Дистанційний курс навчання з дисципліни "Методи та системи штучного інтелекту"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Дистанційний курс навчання з дисципліни методи та системи штучного інтелекту

АНОТАЦІЯ

навчальний інтерактивний штучний інтелект

В Указі Президента України №390/2012 від 8червня 2012 року “Про нову редакцію воєнної доктрини України” наголошується про основні направлення військово-технічної політики: підвищення темпів інформаційно-технічного оснащення військових формувань, в першу чергу автоматизованими системами управління та цифрового зв'язку. В епоху науково-технічного прогресу відбувається активне накопичення нових знань з різноманітних галузей науки. Зростання об'ємів інформації характеризується ускладненнями в сучасній системі навчання і освіти. Вводяться нові дисципліни, виникають нові галузі наук. Збереження загальних строків навчання при тій кількості інформації, яку отримують військовослужбовці сьогодні, створює протиріччя до вимог збільшення об'ємів знань. Усунення цих протиріч бачиться у введенні в систему бойової підготовки нових методів навчання. Одним з цих методів навчання вважається метод введення до системи освіти автоматизованих навчальних систем (АНС) та систем дистанційного навчання. Їх впровадження планується на основі використання електронно-обчислювальних машин (ЕОМ) різного рівня. Паралельно з цим, потрібно також використання систем діагностування тих, хто навчається, відповідними методами. Переоцінити роль і місце технічних засобів навчання в системі бойової підготовки в наш час важко. З теперішнім розвитком науки та техніки, особливо мікропроцесорної, великі об'єми інформації потребують постійного контролю на предмет її швидкого старіння. Впровадження необхідних елементів технічних засобів навчання дає можливість прискорення підготовки спеціалістів, в тому числі і військових.

Наукова робота: с., рис., таблиць, джерел.

Ключові слова: дистанційне навчання, штучний інтелект, дистанційний курс.

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ

SQL - Structured Query Language

LMS - Learning Management System

СУБД - Система управління базами даних

ОС - Операційно система

ПК - Персональний комп'ютер

ЕОМ - Електронно-обчислювальна машина

ШІ - Штучний інтелект

СШІ - Системи штучного інтелекту

ППО - Протиповітряна оборона

LCMS - Learning Content Management System

АНС - Автоматизована навчальна система

ВСТУП

навчальний інтерактивний штучний інтелект

Із розвитком інформаційних технологій перед суспільством постала важлива проблема, яка полягає у створенні перспективної нової системи освіти, яка має підготувати суспільство до життя в нових умовах цивілізації. Цим пояснюється виникнення нової форми навчання - дистанційної. Для забезпечення вдалого проектування, розвитку та впровадження дистанційної системи навчання необхідно створити інфраструктуру відповідних освітніх закладів, провести підготовку викладачів, розробити навчальні програми тощо. Важливою складовою частиною дистанційного навчання є його реалізація за допомогою використання інформаційних технологій, а саме системи управління навчанням (з англ. Learning Managment System), які створені для розроблення, управління та поширення навчальних матеріалів онлайн із забезпеченням спільного доступу багатьох користувачів.

Пропонований дистанційний курс навчання представляє собою сукупність сценаріїв навчальних занять та тестувань, розроблених за вимогами навчального плану дисципліни «Методи та системи штучного інтелекту», реалізований в мережевому оточенні кафедри, що дозволяє в інтерактивному режимі проходити курс навчання.

Дана система полегшить роботу керівника, викладача, особи, яка здійснює допуск до здачі нормативів та навчальних завдань, автоматизує процес, що призводить до удосконалення та покращення фахових знань тих, хто навчається.

Метою курсу є:

– здобуття студентами фундаментальних теоретичних знань і формування практичних навичок з питань побудови систем штучного інтелекту;

– формування системи знань з методології, методики та інструментарію побудови систем штучного інтелекту, їх аналізу та використання (PROLOG, LISP);

підготовка спеціалістів у області автоматизації важкоформулюзуємих завдань, які є прерогативою людини. У результаті вивчення дисципліни студенти набувають необхідних знань із застосування ІС і технологій у своїй фаховій діяльності.

Завдання курсу:

– вивчення теорії та набуття практичних навичок проектування й аналізу систем і процесів;

– надбання знань про засоби мислення людини, та методи їх реалізації комп'ютерними засобами

Предмет курсу передбачає засвоєння студентами концептуальних питань проектування і створення систем штучного інтелекту; вивчення організаційнометодичних основ по реалізації технології інтегрованої обробки економічної інформації в автоматизованих інформаційних системах; ознайомлення з методологією, методами і процесами економіко-математичного моделювання та сучасних засобів і технологій комп'ютерної обробки економічної інформації; ознайомлення зі створенням бази даних інформаційних систем та їх ефективністю.

1. АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ ДИСТАНЦІЙНИХ СИСТЕМ НАВЧАННЯ

1.1 Аналіз предметної області та існуючих підходів до штучного інтелекту як навчальної дисципліни

Штучний інтелект -- розділ комп'ютерної лінгвістики та інформатики, що займається формалізацією проблем та завдань, які нагадують завдання, виконувані людиною. При цьому, у більшості випадків алгоритм розв'язання завдання невідомий наперед. Точного визначення цієї науки немає, оскільки у філософії не розв'язане питання про природу і статус людського інтелекту. Немає і точного критерію досягнення комп'ютером «розумності», хоча перед штучним інтелектом було запропоновано низку гіпотез, наприклад, тест Тюринга або гіпотеза Ньюела-Саймона. Нині існує багато підходів як до розуміння задач штучного інтелекту, так і до створення інтелектуальних систем.

Одна з класифікацій виділяє два підходи до розробки штучного інтелекту:

– нисхідний, семіотичний -- створення символьних систем, що моделюютьвисокорівневі психічніпроцеси: мислення, судження, мову, емоції, творчість і т. д.;

– висхідний, біологічний -- вивчення нейронних мереж і еволюційні обчислення, що моделюють інтелектуальну поведінку на основі менших “неінтелектуальних” елементів.

