Введение к работе
Актуальность темы исследования определяется следующими акторами:
1. Развитие новых информационных технологий тесно связа-о не только с развитием аппаратного обеспечения ЭВМ, быстрым остом вычислительных возможностей, но и с созданием новых ерспективных парадигм программирования, отличных от традиційного, основанного 'на так называемой фон-Неймановской модели ычислений, процедурного подхода к разработке программ.
С начала 80-х годов . широкое распространение в мире олучила парадигма логического программирования. Наиболее звестным языком-носителем этой парадигмы является язык PROLOG PROgrammation en LOGique ). ориентированный как на решение адач искусственного интеллекта, в том числе на создание :истем обработки знаний и экспертных систем, так и на решение адач из других областей информатики. Интерес к логическому ірограммированию связан с его технологичностью - с высокой :коростыо создания программ, их наглядностью, с соответстви-!М их спецификациям, с легкостью трансформаций и распаралле-швания. Кроме того изучение логического программирования :пособствует преодолению представления о процедурном програм-шровании как единственно возможной модели вычислений. - Зна-ямство с логическим программированием и языком Пролог являйся необходимой компонентой образования будущих специалис-ов в области информатики и прикладной математики."
-
Во многих странах мира изучение Пролога входит не тошно в вузовские, но и в школьные курсы информатики, в част-гасти предусматривают изучение языка Пролог и некоторые оте-шетвенные школьные учебники и программы. Пролог в школе ис-юльзуется не только как базовый учебный и инструментальный !зык в курсах, основанных на логическом введении в информатику и предусматривающих широкое использование баз знаний, тформационно-логических моделей и экспертных систем, но и уга дидактических целей - для изучения логики и развития у учащихся через решение задач на Прологе логического мышления.
-
Логическое программирование как декларативное программирование тесно связано с мышлением и созданием программ-
спецификаций на родном языке. В отечественной высшей школе для изучения логического программирования вынужденно используют англоязычные профессиональные системы типа Arlty Proloj Turbo "Prolog или MPROLOG, предназначенные в первую очередь для разработки программных продуктов, а не для обучения. В средней школе использование профессиональных систем пракп чески невозможно в силу их слоююсти, а имеющиеся oтeчecтвe^ ные учебные системы логического программирования, разработав ныо в рамках концепции ограниченных ресурсов школьных ЭВМ. обычно работают с подмножествами языка Пролог, не имеют специальных средств отладки и анализа программ и обучающих коиг нент.
Широкое использование в отечественном образовании логического программирования сдерживается отсутутствиеи русскоязычных систем логического программирования, доступных для на чинающих, содерващих специальные средства поддер»ки разработ ки программ, и учебных сред, частично автоматизирующих проце обучения логическому программированию.
в разработке интеллектуальной среды обучения логическому программированию и исследовании возможностей применения этой среды в практике дифференцированного обучения информатике.
В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ:
- Анализ предметной области обучения - логического про граммирования и создание модели предметной области и системы учебных задач;
Разработка среды обучения логическому програмыированих включающая разработку входного языка, процессора логического вывода, интерфейса с пользователем, средств отладки, обучающей компоненты;
Построение эффективных алгоритмов реализации интеллектуальной среды обучения логическому программированию;
Практическая реализация разработанных алгоритмов при создании реальной учебной системы логического программирования;
Применение разработанной системы для создания программ
учебного назначения, в частности для создания педагогического программного средства "Электронный задачник по языку Пролог". а также реализации различных парадигм программирования (процедурного, функционального, параллельного) средствами логического программирования.
Для решения поставленных задач в работе использовались методы математической логики, теории мнояеств, теории графов, искусственного интеллекта, системного программирования. Все практические результаты прошли проверку применением их на практике, а программные продукты - путем педагогических экспериментов со студентами и школьниками.
Научная новизна диссерационной работы заключается в разработке оригинальных моделей, методов и алгоритмов реализации русскоязычной интеллектуальной среды обучения логическому программированию.
Основные положения диссертации были изложены и получили. одобрение на шести международных конференциях, четырех всесоюзных, на республиканском совещании-семинаре, на учебно-методических конференциях профессорско-преподавательского состава МИЭМ, в том числе на
1-ой Всесоюзной школе-семинаре "Разработка и внедрение в народное хозяйство персональных ЭВМ" (Минск, 1988');
П-й Международной конференции "Применение новых компьютерных технологий в образовании"(г.Троицк, 1991); .
Всесоюзной конференция "Новые информационные технологии и математическое моделирование в образовании (вопросы методологии и практической реализации)" (Вологда, 1991);
Всесоюзной выставке-семинаре "Новые информационные технологии в высшей школе" (Гурзуф, 1991);
Всесоюзной школе-семинаре "Метод в историческом исследовании" (Минск, 1991);
Конференции Восток-Запад по новым информационным техноло-
- 6.-
гиям в образовании (Москва, 1992);
Ш-й Международной конференции "Применение новых компьютерных технологии в образовании"(г. Троицк, 1992);
Международной шолс-семинаре "Новые информационные технологии в образовании" (Гурзуф. 1993);
IV-й Международной конференции "Применение новых компьютерных технологий d образовании"(г. Троицк, 1993); '
International Conference on Computer Technologies in Education (1CCTE'93) (Kiev, 1993).
- Теоретическая значимость состоит в разработке новых математических моделей, методов и алгоритмов для реализации интеллектуальной среды обучения логическому программированию, в частности алгоритмов реализации процессора логического вывода, визуализации и анализа Пролог-программ, использованных при создании реальной учебной системы логического программирования.
Практическая значимость состоит в реализации учебной ' системы логического программирования PR0LOGUS. электронного задачника по логическому программированию, библиотеки учебных программ.
Система PR0LOGUS применяется в учебном процессе о ряде учебных заведений России. Украины. Казахстана.
Практическая ценность подтверждается актами:
о внедрении в учебный процесс на факультете прикладной математики, о спецклассах и в физматшколе МИЗМ;
о внедрении методического и программного комплекса "Учебная система логического программирования PR0L0GUS" в ВВШ МВД России;
о внедрении учебной системы логического программирования "PR0L0GUS" в Воронежском госпедуниверситето;
о включении ППС "Электронный задачник по логическому программированию на языке Пролог" в состав учебно-методического комплекса по информатике для КУВТ "Русич";
о включении ППС "Электронный задачник по логическому программированию на языке Пролог" и учебной системы логического программирования "PR0LOGUS" в Российский фонд компь-
птерных учебных программ (Р0СФ0К0МП).
Непосредственно по теме диссертации опубликовано 12 печатных работ (часть под фамилией Федюшин), содержащие основные результаты диссертационной работы.
Диссертация состоит из введения. 4-х глав, заключения, списка литературы и приложений, в том числе содержащих акты об использовании результатов работы. Общий объем работы -165 страниц машинописного текста.
