Лаптева Е.В., Шевчук Е.В., Недзельский Д.В.

Северо – Казахстанский государственный университет им. М. Козыбаева

Элементы функционирования самонастраивающейся обучающей среды

Внедрение инновационных систем обучения, необходимых для развития образования дистанционных форм высшего образования и повышения квалификации молодых специалистов посредством самонастраивающихся обучающих сред, в настоящее время является перспективным и актуальным направлением.

Научная новизна и значимость подобных исследований заключается в применении моделей и методов теории автоматизированного управления для решения задач синтеза параметров самоорганизующейся среды в процессе обучения, практическая значимость обуславливается увеличением функциональности обучающей среды.

Основными задачами, решению которых способствует методология проектирования самонастраивающихся ИС, являются следующие:

· обеспечивать создание самонастраивающихся ИС, отвечающих целям и задачам обучения, а также предъявляемым требованиям по автоматизации процессов конкретной организации образования;

· поддерживать удобную модель сопровождения, модификации и наращивания системы;

· обеспечивать преемственность разработки, т.е. использование в разрабатываемой ИС существующей информационной инфраструктуры организации.

Проектирование ИС охватывает три основные области:

· проектирование объектов данных, которые будут реализованы в базе данных;

· проектирование программ, экранных форм, отчетов, которые будут обеспечивать выполнение запросов к данным;

· учет конкретной среды или технологии, а именно: топологии сети, конфигурации аппаратных средств, используемой архитектуры (файл-сервер или клиент-сервер), параллельной обработки, распределенной обработки данных и т.п.

Задача самонастраивающейся системы – изменение регулируемой величины по заранее неизвестному закону, необходимому для достижения некоторой оптимизации в управляемом объекте.

Разработка обучающих моделей базируется на применении современных инструментальных средств редактирования, программирования, моделирования, интегрированных программных сред, автоматизированных обучающих систем и компьютерных моделей социально-экономических систем. Подобные модели позволяют рассматривать в учебных целях современные задачи практически любой учебной дисциплины.

К таким задачам можно отнести проблемную ориентацию обучения, моделирование обучающих сред, разработку и применение информационных баз, классификацию и кодирование информации, разработку алгоритмических предписаний, программирование в современных средах на современном инструментарии, технологию проектирования и эксплуатации автоматизированных систем, применение учебных моделей прикладных социально-экономических систем и многие другие.

Основным принципом моделирования социально-экономической системы, использующей базы данных и автоматизированные рабочие места, является разделение функционального и информационного уровней с параллельным проведением алгоритмических и программных работ. Система рассматривается как программно-технический комплекс "база данных - рабочее место", а распределенная база - как множество информационных единиц, отражающих фактическое состояние предметной области. Разработке подлежат следующие вопросы: методология блочного моделирования, автоматизированная подготовка информации, оптимизация обучающих ситуаций в диалоговом режиме.

Взаимодействия объектов системы (рисунок 1):

· пользователи посредством интерфейса формируют запрос в систему, после обработки запроса система предлагает пользователю выбранный материал в соответствии с запросом;

· система запоминает заданный вопрос и формирует вопрос для тестового задания;

· администратор отслеживает и редактирует базу вопросов;

· на основе нормативно правовых документов и теоретических материалов администратор редактирует или дополняет БД;

· тестируемые отвечают на вопросы тестового модуля, который сохраняет результаты в БД.

Рисунок 1. Схема потоков данных

Пользователь задаёт запрос Qt (t=(1,2,…f)) системе, система определяет структуру запроса, выделяются ключевые слова (x1, x2, …, xn), путем исключения общих (вопросительных и других) слов.

Проводится поиск нужной информации по ключевым словам в разделах Pi, соответствующих (x1, x2, …, xn). Разделы Pij, где i – раздел i= (1,2,…,k), j – подразделы, j= (1,2,…,h).

Выводится результат Pij в соответствии с запросом пользователя Qt

Запросы пользователя сохраняются в базе данных Qut (u- пользователь, t- номер вопроса). В случае отсутствия результата поиска Qut не сохраняется.

При повторном обращении пользователя к системе проверяются данные о предыдущих задаваемых вопросах, данным пользователем, в случае повтора ключевых слов (x1, x2, …, xn), система запрашивает о фильтре Qut вопроса.

Вопрос из базы данных Qut, обрабатывается системой, формирует тестовый вопрос, система проверяет ключевые слова (x1, x2, …, xn) тестовой базы данных, если повтора не обнаружено, вопрос сохраняется в БД.

Самонастройка реализуется как специальными модулями (в виде блоков самонастройки или самонастраивающихся экстремальных регуляторов), так и адаптивными алгоритмами центральных управляющих элементов. Придание алгоритмам управления свойств самонастройки существенно расширяет возможности управления разнообразными процессами.