Ця наука пов'язана з психологією, нейрофізіологією, трансгуманізмом та іншими. Як і всі комп'ютерні науки, вона використовує математичний апарат. Особливе значення для неї мають філософія і робототехніка.

Штучний інтелект -- дуже молода область досліджень, започаткована 1956 року. Її історичний шлях нагадує синусоїду, кожен «зліт» якої ініціювався деякою новою ідеєю. На сьогодні її розвиток перебуває на «спаді», поступаючись застосуванню вже досягнутих результатів в інших областях науки, промисловості, бізнесі та навіть повсякденному житті.

Єдиної відповіді на питання чим займається штучний інтелект (ШІ), не існує. Майже кожен автор, який пише книгу про штучний інтелект, відштовхується від якогось визначення, розглядаючи в його світлі досягнення цієї науки. Зазвичай ці визначення зводяться до наступних:

– штучний інтелект вивчає методи розв'язання задач, які потребують людського розуміння. Грубо кажучи мова іде про те, щоб навчити ШІ розв'язувати тести інтелекту. Це передбачає розвиток способів розв'язання задач за аналогією, методівдедукції та індукції, накопичення базових знань і вміння їх використовувати.

– штучний інтелект вивчає методи розв'язання задач, для яких не існує способів розв'язання або вони не коректні (через обмеження в часі, пам'яті тощо). Завдяки такому визначенню інтелектуальні алгоритми часто використовуються для розв'язання NP-повних задач, наприклад, задачі комівояжера.

– штучний інтелект займається моделюванням людської вищої нервової діяльності.

– штучний інтелект -- це системи, які можуть оперувати з знаннями, а найголовніше -- навчатися. В першу чергу мова ведеться про те, щоби визнати клас експертних систем (назва походить від того, що вони спроможні замінити «на посту» людей-експертів) інтелектуальними системами.

– Останній підхід, що почав розвиватися з 1990-х років, називається агентно-орієнтованим підходом. Цей підхід акцентує увагу на тих методах і алгоритмах, які допоможутьінтелектуальному агенту виживати в довкіллі під час виконання свого завдання. Тому тут значно краще вивчаються алгоритми пошуку і прийняття рішення.

Банки застосовують системи штучного інтелекту (СШІ) в страховій діяльності (актуарна математика) при грі на біржі і управлінні власністю. У серпні 2001 року роботи виграли в людей у імпровізованому змаганні з трейдингу (BBC News, 2001). Методи розпізнавання образів, (включаючи, як складніші й спеціалізованіші, так і нейронні сітки) широко використовують при оптичному і акустичному розпізнаванні (в тому числі тексту і голосу), медицинській діагностиці, спам-фільтрах, в системах ППО (визначення цілей), а також для забезпечення ряду інших задач національної безпеки.

Розробники комп'ютерних ігор вимушені застосовувати ШІ тої чи іншої міри пропрацьованості. Стандартними задачами ШІ в іграх є відшукання шляху в двовимірному або тривимірному просторі, імітація поведінки бойової одиниці, обрахунок вірної економічної стратегії і так далі.

В процесі виконання кваліфікаційної роботи було розроблено курс “Методи та системи штучного інтелекту”. Курс присвячений розгляду базових понять систем штучного інтелекту.У курсі розглядається архітектура систем штучного інтелекту, системи розпізнавання образів, питання адаптації, навчання і самонавчання систем ІІ, персептрони, методи та алгоритми аналізу структури багатовимірних даних, неформальні процедури, алгоритмічні моделі, основи мов РЕФАЛ і Пролог, ключові поняття бінарних дерев, базові поняття експертних систем, автоматизований синтез, пошук фізичних принципів дії, методи синтезу мови людини.

Із розвитком інформаційних технологій перед суспільством постала важлива проблема, яка полягає у створенні перспективної нової системи освіти, яка має підготувати суспільство до життя в нових умовах цивілізації. Цим пояснюється виникнення нової форми навчання - дистанційної, поряд із формами вже відомими і традиційними - стаціонарною, заочною, екстернатом тощо. Для забезпечення вдалого проектування, розвитку та впровадження дистанційної системи навчання необхідно створити інфраструктуру відповідних освітніх закладів, провести підготовку викладачів, розробити навчальні програми тощо. Важливою складовою частиною дистанційного навчання є його реалізація за допомогою використання інформаційних технологій, а саме системи управління навчанням (з англ. Learning Managment System), які створені для розроблення, управління та поширення навчальних матеріалів онлайн із забезпеченням спільного доступу багатьох користувачів.

До традиційних видів освіти в Україні належить очна, заочна, суботня форми навчання та екстернат . До форм очної освіти належить денна (очна) та вечірня форми освіти. Їх особливостями є:

– навчальний процес, заснований на двосторонній взаємодії між тим, хто навчається і тим, хто навчає;

– використовуються групові форми навчальних занять: лекція, семінар, лабораторна робота, практична робота, колоквіум, консультації, тощо;

– чітко заданий перелік дисциплін, що вивчаються;

– чітке кредитування навчального часу.

Своєю чергою, заочна форма освіти розрахована на осіб, які вже здобули одну вищу освіту, працюють або з певних причин не можуть відвідувати заняття щоденно (як у випадку із очною формою навчання). Така форма навчання забезпечує:

– можливість отримання освіти незалежно від місця проживання;

– одночасного навчання за декількома спеціальностями;

– можливість отримання вищої освіти різними категоріями населення (непрацездатні, інваліди, жінки, які виховують дітей тощо);

– одночасне охоплення великої кількості студентів;

– навчання за власним графіком у міжсесійний період;

– можливість практично негайно застосовувати свої знання на практиці, не закінчивши навчання.

