы, подготовка результатов тестирования и их анализу с использованием ЭВМ. Применен» обучающей системы позволило снизить затраты на организацию и проведени учебных мероприятий, перераспределить нагрузку преподавателей с рутинной на творческую, повысить оперативность обеспечения учебного процесса учебно-методическими средствами при изменении структуры и содержания обучения, следствием чего является увеличение мобильности системы образования.

Достоверность и обоснованность результатов исследования обеспечивалась опорой на методологию исходных теоретических позиций, применением различных методов исследования, адекватных природе изучаемого феномена и соответствующих цели и задачам исследования, соблюдением требований технологии педагогического исследования устойчивой повторяемостью фактов, сочетанием и взаимопроверкой результатов, репрезентативностью опытно-экспериментальных данных. Положения, выносимые на защиту:

1. Классификация образовательных программных средств, предназначенные для использования в средних учебных заведениях выглядит следующих образом: однофункциональные и многофункциональные программные средств; учебного назначения. В качестве их классификационных признаков выступаю-основное назначение и число ведущих функций.

2. Интеллектуальная обучающая система представляет собой совокупност] связанных в единое целое технических, программно - алгоритмических, i информационно-методических средств, предназначенных для реализацш адаптивного обучающего диалога, поиска и обработки учебной информации i для организации качественного процесса обучения. Интеллектуальна обучающая система осуществляет подготовку обучаемого на основе модел] предметной области, модели обучаемого, модели контроля системы знани обучаемого и настройки на требования преподавателя общеобразовательно] школы.

3. Индивидуализация обучения является одним из факторов повышени качества обучения. Индивидуальный подход к каждому учащемус обеспечивает адаптивностью обучающей системы, которая осуществляется н основе изменения параметров управления учебном процессом, изменения параметров модели обучаемого и модели контроля системы знаний обучаемого. Реализация функционирования подсистем, входящих в структуру обучающей системы, основана на данных моделях.

4. Формирование многокомпонентной модели обучаемого позволяет осуществить адаптацию обучающей системы к конкретному обучаемому, Поэтому она должна включать в себя сведения о цели обучения; о знаниях обучаемого в рамках изучаемого предмета (текущее состояние процессе обучения); об особенностях подачи учебных материалов и выбора контрольны? заданий и вопросов.

5. Модель предметной области должна отражать взаимосвязи понятий (тем' предметной области и может быть использована для определенш последовательности изучения тем и для получения целостного образа знаний относящихся к данной предметной области. Для её представления предложен* модель, позволяющая объединить декларативные и процедурные знания i использовать для анализа модели предметной области аппарат теории графов.

6. Контроль знаний обучаемого обеспечивает обратную связь и предназначь для определения уровня знаний учащегося с целью организации эффективной управления обучением в целях повышения его качества. Применена обучающей системы позволяет построить модель системы знаний обучаемого При тематическом контроле предложено применить базисные характеристики практическая реализация которых позволит повысить адаптивность системы При итоговом контроле вывод об уровне знаний обучаемого можно сделать п< степени сходства модели его системы знаний и эталонной модели структурь предмета.

7. Организация контроля знаний с использованием обучающей систем! базируется на тестовом множестве заданий по одной отдельно взятой учебно: дисциплине, которые характеризуются объективной оценкой тестовых заданий н валидность, надежность и дискриминативность. Методом экспертной оценки поел предварительного определения набора критериев показано, что качество учебног процесса с применением обучающей системы в большей степени отвечает их требованиям и успех учебного процесса в большей степени зависит от использования электронных учебных материалов и методического обеспечения.

Апробация и внедрение результатов исследования осуществлялись на протяжении всего периода исследования, докладывались и обсуждались на:

- LVII и LVIII Научной сессии, посвященной Дню радио (Российское научно-техническое общество радиотехники, электроники и связи им.А.С.Попова, май 2002,2003 г.Москва);

- VII Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии в промышленности и учебном процессе», (апрель 2004г., г.Арзамас);

- XVI Международной конференции-выставке "Информационные технологии в образовании" (ноябрь 2006г., г.Москва);

- научно-практичсеких конференциях филиала Московскогс государственного открытого университета (МГОУ ) «Информационные технологии в промышленности и учебном процессе» в г.Кропоткине (май 2003г, май 2004г);

- заседаниях педагогических советов школ и юридического техникума г.Кропоткина.

