Технологии структурирования информации и систем искусственного интеллекта

База данных представляет собой специальным образом сконструированную совокупность фактов, относящихся к определенному предмету и предназначена для хранения различных типов информации. Информация, хранящаяся в базах данных, может быть связана между собой: список обучаемых, посещаемость занятий, результаты контроля знаний по различным предметам и темам и т.д.

Системы искусственного интеллекта развиваются в направлении моделирования процессов человеческого мышления. Интеллектуальные обучающие системы состоят из таких технологий, как:

− базы данных,

− базы знаний,

− экспертно-обучающие системы.

База знаний – это информационная система, содержащая модель изучения конкретной предметной области (определенный объем учебной информации, данные о формируемых знаниях и умениях обучаемого, способы их использования, структура обучения и схема обучающих последовательностей и т.д.).

База знаний может включать в себя:

− базы данных;

− справочные пособия и энциклопедии;

− информацию различного рода (тексты, графики и т.п.).

База знаний содержит специальную подсистему, позволяющую контролировать процесс обучения и управлять им.

По своим возможностям база знаний представляет собой упрощенный вариант экспертно-обучающей системы или ее части. В процессе функционирования экспертно-обучающие системы способны имитировать работу человека – эксперта в данной предметной области.

Экспертно-обучающие системы можно использовать для подачи учебного материала, экспертного сопровождения решения задач на уровне репетитора и последующего контроля знаний, умений и навыков.

Эффективность работы интеллектуальных обучающих систем зависит от соблюдения ряда условий:

− высокая скорость обработки информации и всех процедур;

− возможность накопления и применения информации об изменяющихся во времени результатах обучения конкретного обучаемого в целях подбора каждый раз новой траектории обучения;

− валидности критериев оценки уровня знаний, умений и навыков;

− учета уровня подготовки или уровня усвоения материала.

Коммуникационные технологии

Рассмотрим некоторые технологии, реализуемые в сетях и используемые в образовании.

Электронная почта

Служба телеконференций

Эта служба имеет несколько тождественных названий: группы новостей, служба Usenet, конференции Usenet - все это то же самое, что и служба телеконференций. По своей сути служба телеконференций очень похожа на систему электронной почты, но с той разницей, что электронная почта работает по принципу один к одному, а группы новостей - по принципу один ко многим. Сообщения, отправленные в группы новостей, распространяются широким фронтом по всему земному шару и доступны любому человеку, где бы он ни находился.

Служба передачи файлов (FTP)

Как быть, если нам надо принять, например, не документ, а программу или, скажем, документ, выполненный в произвольном формате, например документ текстового процессора Word или электронной таблицы Excel. В самом общем случае перед нами стоит задача приема файлов произвольного (любого) формата.

Для решения этой задачи в Интернете имеется специальная служба, имя которой образовано от названия протокола, который она использует: FTP (File Transfer Protocol - протокол передачи файлов).

Протокол FTP позволяет не только направлять запросы и принимать файлы. С его помощью можно хозяйничать на жестком диске удаленного компьютера: файлы можно не только принимать, но и, наоборот, направлять на сервер, их можно перемещать из папки в папку, переименовывать, удалять, в общем распоряжаться ими так же, как мы распоряжаемся файлами на собственном компьютере. Все это очень полезно для тех, кто занимается публикацией своих Web-страниц в Интернете.

Еще одним способом обмена файлами через Интернет являются пиринговые сети. Слово это произошло от их концепции: peer-to-peer (равный с равным). Суть пиринговых сетей заключается в следующем: человек, желающий участвовать в такой сети, отдает в общий доступ некоторое количество файлов со своего жесткого диска, в обмен он получает возможность скачивать файлы с других компьютеров сети. Таким образом, получается, что все участники пиринговой сети равны в правах, хотя у всех и разные возможности.

Служба ICQ

Эта служба предназначена для коммуникационных целей. Она предназначена для поиска сетевого IP-адреса человека, подключенного в данный момент к Интернету. Необходимость в подобной услуге связана с тем, что большинство пользователей не имеют постоянного IP-адреса. Для пользования этой службой надо зарегистрироваться на ее центральном сервере (http://www.icq.com) и получить персональный идентификационный номер UIN. Данный номер можно сообщить партнерам по контактам, и тогда служба ICQ приобретает характер Интернет-пейджера. Зная номер UIN партнера, но не зная его текущий IP-адрес, можно через центральный сервер службы отправить ему сообщение с предложением установить соединение. После установления контакта два участника Интернета могут напрямую общаться друг с другом в режиме реального времени.

И т.д.

Подходы к классификации НИТО

Существуют различные подходы к классификации и типологии НИТО: по целевому признаку, по типу обучения, по методическому назначению, по функциональному назначению, по дидактическим целям и форме организации занятий.

Эти классификации носят достаточно условный характер и могут содержать пересечение в различных классах технологий. Рассмотрим классификацию НИТО по функциональному признаку.

1. Информационно-поисковые. Обеспечивают представление информации и осуществление операции по поиску и систематизации информации при использовании различных систем поиска и обработки информации (информационно-поисковые системы, учебные базы данных и знаний, информационно-справочные программные средства).

2. Демонстрационные. Позволяют визуализировать изучаемые объекты, явления, процессы, обеспечивают наглядное представление любой образовательной информации в целом.

3. Тренинговые. Предназначены для отработки разного рода умений и навыков, построения и закрепления пройденного материала.

4. Диагностирующие и тестирующие. Оценивают знания, умения и навыки учащихся, устанавливают уровень обученности, сформированности личностных качеств, уровень интеллектуального развития.

5. Контролирующие. Автоматизируют процессы контроля (самоконтроля) результатов обучения, определения уровня овладения учебным материалом.

6. Экспертные. Управляют ходом учебного процесса, организуют диалог между пользователем и НИТО при решении той или иной учебной задачи.

7. Коммуникативные. Обеспечивают возможность доступа к любой информации в локальных и глобальных сетях, удаленное интерактивное взаимодействие субъектов учебного процесса.

8. Вычислительные. Автоматизируют процессы обработки результатов учебного эксперимента, расчетов, измерений в рассматриваемых процессах и явлениях.

9. Офисные. Предназначены для создания, хранения, передачи и обработки информации общего назначения, ведения дел (текстовые редакторы, электронные таблицы, программы различного структурированного представления информации, графические редакторы, компьютерные коммуникации).

10. Сервисные. Обеспечивают безопасность и комфортность работы пользователя на компьютере.

11. Управленческие. Автоматизируют управление процессами, объектами, явлениями, информационными потоками: от управления приборами в эксперименте до автоматизирования рабочего места руководителя различных образовательных систем, сетевого управления, распространения информационно-методического обеспечения, ведения делопроизводства в учебном заведении, управление персоналом и т.д.

12. Моделирующие. Осуществляют моделирование изучаемых сложных или нереальных объектов, явления и процессов в целях исследования.

13. Имитационные. Управляют действиями реальных объектов, устройств, представляют определенный аспект реальности для изучения их структурных или функциональных характеристик.

14. Инструментальные. Это языки программирования, авторские инструментальные среды, системы автоматизированного проектирования, предназначенные для разработки программных продуктов, проектов и т.д.

15. Досуговые. Это компьютерные игры и средства компьютерной коммуникации для организации досуга, внеклассной работы в целях воспитания и личностного развития обучаемых.