Зрозуміло, що в основі дистанційної освіти закладені принципи та особливості традиційних форм навчання, окрім того, додані нові особливості, які полягають у використанні інтернет-технологій для доступу для навчальних матеріалів, інтерактивної взаємодії між студентами тощо.

Так, принцип спрямування навчання на вирішення завдань освіти і загального розвитку студентів в традиційній освіті означає, що викладач повинен звертати увагу не лише на вирішення завдань та вмінь, а й на ефективність проведеної системи виховних заходів у розглянутій темі. У дистанційні системі навчання цей принцип отримав таку інтерпретацію: принцип креативності характеру пізнавальної діяльності. За допомогою інтерактивних технологій креативний характер дистанційного навчання може реалізуватись за рахунок суперництва та змагання великої кількості студентів, що підвищує їхній творчий потенціал.

Одним із найважливіших принципів у традиційній формі освіти є принцип науковості. Він ґрунтується на зв'язку між наукою та предметом, що вивчається, вимагає, щоб зміст матеріалів навчання забезпечував інформацію про наукові факти, поняття, закономірності, сучасні досягнення

та відкриття. Більш фундаментальну форму цей принцип отримав у дистанційному навчанні:

– дидактичний принцип відповідності фундаментальності навчання пізнавальним потребам

– особи, яка навчається. Цей принцип полягає у тому, що навчання вважається фундаментальним,

– якщо воно орієнтується на визначення основ та залежностей між різноманітними процесами

– навколишнього середовища. Разом з цим, принцип висуває такі вимоги до студента, як:

· висока мотиваційна потреба;

· прагнення до власного розвитку;

· корекції та самокритики;

· спрямованість особистості до досягнення поставленої мети.

Продовженням змісту цього принципу є принцип вільного вибору інформації, яка отримується, шляхом визначеної діяльності: не існує єдиного ідеального інформаційного джерела, тому спрямованість навчання стосується безпосередньо не інформації, а шляхів її перетворення та опрацювання, за допомогою участі в дискусіях, телеконференціях, роботи з пошуковими машинами тощо.

Наступним, не менш важливим дидактичним принципом у традиційних формах навчання є принцип систематичності та послідовності, який потребує того, щоби знання, які подаються, були впорядковані, класифіковані, логічно пов'язані з іншим матеріалом, що призводить до покращення результатів навчання. Натомість, у дистанційному навчанні надається можливість самостійно обирати навчальні цілі, форму та темп навчання. Такий принцип отримав назву принципу індивідуальної навчальної траєкторії студента.

У принципі наочності зазначено, що знання засвоюються краще, коли наявна висока концентрація сприйняття всіма органами чуття людини. Оскільки у дистанційному навчанні відсутній безпосередній контакт аудиторії та викладача, сформульовано принцип віртуалізації навчання. У дистанційній формі навчання широко використовуються мультимедійні видання, відеоролики, ілюстраційні матеріали, відеоконференції тощо.

Окрім описаних вище принципів, також існує група принципів дистанційного навчання, створення яких є наслідком активного розвитку та використання інформаційних технологій. Нижче розглянемо деякі із цих принципів.

Так, принцип ідентифікації є важливим з огляду на те, що у дистанційному навчанні існує більше можливостей фальсифікації навчання, ніж у традиційній очній формі навчання. Контролювати самостійність виконання контрольних заходів можна за допомогою використання технічних засобів, наприклад, відеозв'язку.

Інформаційні технології повинні забезпечувати можливість контролю викладачем навчального процесу, можливість вносити зміни в навчальний курс, робити доступним контакт не лише викладача та студента, а і забезпечувати можливість контактів студентів між собою - це принцип інтерактивності.

Для ефективного дистанційного навчання важливим є принцип початкових знань, який полягає у тому, що користувач дистанційного курсу повинен володіти навичками роботи на комп'ютері, мати доступ до Інтернету, обов'язковими також є навички роботи в мережі та необхідне технічне забезпечення для повноцінного навчання.

Вагомим педагогічним принципом є принцип педагогічної доцільності застосування засобів інформаційних технологій. Кожен крок проектування та організації процесу дистанційного навчання вимагає педагогічного оцінювання та оцінювання доцільності використання новітніх інформаційних технологій, які мають безпосередній вплив на компоненти навчання - його зміст, мету, засоби тощо.

Зазначимо, що структура наведених вище педагогічних принципів не є сталою - з часом цілком реальні зміни та нововведення, пов'язані із подальшим розвитком та впровадженням дистанційного навчання.

Однак, власне ці принципи є визначальними при побудові систем дистанційного навчання. Складовими цих систем є велика кількість модулів, зв'язаних між собою. При цьому є виділені основні функціональні можливості, які повинні забезпечувати сучасні системи дистанційного навчання. Цей список здебільшого схожий у різних системах, які існують сьогодні.

Доступ до навчального контенту. Необхідно забезпечити можливість авторизації користувача, управління правами груп користувачів, контроль доступу до навчальних матеріалів.

Забезпечення зручних засобів адміністрування. Типовим набором функціональних можливостей є реєстрація користувачів, управління групами користувачів, управління дистанційними курсами та заходами контролю тощо.

Надання засобів комунікації між користувачами курсу. Сьогодні існує багато можливостей забезпечення зв'язку, до основних належать відео- та аудіоконференції, форуми, чати, блоги, електронна пошта тощо.

Можливість формування навчальних планів із використанням моделей управління компетенціями. Для розподілення навчальних планів будуються моделі, які вказують роль, яку виконує користувач та набір його можливостей (компетенцій) відповідно до заданої ролі. В подальшому для кожної компетенції є набір курсів, які потрібно вивчити і набір контрольних заходів, які потрібно скласти. На основі побудованих моделей система створює відповідні навчальні плани для кожного користувача.

Формування звітів. Важливим є забезпечення можливості формування звітів за побажанням користувача.