Результаты исследования нашли отражение в научных статьях, тезисах докладов, опубликованных автором. Разработанная интеллектуальная обучающая система «Диалог» зарегистрирована в «Национальном информационном фонде неопубликованных документов» за №50200601359 и е отраслевом фонде алгоритмов и программ ФГНУ «Государственный координационный центр информационных технологий», что подтверждается свидетельством № 6601 и публикацией в газете «Инновации в науке v образовании» (№7 (18) июль 2006г.), а также в журнале «Компьютерные учебные программы и инновации» ((№12 2006г.).

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит и: введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы к приложений. Общий объем 187 страниц машинописного текста, включая 1S рисунков, 22 таблицы и 11 приложений. Список литературы включает 16£ наименований.

Заключение диссертации научная статья по теме "Общая педагогика, история педагогики и образования"

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Проведена классификация современных средств обучения по разным признакам и критериям. Рассмотрены известные средства компьютерной поддержки процессов обучения, определены их достоинства и недостатки. Пс изменению главной цели создания обучающих систем прослежено изменение к их функций. Предложена собственная типология обучающих программных средств на основе реализации одной или нескольких функций. Показано, что е настоящее время наиболее перспективным направлением развития обучающих систем является применение для их разработки технологии искусственного интеллекта.

2. На основе приведенных функциональных, дидактических и практических требований к разрабатываемой системе сделан вывод, что использование системы, удовлетворяющей таким требованиям, позволит существеннс повысить эффективность и качество обучения. При этом функции управленш процессом обучения, обеспечение адаптации и оценку знаний обучаемого можнс передать обучающей системе с элементами искусственного интеллекта.

3. Архитектура такой обучающей системы представлена как иерархи? подсистем, взаимодействующих между собой. Каждая из подсистем решает свои задачи, которые соответствуют основным режимам функционировании системы в целом.

4. На основе такого подхода разработана метамодель основы базы знаний средней школы. Подсистема ознакомления с предметной областью ш тематическом уровне метамодели представлена в виде семантической сети. Это позволит осуществить реализацию индивидуальных планов изучения дисциплины для отдельных пользователей.

5. Модель обучаемого в данной системе сформирована в виде совокупности компонент, позволяющей устанавливать различные виды знаний об обучаемом. Формальная модель состояний обучаемого предполагает реализацию валидности, адекватности и динамичности при её построении. Целевая модель обучаемого соответствует нормативной модели специалиста, соответствующего социальному заказу. На основе теории нечетких графов разработана модель построения системы знаний обучаемого. Сформированы средства описания и реализации тестирования уровня знаний отдельно по темам и в целом пс дисциплине. При этом учитываются различные типы вопросов, способы определения правильности ответов.

6. Создан комплекс программно-информационных средств интеллектуальной обучающей системы «Диалог», реализующей разработанные модели и методы автоматизированного обучения.

7. При проведении экспериментальных исследований по определеник эффективности обучающей системы для обучения подготовлено множестве тестовых заданий. Для каждого задания разработаны параметры трудности v дифференцирующей способности, проведена проверка тестовых заданий т валидность, надежность и дискриминативность и подтверждена и> статистическая достоверность. Подтверждена гипотеза о нормальность распределения результатов тестирования знаний учащихся. Показано, что тест дает устойчивые результаты при повторном использовании его вариантов Проведена статистическая обработка результатов экспериментального сравненш уровня знаний в группах, обучающихся по традиционному методу и < применением обучающей системы. Методом экспертной критериальной оценет решена задача оценки влияния использования обучающей системы в учебног* процессе средней школы на повышение эффективности обучения, качеств; знаний и умений учащихся. Методом эконометрического моделированш доказано, что успех учебного процесса в большей степени зависит от использования электронных учебных материалов и методического обеспечения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Общим результатом работы является построение обучающей системы с элементами искусственного интеллекта в средней школе. На основе моделирования структуры и содержания обучения при использовании обучающих систем с элементами искусственного интеллекта определены её возможности для создания условий повышения качества обучения в средней школе, соответствующего социальному заказу.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Покалицына, Ольга Васильевна, Карачаевск

