Реферат: Разработка образовательной среды для дистанционного обучения по дисциплинам Компьютерная графика и Системы искусственного интеллекта. Геометрические преобразования

- Следствием вышесказанного является высокая стоимость разработок:
- затраты на разработку ПО, обеспечивающего 1 час курса, оценены в
10 тысяч долларов США; - затраты на разработку 6-семестрового автоматизированного курса по высшей математике оцениваются в 3-5
миллионов долларов США.

- Многие проблемы, перечисленные выше, могут быть решены при ис­
пользовании методов искусственного интеллекта на этапе формирова­
ния учебного материала и сценария учебника.

- Использование методов искусственного интеллекта позволяет значи­
тельно повысить гибкость и сравнительно легкую модифицируемость
сценария электронного учебника.

- Занимательность представляемого учебного материала обеспечивается
использованием средств машинной графики, а простота работы с ПО
поддерживается специально разрабатываемыми интерфейсами обучаемого.

- В большинстве действующих ПО электронных учебников существует база данных контроля знаний обучаемых.

2. 1. 2. Образовательная среда

Следующим видом компьютерных обучающих программ являются обра­зовательные среды - обучающее ПО, которое позволяет оперировать с объек­тами определенного класса. Среда реализует отношения между объектами, операции над объектами и отношениями, соответствующие их определению, а также обеспечивает наглядное представление объектов и их свойств. Обучае­мый оперирует объектами среды, руководствуясь методическими указаниями в целях достижения поставленной дидактической цели, либо производит иссле­дование, цели и задачи которого поставлены обучаемым самостоятельно. Особенности методологии образовательных сред:

- образовательная среда как средство обучения предоставляет возможность развития наивысших, продуктивных форм мышления;

• основной функцией ПО образовательной среды является моделирование;

• визуализация процесса моделирования требует использования разнообраз­
  ных средств машинной графики;

• достижение реальной самостоятельности обучаемого возможно при исполь­
  зовании методов искусственного интеллекта, для чего необходимо: - час­
  тично заменить алгоритмическую часть ПО образовательной среды на дек­
  ларативное описание в форме базы знаний; - заменить частично управляю­
  щую часть ПО образовательной среды механизмом логического вывода; -
  предоставить обучаемому возможность изменения содержания базы знаний;

• образовательная среда ориентирована на самостоятельную работу, но тем не
  менее должна иметь определенные виды контроля или протоколирования
  действий пользователя, что с применением методов искусственного интел­
  лекта поможет сформировать модель обучаемого.

2. 1. 3. Лабораторный практикум

ПО лабораторного практикума служит для проведения наблюдений над объектами, их взаимосвязями или некоторыми их свойствами, для обработки результатов наблюдения, для их численного и графического представления и для исследования различных аспектов использования этих объектов на практи­ке.

Одно из основных требований к лабораторному практикуму имеет сле­дующий вид: должны быть четко определены цели эксперимента, описаны средства и методики проведения эксперимента, методы обработки и анализа экспериментальных данных, формы отчета.

Следует отметить, что лабораторный практикум по своему определению и поставленным целям должен быть составной частью образовательной среды. Функции включаемых в ПО лабораторных практикумов средств машинной

графики должны включать возможности деловой и научной графики для ви­зуализации различных графиков, кривых, поверхностей и других абстрактных математических объектов. ПО лабораторного практикума должно включать средства редактирования для представления отчета и определенные виды кон­троля выполненного задания.

2. 1. 4. Тренажер

ПО тренажеров служит для обработки и закрепления технических навы­ков решения задач. Тренажеры обеспечивают получение теоретической ин­формации и описание приемов решения задач, тренировку на различных уров­нях самостоятельности, контроль и самоконтроль и должны включать следую­щие режимы работы: теория, демонстрация примеров, работа с репетитором, самостоятельная работа, самоконтроль.

Среди основных требований к ПО тренажеров выделим следующие:

• в режиме репетитора желательно предусмотреть все возможные пути
  решения;

• путь продвижения должен определяться самим обучаемым.

Особенности методологии тренажеров.

• Желание «предусмотреть все возможные пути решения» значительно
  усложняет ПО тренажеров и реально достижимо только для формали­
  зованных задач и алгоритмов.

• ПО тренажера должно включать средства редактирования и базу кон­
  троля знаний.

• Обучаемый должен решать только те задачи, которые предлагает тре­
  нажер, и не может самостоятельно сформулировать аналогичную за­
  дачу для решения, что вызвано отсутствием интеллектуализации ПО
  тренажеров.

— Интеллектуализация тренажеров для повышения самостоятельности действий обучаемого и одновременное усложнение решаемых задач трансформирует тренажеры в образовательные среды.

- Расширение круга задач, навыки решения которых отрабатывает и за­
крепляет тренажер, требует использования средств машинной графи­
ки.

- требование о возможности получения любых комплексных справок по всему курсу максимально увеличивает трудоемкость разработки тре­буемых баз данных;