Інтеграція системи з різноманітними інформаційними системами. Система не повинна бути ізольованою від інших інформаційних систем, з якими знаходиться у загальному середовищі.

Формування складних розподілених систем. Необхідно забезпечити спрощення доступу користувачів до навчальних курсів за рахунок побудови системи дистанційного навчання із декількома вузлами. Важлива присутність автономного клієнта, який забезпечить доступ до матеріалів за відсутності постійного доступу до системи навчання.

Враховуючи зазначені дидактичні принципи та необхідні функціональні можливості систем дистанційного навчання, можемо синтезувати такі модулі системи:

– модуль адміністрування системи;

– модуль організації та підтримки навчального процесу;

– модуль розроблення та підтримки тестів;

– модуль розроблення та представлення всіх видів навчальних матеріалів

– у системі;

– модуль експорту-імпорту навчальних матеріалів різноманітних форматів;

– модуль інтерактивної взаємодії користувачів курсів: лектор-студенти, студенти-студенти, студенти-лектор;

– модуль реєстру активності користувачів.

1.2 Огляд та порівняння систем управління дистанційним навчанням

Сьогодні широко використовується велика номенклатура систем дистанційного навчання та управління дистанційним навчанням як з відкритим кодом (умовно безкоштовних), так і платних, широковживаних та вузькоорієнтованих.

ATutor - модульна система дистанційним керуванням навчанням з відкритим кодом. Поширюється на основі GNU General Public License. Для установки необхідно мати комп'ютер з веб-сервером Apache 1.3.x, PHP версії > 4.2.0 та MySQL версій > 3.23.x і > 4.0.12 (версії 4.1.x і 5.x офіційно не підтримуються). Система розроблена із врахуванням доступності та можливістю адаптації за бажанням користувача. Щодо операційної системи сервера, обмежень немає - система є кросплатформеною.

Claroline - платформа дистанційного навчання та електронної діяльності з відкритим кодом. Аналогічно з ATutor, поширюється на основі GNU General Public License. Сумісна з такими операційними системами, як Linux, Mac і Windows. Забезпечує інтуїтивно простий інтерфейс для адміністрування. В основу організації Claroline LMS покладено концепцію просторів, пов'язаних з курсом чи педагогічною діяльністю. Кожен з просторів забезпечений інструментарієм для створення, організації та управління навчальними матеріалами; можливостями для забезпечення взаємодії між користувачами тощо.

Live@EDU - система дистанційного навчання, виконана з використанням технології Active Server Pages на платформі Microsoft. Для установки та коректної роботи системи серверна частина повинна бути забезпеченою ОС Microsoft Windows NT Server 4.0, базою даних Microsoft SQL Server 7.0 та Microsoft Internet Information Server 4.0. Клієнтська частина повинна мати установлену ОС, 103 яка забезпечує доступ до мережі Інтернет та браузер, що обслуговує протокол HTTP версії 3.0, а також програмне забезпечення для перегляду і створення лекційних матеріалів.

Moodle (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment) - пакет модульного програмного забезпечення з відкритим кодом (ліцензія GNU GPL), який призначений для створення курсів дистанційного навчання та web-сайтів. Ця програма управління дистанційним навчанням орієнтована на взаємодію між викладачем та студентом, також використовується для підтримки очних курсів. Moodle може бути встановленим на будь-який комп'ютер, який підтримує PHP та роботу із СУБД MySQL, PostgreSQL, Microsoft SQL Server; програмне забезпечення є кросплатформеним.

SharePointLMS - система дистанційного навчання, розроблена на потужній багатофункціональній платформі MS Office SharePoint Server 2007. Є комплексним рішенням, яке об'єднує всіх користувачів (викладачі, студенти, адміністратори тощо) у єдиний інформаційно-навчальний простір та забезпечує інструментарій для спільної роботи. На відміну від Moodle, Claroline та ATutor, система є платною. Використовується не лише навчальними закладами та центрами навчання, а й підприємствами, організаціями, державними структурами.

eFront є новим поколінням систем електронного навчання, яка об'єднує в собі функції системи управління навчанням та системи створення та управління навчальних матеріалів. Використовується для організації навчального процесу у навчальних закладах, а також для підвищення кваліфікації, атестації та відбору працівників у різномасштабних організаціях. Система побудована на трьох типах користувачів - Адміністратор, Викладач та Студент. Порівняємо наявність та реалізацію модулів у описаних системах:

Таблиця 1.1Модуль розроблення та представлення навчальної інформації в системі

Система	ATutor	Claroline
1	2	3
Реалізація Модулів	Створення курсів (вказується опис, доступ, дата публікації) ; Модуль відновлення курсів ; Редагування вмісту(ключові слова, схожі теми, попередній перегляд і перевірка відтворення в браузерах) ; Словник ; Посилання на інші джерела; Список літератури;	Створення курсів (вказується опис, доступ) ; Публікація документів і посилань на сайти інструктора ; Завантаження файлів;
Система	Live@	eFront
Реалізація модулів	Модуль “Лекції” дає можливість ввести в систему підручник курсу, тобто окремий документ HTML, який складається з багатьох сторінок і файлів; Модуль “Методичні матеріали” забезпечує розміщення матеріалів викладачем та доступ до них студентові ; Модуль “Бібліографія”;	Модуль “Уроки” дає змогу вибудувати логічну структуру лекційних матеріалів;
Система	Moodle	SharePointLMS
Реалізація модулів	Модуль “Урок” для представлення навчального матеріалу ; Модуль “Глосарій” додає коментарі визна-ченням та автоматично зв'язує слова в лекціях із визначенням глосарію.	Модуль “Бібліотека документів” ство-рює єдину централізовану точку зберігання навчальних матеріалів.