1. Абдулгалимов Г.Л., Баклаев Ш.А., Везиров Т.Г., //Информационные технологии в процессе подготовки современного специалиста: Межвузовский сборник. Липецк: ЛГПУ - 2001, вып.4, том 1

2. Абросимов В.В., Абросимов Д.В., Максудова Л.Г., Сельманова Н.Н, Опыт применения обучающе-аттестующей системы в учебном процессе //Телекоммуникации и информатизация образования. 2001. -№6(7)

3. Аванесов B.C. Научные проблемы тестового контроля знаний i Монография. М.: Исследовательский центр проблем качестве подготовки специалистов, 1994.

4. Аванесов B.C. Композиция тестовых заданий. М., 1996

5. Аванесов B.C. Форма тестовых заданий Москва: МИСиС, 1991

6. Агеев В.Н. Электронные учебники и автоматизированные обучающие системы.-М.: 2001

7. Агранович Б.Л., Филиппов В.М., Арсеньев Д. Г. Управление в высшей школе: опыт, тенденции, перспективы. М.:Логос, 2006.

8. Аджемов А.С. Единое образовательное пространство на основе инфотелекоммуникационных технологий //Сети и системы связи, 2001,№11

9. Алексеева Л.Н. Формирование гибкого содержания образования v обучения в средних специальных учебных заведениях. Автореф. дисс. . канд тех. наук. Москва, 1997.

10. Андреев А.А. Теоретико-методический подход к проектированию v реализации сетевого обучения. В сб. тезисов доклада "Интернет-технологи!: в открытом образовании" (2 ноября 2001 г., г. Москва). М., МЭСИ, 2001

11. Андреев А. А. Средства новых информационных технологий в образовании: систематизация и тенденции развития //Основы применения информационных технологий в учебном процессе вузов. СБ.научн. тр. М.:ВУ, 1999

12. Андреев А.А., Каплан C.JL, Краснова Г.А., Кобелев C.JL и др./ Отв.ред.В.И.Содлдаткин Основы открытого образования/ -т.1.-РГИОО,М. :НИИЦ РАО, 2002

13. Анисимов П.Ф., Байденко В.И. Системы качества среднего профессионального образования в Российской Федерации. Основные направления деятельности по их созданию // Новое качество высшего образования в современной России. М., 2000

14. Анисимов Н.М. Инновационная культура преподавателя вуза; Инновации. 2001 . N 1/2.

15. Афанасьев В.В., Афанасьева И.В., Тыщенко О.Б. Основные компоненты компьютерных технологий обучения //НИИВО 23.04.98, № 86-98, деп. Муром, ин-т, фил. Владим. ГОС. Ун-та. Муром, 1998

16. Байденко В.И. Стандарты в непрерывном образовании. Концептуально-теоретические и методологические проблемы. Москва, 1999

17. Баринова С.Н. Автоматизированные учебные курсы и их влияние ж качество процесса обучения /Материалы конференции «Информационные технологии в образовании», 1999. http://ito.bitpro.ru/

18. Башмаков А.И., Башмаков И.А. Разработка компьютерных учебников у обучающих систем. М.: Информационно-издательский дом «Филинъ», 2003

19. Башмаков А.И., Башмаков И.А. Разработка компьютерных и обучающго систем.//Вопросы Интернет-образования. 2003. № 10 http://center.fio.ru/vio/vio10/cdsite/Articles/artl32.htm

20. Башмаков И.А., Рабинович И.Д. Анализ моделей семантических сетей каь математического аппарата представления знаний об учебном материале / Справочник. Инженерный журнал, №8, 2002. М.: Машиностроение-2002

21. Белобородов В.Н., Крюков B.C., Новикова .Ю., Татур А.О

22. Критериальное шкалирование при оценке результатов тестирования. IX международная конференция-выставка «Информационные технологии в образовании». Сборник трудов участников конференции. Часть II М.: МИФИ, 1999

