Введение к работе
Актуальность темы. Существенное увеличение объемов и сложности учебных материалов, изучаемых персоналом промышленных предприятий, недостаток преподавательских кадров, трудности при оперативной подготовке, изготовлении и распространении различного рода учебных пособий привели к широкому применению автоматизированных систем в различных сферах педагогической деятельности.
Вместе с тем, дальнейшая интенсификация авторского и преподавательского процесса предполагает интеграцию функций авторской и преподавательской деятельности в целях повышения эффективности, дальнейшего улучшения качества и индивидуализации процесса образования, и обучения кадров промышленных предприятий.
Сложность реализации всего спектра функций авторской и преподавательской деятельности делает актуальной задачу разработки соответствующих автоматизированных систем, реализующих выше перечисленные функции с ориентацией на сетевую обработку учебной информации на промышленном предприятии.
Целью диссертационной работы является разработка архитектур, моделей, алгоритмов и технологий интегрированной среды (ИС), адаптирующей учебный процесс в соответствии с личностными характеристиками обучаемого, с использованием современных коммуникационных технологий.
Для достижения указанной цели диссертационной работы поставлены и последовательно решены следующие задачи:
-
Анализ программного обеспечения компьютерных обучающих систем, формулирование основных требований к нему;
-
Анализ основных компонентов ИС, их классификация и формулирование требований к ним;
-
Анализ состава знаний ИС и разработка моделей для их представления;
-
Разработка семантических моделей основных компонентов ИС;
-
Разработка общего подхода и алгоритмов адаптивного тестирования;
-
Разработка алгоритмов анализа учебных фрагментов;
-
Разработка программной реализации предложенных алгоритмов и моделей.
Объектом исследования является интегрированная среда обучения, ориентированна на подготовку и адаптивное тестирование и обучение персонала промышленных предприятий.
Методы исследования. Результаты диссертационной работы получены на основе комплексного использования методов: общей теории систем, теории множеств, теории кластерного анализа, теории баз данных (БД), теории вероятностей, теории вычислительных сетей.
Научная новизна. Основным результатом является разработка моделей и средств построения комплексной ИС, поддерживающей адаптивную среду тестирования и обучения персонала промышленных предприятий.
Научную новизну диссертации составляют:
-
Формулировка основных задач, целей и требований к компонентам ИС,
архитектура ИС;
-
Разработка семантических моделей основных компонентов ИС и их реализация в виде логических схем баз данных ИС;
-
Принципы организации и алгоритмы адаптивного тестирования;
-
Алгоритмы анализа учебных фрагментов.
Практическая значимость полученных результатов. Результаты проведенных научных исследований и разработок были использованы при создании комплекса прикладных программ, позволяющих построить систему для ее применения в различных предметных областях подготовки персонала промышленных предприятий. Комплекс построен по модульному принципу и функционирует в среде Интернет/Интранет, где в качестве клиентского места выступает web-броузер.
Внедрение результатов. Применение на практике отдельных компонентов программного комплекса и ИС позволило сократить время обучения с заданным качеством на 14-18%, а также повысило уровень автоматизации работы системы. Модули системы были использованы при подготовке специалистов на кафедре «Автоматизированные системы управления» Московского автомобильно-дорожного института (Государственного технического университета), также система внедрена на предприятии ЗАО «СТРОЙСТАНДАРТ ПЛЮС» и в Негосударственном Некоммерческом Образовательном Учреждении Московский Экономический Институт «Высшая Школа «Современное Образование». Практическое использование результатов подтверждено соответствующими актами о внедрении, приводимыми в приложении к диссертации.
Апробация результатов. Основные научные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры «Автоматизированные системы управления» МАДИ (ГТУ) в 2005-2009 годах, на конференциях «Информационные технологии в образовании» (ИТО) в 2005-2008 годах, на научно-методических конференциях МАДИ (ГТУ) (Москва, 2006-2009 годы), а также на международной конференции «Информационные и телекоммуникационные технологии в интеллектуальных системах».
На защиту выносятся следующие результаты:
-
Архитектура комплексной ИС;
-
Семантические модели основных компонентов ИС;
-
Логические схемы баз данных ИС;
-
Принципы организации и алгоритмы адаптивного тестирования;
-
Алгоритмы классификации учебных фрагментов;
Публикации. Отдельные положения диссертации отражены в 4 печатных работах.
Объем работы и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав основного текста, общих выводов по каждой главе, заключения, списка использованных источников (131 наименований) и приложения.
