автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.10, диссертация на тему:Модели и алгоритмы для информационной системы психолого-педагогической поддержки обучаемых

На правах рукопнсй

ШОРОХОВА Светлана Владимировна

МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКИ ОБУЧАЕМЫХ

Специальность 05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа 2003

Работа выполнена на кафедре вычислительной математики и кибернетики Уфимского государственного авиационного технического университета

Научный руководитель: д-р техн. наук, проф.

ЮСУПОВА Нафиса Исламовна

Официальные оппоненты: д-р техн. наук, проф.

КАБАЛЬНОВ Юрий Степанович

д-р техн. наук, проф. КОЗЛОВ Владимир Николаевич

Ведущее предприятие:

Башкирская академия государственной службы и управления при Президенте Республики Башкортостан

Защита состоится « 23 » ¡¿¿ка^р/) 2003 г. в 10

»

часов

на заседании диссертационного совета Д-212.288.03 при Уфимском государственном авиационном техническом университете по адресу: 450000, г. Уфа-центр, ул. К. Маркса, 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного авиационного технического университета.

Автореферат разослан «22 » ноября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д-р техн. наук, проф.

>В. В. Миронов

I

2004п4

25473

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В связи с активным использованием информационных технологий произошло резкое изменение как самой схемы передачи знаний, так и методов обучения. Если раньше в центре установки образования стояли университет, преподаватель и его профессиональные знания, то сегодня центральной установкой образовательных учреждений становятся студент и его потребности в образовании, на первый план выходит личность студента.

В образовательном процессе очень важной задачей является правильная организация процесса обучения, позволяющая повысить его эффективность. Обучаемый в процессе обучения остается один на один со многими проблемами, которые могут носить не только учебный, но и психологический характер. Множество работ посвящено исследованию личности. Разработано множество тестов, опросников для создания психологического портрета (тип личности, темперамент и др.) и определения психических состояний личности. Наиболее известными авторами в этой области считаются: Г. Айзенк, Дж. Кеттел, Т. Лири, Ч. Спилбергер, Дж. Тейлор, Т. Элерс, К. Г. Юнг и др. Также много исследований проводится в области организации процесса обучения с учетом психологических особенностей студентов: диагностика темперамента, когнитивных стилей, уровня развития логического, образного, пространственного мышления, общего интеллекта, типов личности, предрасположенности студентов к сферам деятельности, мотивации получения образования, эмоционального состояния студентов в различные периоды обучения. Для рассматриваемых областей образования и психологии разработан ряд экспертных систем: для оценивания понятийного состава знаний обучаемого, для оценки качества знаний в системе открытого образования, для обучения, для профориентации.

Различные аспекты исследований, имеющих отношение и к проблеме психолого-педагогической поддержки обучаемых рассматриваются в работах М. М. Благовещенской, А. В. Гаврилова, Т. А. Гавриловой, А. П. Головко, М. Б. Гузаирова, А. А. Калмыкова, В. Н. Козлова, В. К. Кононовой, В. Б. Моисеева, Р. Т. Насибуллина, А. В. Соколовой, Т. С. Петровской и др. Среди известных результатов невыясненными остаются вопросы, связанные с моделями, алгоритмами и научно-обоснованными методиками получения и представления знаний при построении автоматизированной системы психолого-педагогической поддержки обучаемых (СПППО).

Цель работы

Целью диссертационной работы является разработка моделей и алгоритмов для информационной системы психолого-педагогической поддержки обучаемых на базе экспертных систем для повышения

эффективности обучения.

[РОС НАЦИОНАЛЬНА*

ьюдиотекл

! згат

Задачи исследования

Для достижения цели в работе необходимо решить следующие задачи:

1) Разработать подход к построению информационной системы психолого-педагогической поддержки обучаемого на основе технологии экспертных систем.

2) Разработать формализованные модели процесса психолого-педагогической поддержки для реализации в компьютерной среде.

3) Разработать алгоритмы и методику получения знаний для наполнения базы знаний и методику формализованного представления знаний в базе знаний системы.

4) Провести экспериментальные исследования для установления зависимости между психофизиологическим состоянием обучаемого, эффектом обучения, видом процесса обучения для формирования набора правил в базе знаний.