23. Белов В.В., Воробьев Е.М., Шаталов В.Е. Теория графов. Москва, 1976

24. Березин Н.В. Перспективы создания системы адаптивного тестирования как элемента централизованного тестирования / Научный вестник МГТУ ГА, серия "Информатика", 2001

25. Беспалько В.П. Образование и обучение с участием компьютеров (педагогика третьего тысячелетия) М.: Изд-во Московского психологосоциального института, Воронеж: Изд-во НПО «МОДЭК», 2002

26. Беспалько В.П. Педагогика и прогрессивные технологии обучения. -М.,1996

27. Беспалько В.П. Теоретические основы стандартизации образования h Педагогическое обеспечение государственного стандарта образования. М. 1994

28. Болч Б., Хуань Дж. К. Многомерные статистические методы для экономики. -М.: Статистика, 1979

29. Брановский Ю.С. Университет в формировании информационногс пространства // Вестник Ставропольского университета. 2001 . Вып. 27.

30. Брусиловский П.Л. Интеллектуальные обучающие системы L «Информатика», сер. «Информационные технологии. Средства и системы». -1990. -Вып.2.

31. Брусиловский П.Л. Построение и использование моделей обучаемого i интеллектуальных обучающих системах // Известия АН СССР. Техническая кибернетика. 1992. №5

32. Брусиловский П.Л. Построение и использование моделей обучаемого i интеллектуальных обучающих системах // Изв. РАН. Техн. Кибернетика.- 1992 №5

33. Брусиловский П.Л. Модели обучаемого в интеллектуальных обучающюситемах //Управляющие системы и машины. 1998

34. Булгаков М.В., Якивчук Е.Е. Инструментальные системы для разработки обучающих программ В кн. «Компьютерные технологии в образовании» / Ред.кол.: А.Н. Тихонов, В.А. Садовничий и др. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1994

35. Бухаркина М.Ю. Мультимедийный учебник: что это? //ИЯШ, 2001. №4

36. Васильев В.Н., Малышев Н.Г., Тягунова Т.Н. Программно-педагогические тесты (система методологических правил): МГУ ГА, 1999

37. Васильев В.Н., Стафеев С.К. Компьютерные информационные технологии основа образования XXI века //Современные образовательные технологии. Сб-СПб.: СПбГИТМО, 2001

38. Васильев В.И., Демидов А.Н., Малышев Н.Г., Тягунова Т.Н. Методологические правила конструирования компьютерных педагогических тестов. М.:ВТУ, 2000

39. Васин Б.И., Галаев Д.А., Лаптев B.C. Инструментальные программные средства для организации дистанционного обучения, учитывающие требования международных стандартов // Конференция RELARN-2001. Тезиск докладов. -http:Wwww.relarn.ru

40. Вопросы разработки автоматизированных систем обучения. /Под ред В.М.Ветошкина М., ВВИА им. проф. Н.Е.Жидовского, 1999

41. Воронин А.И., Шарапов А.В. Опыт построения педагогическю программных средств с помощью универсальной системы «Фея» //Новые информационные технологии в университетском образовании. Матер междунар. научн.-методич. конф. Новосибирск, 1996

42. Вострокнутов И.Е. Методология оценки качества программных средст. учебного назначения. IX международная конференция-выставкг «Информационные технологии в образовании». Сборник трудов участника конференции. Часть II М.: МИФИ, 1999

43. Выготский Л.С. Педагогическая психология / Под ред. В.В.Давыдова. -М.,1991

44. Высоцкий И.Р. Компьютеризация в образовании// Информатика и образование. 2000. № 1

45. Виштынецкий Е.И., Кривошеев А.О. Вопросы применения информационных технологий в сфере образования и обучения // Информационные технологии, №2, 1998.

46. Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. СПб: Питер, 2000

47. Гальперин П.Я. Психология мышления и учение о поэтапном формировании умственных действий. М., 1996

48. Гиркин И.В. Новые подходы к организации учебного процесса с использованием современных компьютерных технологий // Информационные технологии,1998

49. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: ВШД977

50. Головина Е.Ю. Чибизова И.В. О построении интеллектуальной обучающей системы. // Известия академии наук. Теории и системы управления. 1996. №5

51. Голицына И.Н. Вопросы эффективности внедрения компьютерных технологий в профессиональное образование // Educational Technology & Society.-2000.-3 (3)

52. Горбунова Е.И., Самойлов В.А., Шевченко К.К. Методические рекомендации по созданию тестовых заданий итогового контроля знаний. -М.:МЭСИ, 2000

53. Г.И.Горская, Р.Г.Чуракова Организация учебно-воспитательногс процесса в школе: Пособие для учителя. Ташкент.: Укитувчи,А 1990

54. Григорьев С.Г., Гриншкун В.В., Макаров С.И. Методико-технологические основы создания электронных средств обучения //Научное издание/ Самара изд-во Самарской государственной экономической академии, 2002

55. Гутгарц Р.Д., Чебышева Б.П. Компьютерные технологии обучениз //Информатика и образование, 2000. №5

56. Давыдова Е.М. Адаптивная обучающая система. В сб. тезисов докладов всероссийской практической конференции "Электронные учебники и электронные библиотеки в открытом образовании" (29 ноября 2001 г., г.Москва). М., МЭСИ, 2001.

57. Дайзард У. Наступление информационного века // Новая технократическая волна на Западе / Под ред. П.С.Манина- М.: Прогресс, 1986

58. Демушкин А.С., Кириллов А.И., Сливина Н.А, Чубров Е.В., Кривошеев А.О., Фомин С.С. Комплексные обучающие программы // Информатика и образование. 1995. №3

59. Джалалуддин А.К. Применение компьютеров для целей непрерывного образования//Перспективы, 1991, №2

60. Джонассен Д.Х. Компьютеры как инструменты познания: изучение с помощью технологии, а не из технологии // Информатика и образование. 1996. -№4.

61. Долгоруков А.М., Антонов В.Н. Научно-методическое обеспечение развития дистанционного обучения в системе среднего профессионального образования, 2002

62. Домрачев В.Г., Ретинская И.В. О классификации образовательных информационных технологий. // Информационные технологии, 1996, №2

63. Дулепова Н.В., Бельченко JI.A. Система непрерывного контроля знании студентов на основе индивидуального кумулятивного индекса (ИКИ) к модульной структуры курса / Тезисы докладов научно-практическор конференции.-Барнаул, 2000

64. Елисеева О.Е. Инструментальные средства проектирование интеллектуальных обучающих систем // «Вышэйшая школа». 1998. -№1

65. Елисеева О.Е., Гапонов П.А. Интеллектуальные обучающие системы и и> проектирование // Интеллектуальные системы: сб. науч. тр. / ин-т техн кибернетики НАН Беларуси, Мн; 1999

66. Ерецкий М.И., Чекулаев М.А. Система контроля качества подготовь студентов, обеспечивающая требования государственных стандартов. М.1994

67. Загвязинский В.И. Теория обучения: современная интерпретация. М., 2001

68. Захарова И.Г. «Информационные технологии в образовании», М., ACADEMA, 2003

69. Зайцева Ж.Н., Солдаткин В.И. Информатизация образования: состояние, проблемы и перспективы. М.:ИЦПКПС, 1998

70. Закон Российской Федерации «Об информации, информационных технологиях и о защите информации» № 149-ФЗ от 8.07.2006г.

71. Зимняя И.А. Элементарный курс педагогической психологии. М., 1992

72. Известия от 17 мая 2000 г., №88

73. Ингенкамп К. Педагогическая диагностика. М., 1991

74. Информационные технологии и телекоммуникации в образовании L Каталог и тезисы докладов //, Москва, ВВЦ, 6-9 апреля 2000 г.