Таблиця 1.2 Модуль розроблення тестів

Система	ATutor	Claroline
Реалізація модулів	Тести і анкети (запитання, встановлення категорії, оцінка і статистика тестів).	Тести (множинний вибір, істина/неправда, ввести в текстове поле, відповідності)
Система	Live@	eFront
Реалізація модулів	Модуль “Оцінки” забезпечує можливість викладачеві вводити оцінки за визначені завдання ; Модуль “Тести” дає викладачеві можли-вість легкого створення тестів, які студенти зможуть заповнити на сторінках www.	Модуль “Тести” забезпечує створення тестів, інформацію про виконання завдань користувачами; Модуль “Звіти” - “Звіти по тестах” дає можливість переглянути статистику пра-вильних та неправильних відповідей на тестові завдання.
Реалізація модулів	Модуль “Тест” складається з двох частин: теста та бази питань. Тест складається з різно-манітних питань, вибраних із бази питань	Модуль “Тести” призначений для ство-рення тестів, опитувань і роботи з ними.

Таблиця 1.3 Контроль лекційного матеріалу

Система	ATutor	Claroline
Реалізація модулів	Опитування учасників курсу (при цьому оцінки не виставляються); Статистика;	Онлайн вправи зі списком питань; Статистика; Вибір сценарію навчання;
Система	Live@	eFront
Реалізація модулів	Завдання; Папки завдань;	Звіти по користувачу (вкладки “Уроки”,“Курси”,“Докладніше”); Звіти по уроках: вкладка “Запитання” дає інформацію про відповіді учнів на тести цього уроку; “Активність” є звітом про активність студентів за вказаний період часу;

Система	ATutor	Claroline

Таблиця 1.4 Самостійна робота

Реалізація модулів	Завдання(інструктор задає назву, суть і виконавця); Пошук в інтернеті на початковій сторінці або вкладці меню;	Виконання завдань відповідно до вибраного сценарію (назва, опис, тип, дата, видимість, дозвіл на завантаження);
Реалізація модулів	Модуль “Робоча область” забезпечує спільний простір на сервері, що робить можливим обмін файлами між студентами.	Вкладка “Проекти” модулю “Звіти” забезпечує інформацію про виконання студентами проектів.
Реалізація модулів	Модуль “Завдання”. Вчитель створює опис завдання, установку на його виконання та вказує місце, куди студент зобов'язаний завантажити результати. Студент може завантажувати результати у вигляді рефератів, відеоматеріалів, презентацій, таблиць тощо; Модуль “Робочий зошит” відрізняється від модуля “Завдання” тим, що завдання складаються із Відповідей у вигляді тексту, які може редагувати студент.	Модуль “Мої файли” призначений для завантаження та збереження файлів користувачів у межах курсу; Модуль “Завдання” призначений для створення різних домашніх (додаткових) завдань та перегляду результатів їх виконання; Модуль “Плагіат” забезпечує Викладачу можливість контролювати ступінь само-стійності роботи Студента, запобігає спису-ванню матеріалу. Всі документи з “Мої файли” проходять перевірку.

Таблиця 1.5 Інтерактивна взаємодія

Система	ATutor	Claroline
1	2	3
Реалізація модулів	+	+
Взаємодія студент-студент	· Персональні повідо · Модуль обміну фай · Форум	· Чат · Форум · Оголошення · Створення подій у календарі · Wiki
Взаємодія викладач-студенти	· Оголошення · FAQ · Чат · Розміщення новин на банне · Персональні повідомлення · Стрічка новин RSS	· Оголошення · Коментарі · Форум · Wiki · Чат · Створення подій у календарі
Взаємодія студенти-викладач	· Форум · Чат · Персональні повідомлення · Опитування	· Форум · Чат · Оголошення · Створення подій у календарі
Реалізація модулів	+	+
Взаємодія студент-студент	· Форум · Чат · WWW	· Форум · Чат · Персональні повідомлення · Можливість установки модулів блогів та wiki ”);
Взаємодія викладач-студенти	· Оголошення · Календар · Chat · Форум · FAQ	· Форум · Чат · Персональні повідомлен · Блог · Дошка оголошень · FAQ · Цитата дня · Спільні коментарі
Взаємодія студенти-викладач	· Chat · Форум	· Форум · Чат · Спільні коментарі · Персональні повідомлення
Система	Moodle	SharePointLMS
Реалізація модулів	+	+
Взаємодія студент-студент	· Форум · Чат · Обмін повідомленнями	· Форум · Чат · Персональні повідомлення
Взаємодія викладач-студенти	· Форум · Чат · Обмін повідомленнями	· Конференція · Персональні повідомлення · Рядок новин RSS · Форум
Взаємодія студенти-викладач	· Чат · Обмін повідомленнями	· Форум · Персональні повідомлення · Конференція

2. ПРОГРАМНО-ТЕХНІЧНІ РІШЕННЯ ПОБУДОВИ ДИСТАНЦІЙНОГО КУРСУ НАВЧАННЯ З ДИСЦИПЛІНИ “МЕТОДИ ТА СИСТЕМИ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ”

2.1 Система управління дистанційним навчанням eFront

eFront - являє собою нове покоління eLearning систем, що поєднує в собі функції систем управління навчанням (LMS - Learning Management System) та систем управління та створення навчальних матеріалів (LCMS - Learning Content Management System).

Можливості eFront дозволяють вирішувати завдання організації навчального процесу в навчальних закладах, а також завдання підвищення кваліфікації, атестації та відбору співробітників в організаціях різного масштабу. Застосування системи дозволить вирішувати освітні завдання легше і простіше.

Основу системи являє eFront Core - система, поширювана з вільною ліцензією, реалізущая основні функції LMS / LCMS. Деякі з численних переваг системи: eFront - що має сертифіковану підтримку формату SCORM, система електронного навчання та Розвитку Людського Капіталу. Вона створена для бізнесу та навчальних закладів.

Простота - простота використання eFront - одне з головних завдань продукту. Природний і ясний інтерфейс, з промовистими самі за себе елементами, зрозумілий будь-кому.