Методы исследования

В работе использовались методы системного анализа, решений и моделирования, методы проектирования и программирования экспертных систем, методы инженерии знаний и искусственного интеллекта, методы математической статистики, методы психодиагностического тестирования.

Результаты, выносимые на защиту

На защиту выносятся следующие результаты исследований:

1) Подход к построению системы, основанный на технологии экспертных систем, обеспечивающий повышение эффективности процесса обучения за счет выдачи рекомендаций по организации учебного процесса с учетом психологических особенностей обучаемого.

2) Формализованные модели процесса психолого-педагогической поддержки обучаемых (функциональная, информационная), составляющих основу для программной реализации системы, а также динамическая модель на основе сетей Петри, позволяющая реализовывать в компьютерной среде динамику процесса поддержки обучаемых.

3) Алгоритмы и методики получения и представления знаний для базы знаний системы.

4) Результаты экспериментальных исследований по выявлению закономерностей и зависимостей свойств личности обучаемого, его успеваемости, способов реализации образовательного процесса.

Научная новизна

Научная новизна данной работы заключается в следующем:

1) Предлагаемый подход к построению С1111110, основанный на технологии экспертных систем с выдачей рекомендаций по организации учебного процесса, отличается от известных тем, что для повышения его

эффективности учитываются психологические особенности личности обучаемых.

2) Впервые получен набор формализованных моделей, который позволяет отобразить этот процесс в компьютерной среде и создать основу для программной реализации системы в этой среде.

3) В предложенной методике извлечения знаний для последующего наполнения базы знаний впервые для процесса психолого-педагогической поддержки учтены психологические аспекты получения знаний, определены основные уровни представления знаний и адекватные методы формирования знаний.

4) В результате проведения экспериментальных исследований установлено в количественном выражении: наличие значимой ранговой корреляционной связи между успеваемостью студента, его личностной тревожностью, мотивацией к успеху и количеством стрессоров в деятельности.

Практическая ценность

В процессе проводимых исследований были получены следующие результаты, имеющие практическую ценность:

-методика модели получения знаний, позволяющая программную реализацию, для включения в базу знаний СПППО, учитывающая психологические аспекты и уровни получения знаний в рассматриваемой предметной области;

-методика представления и формализации знаний в базе знаний СПППО;

-инженерная методика экспериментальных исследований для установления зависимости между психотипом личности и эффектом обучения, научно-обоснованный подход к формированию правил;

-результаты экспериментальных исследований.

Разработанные модели и алгоритмы апробированы и внедрены на факультете информатики У Г АТУ.

Связь с научными программами

Работа выполнена в рамках проекта «Методологические основы построения экспертных систем психолого-педагогической поддержки обучаемых в системе открытого образования» по программе «Научное, научно-техническое, материально-техническое и информационное обеспечение создания системы образования», поддержана грантом РФФИ 03-07-90242 "Интернет-комплекс поддержки выполнения проектов фундаментальных исследований сложных систем с применением интеллектуальных технологий на базе экспертных систем" (2003 - 2005 гг.) и федеральной целевой программой "Интеграция науки и высшего образования Российской Федерации на 2002 - 2006 годы", проект П0039 "Фундаментальные исследования и новые технологии проектирования сложных технических систем".

Апробация работы

Основные материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на: 3-м международном семинаре «Информатика и информационные технологии», г. Уфа, 2001 г., международной научно-методической конференции «Наукоемкие технологии образования», Новороссийск, июнь 2001 г., 4-м международном семинаре «Информатика и информационные технологии», Греция, Патра, 2002 г. и опубликованы в 12 работах (из них 6 статей и 2 препринта монографий).

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав основного материала, заключения, библиографии и приложений. Основная часть содержит 135 страниц. Список литературы содержит 103 наименования. В приложениях приведены: анализ известной классификации экспертных систем и инструментальных средств для их реализации, функциональная модель процесса психолого-педагогической поддержки обучаемых, динамическая модель процесса психолого-педагогической поддержки обучаемых, расчеты экспериментальных исследований.

