УДК 378.147

сетевая  структура  базы  знаний  по  курсу  «моделирование»

                                       Г. И. Шабанов, П. Н. Лавров, Н. А. Гришина

Востребованность новых современных форм и методов обучения является практическим доказательством необходимости создания и внедрения компью-терных обучающих систем. Вопросы разработки и совершенствования их мето-дического, математического, алгоритмического, программного обеспечения для реализации требуемых функциональных возможностей, адаптации к индивиду-альным особенностям обучаемых приобретают первостепенную важность. Одним из подходов решения этой задачи является создание компьютерной мо-дели обучения моделированию на базе семантической сети (СС) представляющей собой семейство ориентированных графов на едином множестве вершин - понятий вместе с процедурами интерпретации.

В общем случае СС обеспечивает следующие основные функции: хранение сведений об объектах и связях между ними; возможность их поиска по различным характеристикам; возможность пополнения и корректировки знаний системы во время обучения; возможность реализации процедуры обобщения и конкретиза-ции знаний; отражение иерархичности знаний о программном обеспечении.

Предлагаемая модель СС предназначена для обучения курсу «Моделирование» с использованием базы знаний. Программа обучения включает разделы функционального, геометрического и  эквивалентированного моделирования. Иерархическая структура графа представления учебных знаний   Knowledges (K) по  моделированию, изображена на рис. 1.  Совокупность уровней (слоёв) модели  формируется в соответствии с выражением:

K = [{AR}, {AU}, KO, (IM,VM), (KZ,KP), (KK,RK,KR) ], где {AR} - множество агрегатов - разделов, т.е. частей СС, соответствующих разделам курса; {AU} - множество агрегатов-уроков; KO - модель СС основного учебного материала; IM - модель иллюстрированного учебного материала; VM - модель вспомогательного учебного материала; KZ - модель учебного материала, используемого для закрепления знаний, полученных на уроке (занятии); KP - модель учебного материала, используемого для повторения занятий, ранее полученных на занятиях; (KK, RK, KR) - блок, представляющий базу знаний для контроля учебного процесса (KK - модель материала для самоконтроля; RK - модель материала для рубежных контролей; KR - модель материала для контрольных работ).

KAR =[{AR_i}, CLR, H(KAR)], где KAR - слой иерархии СС, отражающий представление учебного материала на уровне разделов, где CLR - отношение следования разделов  (отношение квазипорядка на множестве {AR}); H(KAR)- множество обобщенных характеристик (оценка требуемого времени для изучения раздела, оценка относительной сложности материала раздела для восприятия обучаемым); {AR_i}= разделы по методам моделирования.

KAU =[{AU}, CLU, H(KAU)], где KAU - слой иерархии семантической сети, отражающий представление учебного материала на уровне занятий; где AU - агрегат-занятие т.е. часть семантической сети, соответствующая отдельному логически законченному занятию. CLU - отношение следования занятий (отношение квазипорядка на множестве {AU});H(KAU) - множество обобщенных характеристик модели учебного материала уровня занятий.

Агрегат-уроки по моделированию имеют вид:        {AU} = AU₁, AU₂, AU₃ ,_….,, AU_i,

где AU₁   -  методы функционального моделирования; AU_{2 -} методы геометрического моделирования; алгоритмы метода эквивалентных схем и т.д.  

KO - модель СС основного учебного материала которая образует третий слой СС.         KO = {(O,(Г,T,V),C),(A,D,R)}, где  параметры (O, Г, T, V, C) задают нечеткий взвешенный мультиграф учебного материала на уровне объектов (т.е. на уровне базовой семантической сети), а параметры (A, D, R) - нечеткие взвешенные мультиграфы учебного материала на уровнях занятий и разделов (учебных планов).

         Уровень знаний для повторения, закрепления и контроля для нашего слу-чая представлен в виде: блока управления который реализует алгоритм управ-ления обучением. Разработка этого блока зависит от правил, принятых в конк-ретной инструментальной системе; блока моделирования - для построения моделей явлений или процессов; справочного блока – информация из которого поступает по запросу обучаемого. В случае его использования в обучающей системе необходимо подготовить различные массивы информации для создания  справочников, таблиц объясняющих тексты и рисунки, словарей (терминов, иностранных слов и так далее), условных обозначений, библиографических списков и так далее; информационного блока содержащего учебные сведения;

блока генерации заданий - для наиболее полного отражения сущности учебной дисциплины создаются генераторы учебных заданий, которые позволяют автоматизировать процесс синтеза различных заданий; блока анализа ответов – средства протоколирования хода рассуждений  и анализа ответов; блока методической помощи осуществляющего  помощь по работе с компьютером, по работе с обучающей системой, при неправильных или непредполагаемых ответах обучаемого; блока дидактической помощи  выдающему обучаемому тематические и формальные подсказки; блока оценки результатов обучения - формирование оценки за усвоенный материал, блока моделирования – выполняющего моделирование учебных заданий и вариантов.