Привабливість - eFront не створюється як ще один навчальний продукт. Її мета - бути найкрасивішою системою навчання. Прогресивність - eFront застосовує такі технології, як Ajax, Unicode, LDAP, підтримує SCORM, дозволяє навчати на декількох мовах. Концепції викладання - закладені в eFront ідеї націлені на залучення учнів і збереженню їх інтересу.

Управління навичками - концепція управління навичками дозволяє проводити вхідне тестування та атестацію співробітників, планувати кар'єру і раціонально розподіляти роботу, підвищуючи загальний професійний рівень організації.

Орієнтація на бізнес - eFront налаштовується на структуру організації і дозволяє розподіляти функції та повноваження відповідно до неї.

Повнота - eFront має широкий набір компонент, які допоможуть вам створювати структуру занять та навчальний матеріал, створювати тести, спілкуватися, стежити за успішністю та використанням системи, проводити опитування, давати завдання для практичних занять і створювати сертифікати. І це ще далеко не все! Компанія АББРІС є партнером Epignosis Ltd., Розробника системи eFront, виконує роботи з локалізації системи eFront та адаптації її до умов російського ринку. Ми надаємо послуги з впровадження eFront, проводимо консультації та навчання з її використання, супроводжуємо впроваджені системи, проводимо роботи з інтеграції eFront з існуючими системами замовника і розширенню функціональності. Система eFront інтегрується з ОфісМастер і може використовуватися в складі єдиного комплексу як в освітніх установах, так і на підприємствах, органічно поєднуючи можливості кожної з систем, істотно скорочуючи час і вартість впровадження такого рішення.

eFront - досить молодий продукт, представник систем LCMS (Learning Content Manegment System - навчальна система управління контентом), заснована на Open Sourse форматі, що дозволяє їй динамічно і вельми швидко розвиватися благодоря великий комманде розробників і сторонніх, зацікавлених в системі, фахівців. Швидше знаходяться недоліки - швидше відбувається їх усунення. Тому адміністратору такої системи досить всього-лише часто оновлювати програму і захист буде на належному рівні.eFront є програмою дозволяє організувати, підготувати й атестувати по будь-якій спеціальності всіх учнів, зареєстрованих в системі. У ній легко створювати курси, уроки, тести. Легко проводити атестацію, курси підвищення кваліфікації співробітників і студентів.Даний програмний продукт може використовуватися не тільки на базі навчальних закладів (шкіл, ВНЗ, ПТУ), а й на базі підприємства, компанії. Ця гнучкість і універсальність досягається за рахунок великої кількості додаткових модулів і плагінів, реалізованих як розробниками, так і сторонніми виробниками на відкритій або комерційній основі. Існує багато фірм, що займаються впровадженням і підтримкою eFront як системи навчання на підприємствах, але для невеликого кола завдань її цілком може встановити і ненавчений IT спеціаліст (іспользуюя документації для користувача і численні приклади). eFront є web2.0 системою. Максимально зручною та оперативною. Продуманни большенство дрібниць і вцілому система дуже зручна для роботи. Основна перевага: простота роботи і інтерфейсу. Користувач середнього рівня легко розбереться з інтуїтивно зрозумілим інтерфейсом і легко приступить до навчання за курсами в системі. Так само можна виділити прогресивність системи: у eFront використовуються передові технології AJAX, Unicode, LDAP, підтримка SCORM, що дозволяє її розцінювати як крокує в ногу з часом і розвивається систему. Робота з учнями: при вході в систему можна пройти Рейтинг початкових знань, що надалі дозволить зафіксувати й оцінити прогрес

Таблиця 2.1 Порівняння функціональних можливостей eLearning систем

Функціональні характеристики	Atutor 1.6.4	Claroline 1.9.4	Moodle 1.9.7	Ilias 4.0.2	eFront 3.5.6
Підтримка кирилиці	+	+	+	+	+
Підтримка кодування шрифтів UTF-8	+	-	+	+	+
Розділення ролей користувачів	+	+	+	+	+
Зручність у використанні	+	+	+		+
Вбудований HTML-редактор	+	+	+	-	+
Система тестування	+	+	+		+
Робота із студентськими проектами	-	-		-	+
Підтримка мультимедіа	+	+	+		+
Внутрішні комунікації між користувачами (форум, чат, email)	+	+	+	+	+
Відповідність стандарту SCORM	+	+	+	+	+
Ієрархічна структурованість курсів		-		-	+
Візуалізація пройденого матеріалу	-	-	-	-	+
Генерація сертифікатів користувачам після успішного проходження навчального курсу	-	-		-	+
Об'єм дистрибутиву	4МБ	5МБ	15МБ	89МБ	15МБ
Безпека користувачів (чи опубл. інформація про наявність вразливостей останніх оф. версій ВНС)4	+	+	+	+	+

Як ми бачимо з таблиці 2.6, за функціональними можливостями, комплекс eFront значно випереджає найбільш відомі та розвинені eLearning системи. Мультимедійні можливості, безпека, структурованість та простота на високому рівні. Особливо відзначається можливість візуалізації, генерація сертифікатів користувачам після успішного проходження навчального курсу, ієрархічна структурованість курсів, робота із студентськими проектами. Саме тому для розробки дистанційного середовища навчання доцільно використовувати саме комплекс eFront, який випереджає за своїми можливостями відому і потужну систему Moodle.

