Экспертная система для обучения - VIPES
Д.В. Смолин
 

В 1997-1999 годах на кафедре "Информационные систем в экономике" АлтГТУ была разработана оболочка информационно-образовательной среды "Chopin", предназначенная для разработки и поддержки авторских образовательных курсов в режиме "один преподаватель - много студентов", а также в режиме "компьютер-студент". Разработанная система содержит следующие основные блоки: оболочка тестирования, консоль анализа данных (результатов тестирования), оболочка многопользовательской экспертной системы с визуальным интерфейсом, база данных обучения и тестирования, файловая система данных тестов и учебных курсов, оболочка обучения, служебный модуль. В состав программного комплекса "Сhopin" входит оболочка сетевой многопользовательской экспертной системы с визуальным интерфейсом VIPES - visual interface production expert shell. Экспертная оболочка предназначена для организации обучения в режиме "компьютер-студент". Обучение в составе информационно-образовательной среды "Chopin" происходит по индивидуальному учебному плану и в индивидуальном темпе, что позволяет говорить об оптимизации процесса обучения. Экспертная оболочка в среде выполняет роль советчика, который на основе реальных достижений обучаемого, зафиксированных в базе данных результатов тестирования и обучения, строит план обучения и принимает решения о достижении обучаемым некоторого уровня знаний о предметной области. Таким образом оболочка VIPES является гибридной. Объем данных, используемых для формирования планов обучения значителен и поэтому предпочтительно размещение базы данных на сервере.

То есть, VIPES предназначена для работы в сети. По замыслу разработчиков обучение в информационно-образовательной среде "Chopin" проходит в достаточно свободной форме, когда обучаемый сам волен выбирать учебник, темп и график работы, последовательность изучения тем и т.п. Задачи среды состоят в том, чтобы во-первых предоставить обучаемому достаточно полную информацию о предметной области (обычно овеществлена в электронных учебных пособиях), а во- вторых предоставить обучаемому четкие критерии достижения учебных целей (система контроля), а также, (при желании обучаемого) помочь ему построить оптимальный индивидуальный график обучения. Последнюю задачу и решает экспертная система. Экспертная система сопровождает обучаемого все время прохождения курса, выдавая рекомендации по обучению и прохождению контроля. Процесс консультаций, таким образом, является весьма долгим и обычно состоит из нескольких сеансов. Поэтому в VIPES предусмотрена возможность сохранения результатов предыдущих консультаций. Это позволяет возобновить прерванную консультацию в любое время.

Используя одну и ту же оболочку с одной и той же базой знаний различные пользователи могут одновременно получать различные консультации. Таким образом VIPES - является многопользовательской ЭС. Следующей важной особенностью данной экспертной системы является графический интерфейс пользователя. Применение нового типа интеллектуального интерфейса основано на представлении процесса обучения в виде "и-или" дерева целей обучения. При построении дерева целей обучения используются 2 типа узлов: вычисляемые и терминальные. Каждый узел может находиться в одном из трех состояний: достигнут, завален, не определен. Каждому узлу приписан ряд атрибутов: наименование, тесты, учебные курсы, пояснения и др. Особым образом отмечен порядок достижения подцелей - текущий сценарий обучения. Применение такого абстрактного представления позволяет разместить на экране компьютера огромный объем информации в естественной форме.

Советы экспертной системы и реакция обучаемого представляются действиями с визуальными объектами - узлами и дугами графа. Обучаемый в каждый момент времени четко представляет себе что и зачем он изучает, каковы критерии оценки, как можно достичь той же цели действуя иначе. Удачной находкой явилось использование цвета и элементов анимации для организации диалога. Так, например цвет узла четко связан с его состоянием: зеленый - достигнут, желтый - завален, белый - не определен. Мерцающий узел - предложение проконсультироваться по данной части учебной программы. Базы знаний для VIPES (в "Chopin" они названы "экспертами") пишутся на специальном ПРОЛОГ - подобном языке EDL v.1.00. - expert description language. Синтаксис языка EDL v.1.00. очень прост и интуитивно понятен не специалистам в области искусственного интеллекта. Кроме того, в блок служебных программ оболочки информационно-образовательной среды "Chopin" входит визуальный построитель экспертов (баз знаний).

Предметные специалисты и преподаватели способны самостоятельно создавать и редактировать базы знаний для оболочки VIPES.

Подробнее http://altnet.ru/~mcsmall/index.htm

 

Сайт управляется системой uCoz