75. Информационные технологии в образовании /Сб.трудов конференции ИТО 2002, часть2, М., МИФИ, 2002

76. Использование компьютерных технологий в учебном процессе / Под ред Ю.В.Шакина. М., ВА РВСН им.П.Великого, 2000

77. Карлащук В.И. Обучающие программы. М.:«СОЛОН-Р», 2001

78. Кирилова Г.Л. Информационные технологии и компьютерные системы . среднем профессиональном образовании //Педагогика средней профессионального образования. Глава IV. Казань: ИСПО РАО, 2001

79. Китаев Н.Н. Групповые экспертные оценки. М., 1995

80. Козеренко Е. Б. Концептуально-лингвистическое моделирование ! интеллектуальных системах на основе расширенных семантических сетей

81. Дисс. канд. филол. наук: 05.13.17.- М-1995

82. Клайн П. Справочное руководство по конструированию тестов. Киев: ПАН-ЛТД, 1994

83. Костюк Г.С. О зависимости результатов тестирования от формы тестов. -М.: Московское технологическое объединение, 1998

84. Коломиец Б.К. Категория качество образования //Квалиметрия человека и образования. Матер. VIII симпоз. М.,1999

85. Копылов В.А. Еще раз о термине «информатизация» // НТИ, Сер.1. -1994, № 8

86. Копылов В.А. Информационное законодательство и информационное общество // НТИ, Сер.1. 1997 - № 1

87. Краснова Г.А., Беляев М.И., Соловов А.В. Технология создания электронных обучающих средств. М.:МГИУ, 2001

88. Кречетников К.Г. Методология проектирования, оценки качества v применения средств информационных технологий обучения, М. «Мин-вс образования ГКЦ ИТ», 2000

89. Кривицкий Б.Х. О систематизации компьютерных учебных средств / Кафедра педагогики, психологии и методики преподавания в высшей школе МГУ, 1999

90. Кручинин В.В. Разработка компьютерных учебных программ. Томск ТГУ, 1998

91. Крюков B.C., Татур А.О. Проблема адекватности тестовы: характеристик. IX международная конференция-выставка «Информационны! технологии в образовании». Сборник трудов участников конференции. Часть I -М.: МИФИ, 1999

92. Макарова Н.В. «Информатика», -М., «Финансы и статистика», 1998

93. Мартынов Д.В., Смольникова И.А. Искусственный интеллект и образование //Тезисы научно-мет. конференции «Информационные технологиив образовании», Москва, 1999 -http://ito.bitpro.ru/

94. Матрос Д.Ш., Полев Д.М., Мельникова Н.Н. Управление качеством образования на основе новых информационных технологий и образовательного мониторинга. М, 2001

95. Машбиц Е. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения. М.:Педагогика, 1988

96. Михеев В.И. Моделирование и методы теории измерений в педагогике. -М: Едиториал УРСС, 2004

97. Монахов В.М. Теоретические вопросы проектирования новых информационных технологий обучения. //Проектирование новых инфоррмационных технологий обучения: Сб.научн.статей. М.:ВНМК «новые ИТО, 1991

98. Монахов В.М. Что такое новая информационная технология обучения? II Математика в школе. 1990. - №2. - с.47.

99. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования /Под ред. Е.С.Полат, М., 2002

100. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования Бухаркина М.Ю, Моисеева М.В., Петров А.Е. /Под ред. Е.С.Полат -М.:Изд-ий центр «Академия», 2001

101. Норенков Ю.И. Исследование и разработка принципов построения адаптивных обучающих систем. / Автореферат. М.: 1993

102. Осин А.В. Технология и критерии образовательных электронных изданий //XI конференция-выставка «Информационные технологии в образовании): Сб.трудов участ.конференции, часть VI М.: МИФИ, 2001

103. Пасхин Е.Н., Митин А.И. Автоматизированная система обученш ЭКСТЕРН. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1985

104. Петрик Е.А., Тельнова Г.Ю. Методика проектирования современных учебных материалов. Тезисы доклада. Роль информационных технологий при обучении по программе МБ А. -М.: Госуд.центр МЭСИ, 2003

105. Петрушин В.А. Интеллектуальные обучающие системы: архитектура и методы реализации (обзор) // Известия Академии наук. Техническая кибернетика. -1993. №2