Автор выражает признательность и благодарность, дипломированному психологу, канд. техн. наук, доц. Герасимовой И. Б. за ценные консультации и плодотворное сотрудничество при проведении совместных исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, цели и задачи, исследования, новизна и практическая ценность выносимых на защиту результатов.

В первой главе анализируется проблемная область, а именно сфера образования, ее недостатки. Определяются категории лиц, нуждающихся в новых технологиях обучения. Проводится анализ работ, проводимых в исследуемой области проблем процесса обучения, в том числе:

- анализ методов оценки индивидуальных различий и психических состояний личности, психологических тестов;

- анализ существующих подходов к решению психолого-педагогических проблем обучаемых;

- анализ существующих систем, приводится классификация экспертных систем и инструментальных средств для их разработки;

- рассматриваются возможности психодиагностики личности на основе экспертных систем, приводится классификация существующих методов психодиагностики.

Выделяются основные функции системы, сформулированные в соответствии с ее основными целями и задачами.

Во второй главе предлагается подход к построению информационной системы психолого-педагогической поддержки обучаемых на основе технологии экспертных систем.

Анализируются типовые проблемные ситуации, возникающие в процессе обучения, в которых обучаемому приходится самостоятельно принимать решение. Психолого-педагогическая поддержка обучаемого заключается в том, что на основе диагностики психофизического состояния обучаемого выбираются подходящие методы обучения, средства адаптации и индивидуального подхода, выдаются рекомендации по составлению индивидуального учебного плана и рекомендации по принятию решений в проблемных ситуациях.

На основе общих требований к системе предложена ее структура и определены связи между ее основными элементами, представленные на

Рис.1. Структура системы психолого-педагогической поддержки обучаемого

Связь обучаемого, преподавателя с СПППО осуществляется через блок администратора. Функции администратора сводятся к координации совместного функционирования всех блоков системы. При возникновении проблемной ситуации администратор связывается с преподавателем или соединяет преподавателя со студентом.

Блок тестирования выполняет функцию тестирования с целью выявления уровня знаний обучаемого; определение психофизического состояния обучаемых (информация об уровне мотивации, тревожности стрессорах). В базе данных об обучаемых содержатся общие сведения об обучаемых; результаты соответствия текущих дел обучаемого индивидуальному плану обучения; результаты тестирования; информационная модель обучаемого. В блоке моделирования строится системная модель возможных проблемных ситуаций, оценивается эффективность принятого решения в конкретной ситуации. В блоке анализа психофизического состояния обучаемого содержится информация о рекомендациях по преодолению возникших психофизических проблем (задач, критических ситуаций); о возможных последствиях критических ситуаций (не усвоение учебного материала, отставание от фуппы, не сдача лабораторных работ, курсовых работ, зачета или экзамена). В блоке анализа ситуации проводится классификация возможных проблем в процессе обучения (психологические, учебные и организационные проблемы). В базе знаний хранятся знания обо всех возможных проблемных ситуациях, которые могут возникнуть в процессе обучения, и вариантах принимаемых решений. В блоке представления решений преобразуются рекомендации по принятию решений в форму, удобную для обучаемого.

В работе предлагается формализованный подход, который должен облегчить преподавателю мониторинг знаний обучаемых при использовании дистанционной технологии обучения. В основе формализации контроля успеваемости студентов лежит анализ и структуризация рабочей программы дисциплины, которые осуществляет преподаватель с учетом своего педагогического опыта. Для того, чтобы облегчить контроль за успеваемостью студентов и контроль за степенью усвоения учебного материала, предлагается методика, основанная на системе рейтингов (по 10 бальной шкале) каждого раздела изучаемого курса.

Рассчитывается общий показатель реального уровня знаний студентов по лекциям и практикам изучаемой дисциплины К*:

К* = а,к*,+ а2к*2

где а, и а2 - весовые коэффициенты по лекциям и практикам соответственно (задаются преподавателем); а,+а2=1; к' - реальный уровень знаний по лекциям; к2 - реальный уровень знаний по практикам.