3. ПРОГРАМНА РЕАЛІЗАЦІЯ ДИСТАНЦІЙНОГО КУРСУ НАВЧАННЯ З ДИСЦИПЛІНИ З ВИКОРИСТАННЯМ КОМПЛЕКСУ EFRONT

3.1 Порядок розгортання та адміністрування дистанційного комплексу

Проаналізувавши сучасні підходи до дистанційної системи навчання я прийшов до рішення побудувати систему дистанційного навчання з дисципліни “Методи та системи штучного інтелекту” з використанням комплексу eFront, якиа надасть можливість забезпечити дидактичний процес в режимі онлайн за допомогою мережі інтеренет чи локальної мережі кафедри, перегляду поточного та тематичного контролю курсантів (студентів), навчальний процес буде нести прозорий характер, забезпечить створення єдиного інформаційного середовища збору та накопичення інформації для подальшого аналізу якості засвоєння навчального матеріалу, відображення особистісного та професійного зростання кожного курсанта (слухача), надасть можливість здійснення аналізу якості засвоєння навчального матеріалу викладачем за короткий проміжок часу, формування зворотного зв'язку між курсантами (слухачами), викладачами та відповідним контролюючим керівництвом.

За своєю структурою система навчального процесу дисципліни складається з навчальних лекцій, рекомендацій до практичних, лекційних та самостійних занять. Кожен із блоків має своє чітко визначене призначення, яке полягає в реалізації певної функції навчального процессу.

Адміністрування дистанційного курсу здійснюється в середовищі комплексу eFront. Комплекс побудований таким чином, що робота адміністратора виконується на інтуїтивному рівні. Меню редагування побудоване таким чином, що не потрібно спеціальних знань та навиків для роботи в комплексі, починаючи з головної сторінки (рис. 3.1).



Рис. 3.1 Головна сторінка

Особиста реєстрація

Реєстрація викладачів у LMS виконується адміністратором системи. Для реєстрації в системі LMS необхідно надіслати заявку на адресу lms@hse.ru із зазначенням ПІБ (повністю) і електронної поштової адреси, факультету, кафедри.

Реєстрація навчальної дисципліни

Для реєстрації навчальної дисципліни, необхідно звернутися в службу підтримки користувачів за адресою lms@hse.ru, де вказати назву дисципліни по РУП, ступінь навчання і цільову групу слухачів.

– Дисципліна по РУП: Візуальна соціологія-соціологічне уява (практикум)

– Робочий кабінет викладача

– Для входу в Робочий кабінет викладач повинен:

– з головної сторінки LMS-системи ввести свої логін і пароль;

– клікнути на кнопку Увійти.

Початкова сторінка сайту системи, яку бачить викладач відразу ж після входу, містить список всіх дисциплін, до яких він приєднаний (рис. 3.2).



Рис. 3.2 Початкова сторінка сайту системи

Таким чином, всі студенти всіх відділень зареєстровані в системі, всі дисципліни; призначені студентам для вивчення також сформовані в системі (Дисципліни з АСАВ). Причому кожній дисципліні вже приєднані студенти. Складнощі можуть виникнути в дисциплінах підтримують вивчення іноземної мови, тому що група студентів, яка навчається у викладача, може не збігатися з навчальною групою. за вибором. У цьому випадку в системі можуть бути створено кілька дисциплін, до яких приєднано від 1 до 5 студентів (за навчальними групами). Реально ж дисципліна одна і група студентів, які вивчають цю дисципліну також одна, зібрана з різних навчальних груп. Викладачеві, який працює з такою дисципліною, незручно в своєму кабінеті мати кілька однакових дисциплін. Зручно мати одну, до якої буде приєднана вся група студентів.

У цьому випадку адміністратор системи створює «ручну» дисципліну (відображену в кабінеті як Дисципліна LMS).

Список побудований ієрархічно.

Профіль викладача

Кожен викладач має свою персональну загальнодоступну сторінку - Профіль, в якій

розміщує фотографію і коротку інформацію про себе.

Для заповнення Профілю:

– увійти на головну сторінку сайту дисципліни;

– в меню сайту, ліворуч вибрати призначення Інструменти;

– в розкрився меню клікнути за призначенням Особиста інформація;

– клікнути по вкладці Мій обліковий запис;

– у порожні поля вкладки Мій профіль панелі Мої налаштування ввести свої дані (рис. 3.3);

– завантажити свою фотографію в Файл зображення через Огляд; клікнути по кнопці Зміни набудуть чинності профілю.

Рис. 3.3 Вкладка “Мої налаштування”

Створення сайту дисципліни

Сайт дисципліни може містити теоретичний, додатковий матеріал, засоби перевірки знань і збору виконаних домашніх завдань. На його основі можна організувати контроль над навчальною діяльністю студентів і здійснювати взаємодію викладача і студентів. Зміст сайтудисципліни може складатися з таких компонентів:

– Матеріал (теорія навчального матеріалу, приклади);

– Тест (опитування, що проводиться після закінчення вивчення тем дисципліни);

– Проект (практичне завдання, реферат, реферат і т.д.).

Матеріал і Тести відображаються у змісті дисципліни. Проекти не можуть бути додані до змісту дисципліни.

Перш ніж приступати до заповнення сайту дисципліни навчальним матеріалом, необхідно скласти анотацію, яка буде відображатися в окремому вікні при наведенні покажчика миші на назву дисципліни зі сторінки робочого кабінету, як викладача, так і студентів.

Для створення опису:

– відкрити панель управління дисципліною;

– клікнути за призначенням Інформація про курс;

– відкриється панель Інформація про дисципліну (рис. 3.4);

– якщо курс з категорії Курс з АСАВ, то відкриється повне її опис відповідно допрограмою навчання

– якщо дисципліна з категорії Дисципліна з LMS, то відкриється вікно, в якому єможливість ввести інформацію про дисципліну, встановити умови завершення вивченнядисципліни, зв'язати наявну дисципліну, створену «вручну» з відповідноюдисципліною з АСАВ.

– для зміни інформації клікнути за призначенням Змінити інформацію;

– для заповнення полів клікнути по зеленій іконці, розташованої праворуч від поля;



Рис. 3.4 Інформація про курс

– якщо дисципліна з категорії Дисципліна з АСАВ, то відкриється повне її опис відповідно допрограмою навчання

– якщо дисципліна з категорії Дисципліна з LMS, то відкриється вікно, в якому єможливість ввести інформацію про дисципліну, встановити умови завершення вивченнядисципліни, зв'язати наявну дисципліну, створену «вручну» з відповідноюдисципліною з АСАВ.