106. Покалицына О.В. Требования к обучающей программе, LVIII научная сессия, посвященная Дню радио. Москва, 2003 Труды. Том 1, С. 113-115

107. Покалицына О.В. Дистанционное обучение: возможности и проблемы // Вестник МГОУ. Армавир, 2002. №2

108. Покалицына О.В. Информационные технологии в организации учебного процесса // Вестник МГОУ. Армавир, 2003. №2

109. Покалицына О.В. Компьютеризация учебного процесса // Вестник МГОУ. Армавир, 2001. №3

110. Покалицына О.В. Компьютерное обеспечение процесса обучения в средних учебных заведениях // LVII научная сессия, посвященная Дню радио. Москва, 2002 Труды. Том 1

111. Покалицына О.В. Модели использования электронных учебных материалов (в среднем профессиональном образовании) // Вестник МГОУ, Кавказская, 2004. №1(14)

112. Покалицына О.В. Модель представления учебного материала и обучаемого в адаптивной автоматизированной обучающей системе // Вестник МГОУ. Кавказская, 2005. №2.- С. 85-87.

113. Покалицына О.В. Эконометрическое моделирование влияния факторов на качество учебного процесса в среднем профессиональном учебном заведении // «Образование Наука - Творчество». Армавир, 2005.№ 6. - С.72-77

114. Покалицына О.В. Интеграция информационных и телекоммуникационных технологий в процесс интеллектуального воспитания школьников // Информатика и образование, М.: Изд-во «Образование и информатика (ИНФО)», 2006. №10 С.113-115

115. Покалицына О.В. Интеллектуальная обучающая система «Диалог>: //Компьютерные учебные программы и инновации. -М: ГОСКООРЦЕНТР РУИ, 2006. № 12, С.13-14

116. Поспелов В.К. Энциклопедический словарь. Информатика длз начинающих. -М.: Педагогика-Пресс, 1994

117. Постановление Правительства Российской Федерацш от 28 января 2002 года № 65 «О федеральной целевой программе "Электронная Россия (2002-2010 годы)»

118. Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. Вычислительны» машины, сети и телекоммуникационные системы: Учебно-практичесш пособие. М.: МЭСИ, 1999

119. Радионов Б.У., Татур А.О. Стандарты и тесты в образовании. Москва МИФИ, 1995

120. Растригин JI.A. Обучение как управление // Известия Академии наук Техническая кибернетика. 1993. № 2

121. Ретинская И.В. Системы и методы поддержки принятия решений по оценке качества и выбору компьютерных средств учебного назначения (Обзор) //Информационные технологии, 1997, №6.

122. Роберт И.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы, перспективы использования. М.: Школа Пресс, 1994

123. Роберт И.В., Самойленко П.И., Информационные технологии в науке и образовании. Учебно- методическое пособие. -М., 1998

124. Российская наука: тенденции и перспективы /Аналитический вестник Совета Федерации ФС РФ. 2002. № 21 (177)

125. Рош У.Л. Библия мультимедиа /Пер. с англ. (+ CD). М.: ДиаСофт, 1998

126. Рублев Ю.В., Востров Г.Н. Математические основы логической структуры курса. //Вестник высшей школы, №9, 1970.

127. Рудинский И.Д., Соловей С.И. Алгоритмы прямого тестирования б автоматизированных системах педагогического контроля знаний //Ученые записки ИИО РАО, вып. 10, М., 2003

128. Савельев А.Я., Новиков В.А., Лобанов Ю.И. Подготовка информацш для автоматизированных обучающих систем: Метод, пособие дле преподавателей и студентов / Под ред. А.Я. Савельева. М.: Высшая школа 1986

129. Свиридов А.П. Основы статистической теории обучения и контроле знаний: Метод, пособие. М.: Высшая школа, 1981

130. Селевко Г.К. Энциклопедия образовательных технологий. В 2 томах. Тол 2 Серия: Энциклопедия образовательных технологий. Изд.: НИИ школьны?технологий, 2006 г.