Уровень знаний студентов по изучаемой дисциплине вычисляется как процентное отношение реального уровня знаний студентов к «отличному» уровню знаний:

(КУК)*ЮО%

где АГ - «отличный уровень» знаний, вычисляется по формуле:

К — а; а2к2

где а,и а2 - весовые коэффициенты по лекциям и практикам соответственно (задаются преподавателем); я, + а2 = 1; - «отличный» уровень знаний по лекциям; к7 - «отличный» уровень знаний по практикам.

Коэффициент А позволяет преподавателю определить уровень знаний студента в процентном отношении и выставить оценку. Например, Д>85% соответствует оценке «отлично», Д=71-85% - оценка «хорошо», Д=51-70% -«удовлетворительно», Д<50% - «неудовлетворительно».

Третья глава посвящена разработке формализованных моделей процесса психолого-педагогической поддержки обучаемых как составному этапу построения информационной системы.

При разработке функциональной модели системы автором были выделены пять основных функций действия этой системы: зарегистрировать студента, выявить особенности обучаемого (начальный уровень подготовки, начальное психологическое состояние), контролировать эмоциональное состояние обучаемого (текущее тестирование), контролировать успеваемость обучаемого (текущее тестирование), обучить студента согласно выданным рекомендациям, заносить данные по обучаемым в БД. Фрагмент построенной функциональной модели предлагаемой СПППО представлен на рисунке 2.

Методика СПППО С!

СЛППО Преподаватель

Рис.2. Фрагмент функциональной модели процесса психолого-педагогической поддержки обучаемого.

На основе функций, определенных в функциональной модели процесса психолого-педагогической поддержки обучаемых, разработана информационная модель, включающая базы данных студентов, психологических тестов, учебных тестов, результатов психологического тестирования, результатов учебного тестирования, рекомендаций.

Обучаемый должен пройти тестирование для создания интегрального портрета психофизиологического состояния личности и определения уровня начальной подготовки и текущей успеваемости.

На основе функциональной модели процесса психолого-педагогической поддержки обучаемого была построена динамическая модель этого процесса с использованием сетей Петри. Были определены основные параметры модели процесса психолого-педагогической поддержки обучаемых.

Графическое изображение фрагмента модели этого процесса на основе сети Петри представлен на рисунке 3. На рисунке используются следующие условные обозначения: переходы - Р1 - студенты, Р2 - тесты на психодиагностику и уровень успеваемости, РЗ - данные студента, Р4 -результаты первоначального тестирования, Р5 - проанализированные результаты тестов, Р6 - методы обучения, Р7 - рекомендуемые методы обучения, Р8 - результаты обучения С111И10, Р9 - текущие результаты тестирования; переходы - // - зарегистрировать студента, 12 - протестировать студента, 13 - выявить особенности обучаемого, 14 - выдать рекомендации по обучению, ¿5 - обучить студента, 16 - проанализировать текущие результаты тестирования.

С помощью программы 8нпЫе1 фрагмент разработанной сети Петри реализован в компьютерной среде. Программа сгенерировала отчет о работе сети, который подтвердил, что сеть живуча, безопасна и достижима. Построенная модель в виде сети Петри, позволяет проверить правильность построения функциональной модели, проводить анализ работы системы, выбирать лучшие варианты, а также контролировать ход развития процессов при реализации в компьютерной среде.

В четвертой главе рассматриваются возможности реализации системы на основе технологии экспертных систем, вырабатываются стратегии получения знаний и модели представления знаний для базы знаний системы.

Выделяются три основные стратегии получения знаний: в результате наполнения БЗ экспертом с использованием специализированных программных средств, в результате интеллектуального анализа данных и выявления скрытых закономерностей на основе специального математического аппарата и программных средств, в результате взаимодействия инженера по знаниям с источником знаний (эксперт, специальная литература). Выделены три слоя психологических проблем, возникающих при извлечении знаний: контактный, процедурный, когнитивный. Их классификация приведена в работе.

В работе предложен обобщенный алгоритм получения знаний (см. рис.4), для последующего отображения в базе знаний системы, с учетом разработанных рекомендаций по преодолению психологических проблем, возникающих у инженера по знаниям при извлечении знаний.