– для зміни інформації клікнути за призначенням Змінити інформацію;

– для заповнення полів клікнути по зеленій іконці "», розташованої праворуч від поля;

– внести необхідну інформацію в розкрилося поле;

– клікнути по галочці в зеленому гуртку для збереження інформації;для видалення інформації - по хрестику в червоному колі.

3.2 Структура курсу

Дистанційний курс як і традиційний побудований за загальноприйнятими дидактичними правилами. Тобто в комплексі управління дистанційним навчанням можна створити декілька курсів які в свою чергу розділені на уроки., що забезпечуються навчальними файлами, матеріалами, та мають можливість проведення тестового оцінювання засвоєння знань та викладеного матеріалу. Структурно-функцыональну схему системи можна представити графічно (рис. 3.5).

Рис. 3.5 Структурна схема системи керування дистанційним навчанням

Головними блоками в системі дистанційного навчання з яких і складається структура курсу дисципліни є "Уроки". Урок в свою чергу складається з трьох модулів (рис. 3.6).

Рис. 3.6 Структурна схема блоку "Урок"

ВИСНОВКИ

Основними результататами даної роботи є:

1. Обґрунтування побудови дистанційної системи навчання з дисципліни “Методи та системи штучного інтелекту” з використанням комплесу eFront;

2. Визначення найбільш пріоритетних напрямків розвитку запропонованої системи;

3. Розробка дистанційного комплексу керування та організіції навчального процесу.

Навчальна дисципліна “Методи та системи штучного інтелекту” є актуальною на данному етапі розвитку науки та техніки та і в майбутньому, оскільки розвиток кібернетики, машинобудування, генетики, різноманітних технологій захисту вимагає все частішого звернення до галузі штучного інтелекту. Тому важливим питанням є вивченням цієї дисципліни в вищих цивільних і військових навчальних закладах. У такому разі виникає необхідність у вирішенні проблеми в організації навчального курсу. Актуальним підходом до вирішення даної проблеми є застосування дистанційної системи навчання.

Проаналізувавши сучасні підходи до побудови дистанційних систем прийнято рішення використовувати комплекс eFront. Потужній функціонал даного комплексу дає можливість на високому рівні організувати дистанційний навчальний процес й добитись засвоєння матеріалу на відмінному рівні, який надасть можливімть перегляду поточного та тематичного контролю курсантів (студентів), навчальний процес буде нести прозорий характер, забезпечить створення єдиного інформаційного середовища збору та накопичення інформації для подальшого аналізу якості засвоєння навчального матеріалу, відображення особистісного та професійного зростання кожного курсанта (слухача), надасть можливість здійснення аналізу якості засвоєння навчального матеріалу викладачем за короткий проміжок часу, формування зворотного зв'язку між курсантами (слухачами), викладачами та відповідним контролюючим керівництвом.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Міністерство освіти і науки україни наказ “Про затвердження Положення про організацію роботи з охорони праці учасників навчально-виховного процесу в установах і закладах освіти” (Положення, п.1.2) № 563 від 01.08.2001;

2. Закон України “Про вищу освіту” №2984-III, із змінами від 19 січня 2010р;

3. Сотник С.Л. Основы проектирования систем искусственного интеллекта. Конспект лекций. http://lii.newmail.ru/lect_p1.htm.

4. А. Плахов. О проблеме создания искусственного интеллекта. http://www.membrana.ru/articles/readers/2002/12/16/210400.html

5. Джордж Ф. Люгер. Искусственный интеллект: стратегии и методы решения сложных проблем, 4-е издание.: Пер. с англ.- М.: Издательский дом ?Вильямс?, 2003. - 864 с.Зайченко Т.П. Основи дистанційного навчання:Теоретико-практический базис: Навчальний посібник. - СПб.: Вид-воРГПУ їм. А.І. Герцена, 2004. - 167 з.

6. АнаньєвБ.Г. Людина як пізнання. - М.: Наука, 2000.

7. Вікова і педагогічна психологія / Під ред.А.В. Петровского. - М.: Просвітництво, 1979.

8. Зимова І.А. Педагогічна психологія. - М.: Логос, 2002.

9. Околесов О.П. Системний підхід до побудови електронного курсадля дистанційного навчання / / Педагогіка. -1999. - № 6. -С. 50-56.

10. Полат Е. С. Петров А.Є. Дистанційне навчання: яким йому бути? / / Педагогіка. - 1999. - № 7. -С. 29-34.

11. Підкасистий П.І. Тищенко О.Б. Комп'ютерні технології в системі дистанційного навчання / / Педагогіка. -2000. - № 5. -С. 7-12.

12. Інформаційний вісник. Вища освіта №17/2005. 2. Сайт Українського центра дистанційного навчання. www.distance-learning.com.ua

13. Зайченко Т.П.Инвариантнаяорганизационно-дидактическая система дистанційного навчання: Монографія. - СПб.: Вид-во ">Астерион", 2004. - C. 180-210.

14. Vicky Phillips. What Is Distance Learning and Why Has it Become So Popular? -- Режим доступу: http://knol.google.com/k/vicky-phillips/what-is-distance-learning-and-why-has/1oreu3w9mgsai/2#

15. Бальцук Н.Б., Буня М.М., Матросов В.Л. Деякі можливості використання електронно-обчислювальної техніки в навчальному процесі М.: Прометей 1989. - 135 с.

16. Євреїнов Е.В., Каймін В.А. Інформатика і дистанційна освіта. М.: "ВАК", 1998. - 88 с.

17. Мархель І.І., Овакимян Ю.О. Комплексний підхід до використання технічних засобів навчання: Навчальний метод. посібник. - М.: Вищ. шк., 1987. - 175 с.: Іл.

Размещено на Allbest.ru