131. Семенов В.В. и др. Развитие компьютерных технологий в дистанционном обучении (в обзоре «Новые информационные технологии в образовании»), -Москва: НИИВО, 1999, вып. 3

132. Симонович С. Информатика. Базовый курс. С.-Пб.: Питер, 2006

133. Смольникова И.А. Информационные технологии в образовании М.: АПК и ПРО, 2003

134. Соловов А.В. Информационные технологии обучения в профессиональной подготовке //Высшее образование в России. 1995. №2

135. Соловов А.В. Об эффективности информационных технологий обучения //Высшее образование в России. 1997. №3

136. Соловов А.В., Меньшикова А.А., Пряничников Г.Ю. Педагогические инструментальные средства системы КАДИС. Самара: ЦНИТ СГАУ. http://cnit.ssau.ru/kadis/index.htm, 1998-2002

137. Софронова Н.В. Технология применения программно-методических средств в школе // Педагогическая информатика 1999. №2.

138. Субетто А.И., Селезнева Н.А. Качество образования как синтезатор., //Качество образования: концепции и проблемы. Матер. III Междунар. Научн,-методич. конф. Новосибирск: Изд. НГУ, 2000

139. Талызина Н.Ф. Теоретические основы контроля в учебном процессе. М. 1983

140. Тезисы докладов уч.-мет. конференции «Современные информационные технологии в учебном процессе» Ростов: РГУ, 25-26 апреля 2000 г. • http://www.uic.rsu.ru/~nprohoro/DO/

141. Терещенко Л.Я., Панов В.П., Майоркин С.Г. Управление обучение!* с помощью ЭВМ. Л.: Изд-во ЛГУ, 1981

142. Тихонов A.M., Иванников А.Д. и др. Управление современным образованием: социальные и экономические аспекты.- М.: Вита-Пресс,1998

143. Трофимова О.Н. Автоматизация процесса составления учебных планов вузов Дисс. канд. тех. наук. М., 1999

144. Уваров А.Ю. Электронный учебник: теория и практика, М.: 1999

145. Узнадзе Д.Н. Экспериментальные основы психологической установки.-Тбилиси: Изд. АНГрССР, 1961

146. Управление качеством образования на основе новых информационных технологий и образовательного мониторинга. М.: Педагогическое общество России,2001

147. Управление качеством образования/ под ред. М.М. Поташника,- М.2000

148. Фор А. Восприятие и распознавание образов /Пер. с фр. / Под ред.Г.П.Катыса.-М. Машиностроение, 1989

149. А., Ускова М. Дистанционное образование: организационные, технологические и финансовые аспекты // Информационные технологии, №1 1999.

150. Худолий Н.Г. Интеграция начального, среднего и высшегс профессионального образования //Информатика и образование. 2000, №9

151. Черепанов B.C. Экспертные оценки в педагогических исследованиях. М. Педагогика, 1989

152. Эконометрика / Под ред.И.И.Елисеевой, М.: Финансы и статистика 2004

153. Шампанер Г., Шайдук А. Обучающие компьютерные системы //Высше! образование в России, 1998, №3

154. Юдин А.Б. Вычислительные методы теории принятия решений, М., 198!

155. Bourelly L., Chouraqui Е., Ricard М. Formalization of an approximati reasoning:the analogical reasoning// Proc. of the IF AC Int. Symp. on Fuzz; Information.Knowledge Representation and Decisbn Analysis. Marsille. Julj 1983

156. Bloom B.S. The sigma Problem: The Search for Methods of Group Instruction as Effective as One-to-One Tutoring // Education Researcher, № 13,1984

157. Hebenstreit J. Computers in education The next step // Education and Computing, v.l, 1995

158. Kristof R., Satran A. A Interactivity By Design package. Pearson Education. July. 1995

159. Licklider J. Preliminary experiments in computer-aided teaching. // Programmed Learning and Computer Based Instruction". New York, Wiley, 1962

160. Loeser, F., Gedachtnistraining, Urania-Verlag, Leipzig-Jena-Berlin, 1976

161. Providing computing for distance learners: a strategy for home use. И Computers Education, 1992, vol.18, № 1

162. Providing computing for distance learners: a strategy forp home use. /У Computers Education, 1992, vol.18, № 1170