СодержаниеСодержание
Содержание 2
1. Введение 3
1.1. Глоссарий 3
1.2. Описание предметной области 3
1.3. Неформальная постановка задачи 4
1.4. Обзор существующих методов решения 4
2. Требования к окружению 5
2.1. Требования к аппаратному обеспечению 5
2.2. Требования к программному обеспечению 5
2.3. Требования к пользователям 5
3. Спецификация данных 5
4. Функциональные требования 6
5. Требования к интерфейсу 6
6. Проект 6
6.1. Средства реализации 6
6.2. Модули и алгоритмы 7
6.3. Структуры данных 7
Заключение 8
Список литературы 9
Приложение 10Введение1. Введение
1.1. Глоссарий
Онтология ? концептуальная схема предметной области, описывающая классы объектов, их свойства, возможные значения и взаимосвязь между ними [10].
Учебная задача ? указание выполнить некоторые действия для достижения поставленной цели, которое возможно при условии обладания определенным объемом знаний [9].
OWL (Ontology Web Language) ? язык описания онтологий, разработанный рабочей группой Консорциума Всемирной Паутины (W3C) [11].
1.2. Описание предметной области
Автоматизация процесса обучения давно стала темой многочисленных исследований. Эта область весьма обширна, в нее входят, например, средства создания курсов, механизмы контроля обучения, а также автоматическая генерация задач. Вообще говоря, учебные задачи требуют отдельного изучения. В этой области решаются такие проблемы, как формализация и классификация задач [8], их свойства и описание. Следует отметить, что непосредственно учебная задача имеет некоторые специфические особенности, отличающие ее от задач вообще (проблемных ситуаций предметной области). К ним относятся:
? использование в процессе обучения и контроля;
? субъективная сложность для обучаемого;
? известный алгоритм решения.
Также немаловажно, что у задач можно выделить четкую структуру [9]:
? предметная область;
? отношения, которыми связаны объекты предметной области;
? требование задачи.
Для решения проблемы генерации задач применяются различные методы. Одним из новых направлений в данной области являются онтологии.
Онтология представляет собой формальное описание знаний, основанное на иерархии концептов (классов), отношениях между ними и их экземплярах. С помощью существующих языков онтологий можно создавать полное (в зависимости от целей разработчика) и, в то же время, четко структурированное и формализованное описание области знаний. Отсюда следует основное преимущество применения онтологий — возможность одновременного использования людьми и программными агентами [4].
Т. к. онтология — это все еще мало изученный инструмент представления знаний, то исследование возможностей ее использования открывает далекие перспективы. Как правило, онтологии применяют в системах семантического поиска, однако границы ее применения более широки, в частности, в литературе есть и некоторые упоминания об использовании онтологий при создании систем обучения. Например, в работе [2] предлагается использовать онтологии как средство представления фактических знаний обучаемого, полнота которых проверяется путем сравнения с эталонной онтологией. Такой подход хорош тем, что в этом случае затрагиваются творческие знания, однако, он имеет и узкие места. Это объяснятся тем, что любая область может быть описана множеством равноправных способов, формальную эквивалентность которых установить достаточно сложно. Предлагаются и другие формы использования онтологий, так, в работе [1] говорится о возможности генерации заданий на основе анализа взаимосвязей и характеристик объектов предметной области.
Онтологии как способ описания знаний имеют ряд особенностей, позволяющих использовать их в обучении [6]. Для любой предметной области можно построить множество онтологий. Это позволяет создавать различные задачи для одной области, а также отражать различные взгляды на предметную область. Однако, если использовать сравнение онтологий (идея описана выше), то возникает проблема установления эквивалентности. Во многихЛитератураСписок литературы
[1] Беляев К.В. Об автоматической генерации закрытых тестовых заданий. — М.: ИКСИ, www.tvp.ru/conferen/vsppm06f/petso467.pdf
[2] Дубров С.Н., Нечаев Ю.И. Интегрированная обучающая система на базе онтологии и формального концептуального анализа,
http://www.ict.edu.ru/vconf/files/9222.pdf
[3] Кирсанов М.Н. Генератор задач по теоретической механике и математике,
http://ctl.mpei.ru/pdfs/016.pdf
[4] Константинова Н. С., Митрофанова О. А. Онтологии как системы хранения знаний,
http://www.ict.edu.ru/ft/005706/68352e2-st08.pdf
[5] Левинская М. А. Автоматизированная генерация заданий по математике для контроля знаний учащихся,
http://ifets.ieee.org/russian/depository/v5_i4/pdf/3.pdf
[6] Мальков М. В. Онтологии в учебном процессе,
http://www.naukapro.ru/ot2007/3_003.htm
[7] Описание программы Varimax,
http://www.c-mentor.ru/about.htm
[8] Солдатова Л. Н., Шевченко И. И. Классификация учебных задач с использованием модели обучаемого: Препринт КИ?97?1. ? Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 1997. ? 36 с.
[9] Фридман Л. М. Основы проблемологии. ? М: СИНТЕГ, 2001 ? 221 с.
[10] Noy N. F., McGuinness D. L. Ontology Development 101: A Guide to Creating Your First Ontology,
http://protege.stanford.edu/publications/ontology_development/ontology101.html
[11] OWL, Ontology Web Language. Guide,
http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-guide-20040210/
[12] Protege. User Guide,
http://protege.stanford.edu/publications/UserGuide.pdf
|
|