Рисунок 4. Алгоритм получения знаний

На рисунке используются следующие условные обозначения: А/ — источники знаний: Аг - преподаватель, Л2 - студент, А3 - самостоятельная работа; В/- пассивные методы: J — виды пассивных методов; С*- активные -групповые методы: К - виды групповых методов; Дс - активные -индивидуальные методы: I - виды индивидуальных методов; Р^ -текстологические методы: М - виды текстологических методов; <7$ -контактный уровень: Б - параметры контактного уровня; Ну - процедурный уровень: V - характеристики процедурного уровня; Р2- когнитивный уровень: 1-факторы когнитивного уровня.

Рассматривается схема используемых методов извлечения знаний при общения, преподавателями, студентами и при самостоятельной работе. На основе анализа моделей представления знаний в работе выбрана продукционная модель, так как она отличается наглядностью, высокой модульностью, легкостью внесения дополнений и изменений, естественностью и простотой механизма логического вывода.

Пятая глава посвящена экспериментальным исследованиям, связанным с определением значимости корреляционной зависимости между признаками эмоционально-психологического состояния студента и его успеваемостью на основе методики выборочного коэффициента ранговой корреляции Спирмена, разработке рекомендаций по дальнейшему обучению студента, реализации системы и дальнейшим перспективам ее развития, оценке эффективности внедрения системы.

Дга получения экспериментальных результатов было проведено тестирование студентов второго и четвертого курсов факультета информатики и робототехники Уфимского государственного авиационного технического университета для определения психологических особенностей личности, рассчитан средний бал каждого студента, с целью установить зависимость между результатами тестирования и успеваемостью студентов. Для тестирования были выбраны три теста: тест на определение личностной тревожности Ч. Спилбергера, тест на мотивацию к успеху, тест на число стрессоров в деятельности.

Методика проверки значимости корреляционной связи между результатами тестирования и успеваемостью студента основана на методе расчета выборочного коэффициента ранговой корреляции Спирмена и проверке гипотезы о его значимости. Выбор этой методики обусловлен тем, что личностная тревожность, мотивация к успеху и наличие стрессоров в деятельности являются качественными признаками. Для качественной оценки успеваемости каждого студента использовалась шкала: средний балл от 5 до 4,75 соответствует качественному признаку «отлично», от 4.74 до 4 «хорошо», от 3,99 до 3,5 - «средняя успеваемость», от 3,49 и далее -«удовлетворительно».

Выборочный коэффициент ранговой корреляции Спирмена вычисляется по формуле:

Рв= 1- [(6 ы1) / (п3. п)], \Рв\<=1, где п - объем выборки, <1, - разница между рангами двух качественных признаков, вычисляется по формуле:

где х, - ранг первого качественного признака, где у, - ранг второго качественного признака, /'- порядковый номер качественного признака.

Для того, чтобы при уровне значимости а проверить нулевую гипотезу о равенстве нулю генерального коэффициента ранговой корреляции Рг Спирмена при конкурирующей гипотезе Я/Рг =0, вычисляется критическая точка:

Ткр = Кр(а - к)У(!-Рв2) / (п-2), где (а; к) - критическая точка двухсторонней критической области, которую находят по таблице критических точек распределения Стьюдента, по уровню значимости а и числу степеней свободы к = п-2. В зависимости от соотношения \РВ\ и Тф устанавливается ранговая корреляционная связь между качественными признаками.

Для тестов на определение личностной тревожности, уровня мотивации к успеху, количества стрессоров были получены соответствующие ранги, представленные в таблице 1.

Таблица 1

Ранги эмоционального состояния студентов_

Ранги уровней тревожности Ранги уровней мотивации к успеху Ранги количества стрессоров

Порядк. номер студента Уровень тревож. Ранг Порядк. номер студента Уровень мотив. Ранг Порядк. номер студента Кол-во стрес. Ранг

1-27 Высок. 14 1-26 Высок. 13,5 1-23 Больш. 12

28-108 Средн. 68 27-54 Умерен, высок. 40,5 24-98 Небольшое 61

109-115 Низк. 112 55-89 Средн. 72

90-94 Низк. 92

Анализ результатов эксперимента показал, что между качественными признаками «личностная тревожность», «мотивация к успеху» и «количество стрессоров» и успеваемостью существует значимая ранговая корреляционная связь. Опираясь на результаты тестирования, при участии автора были разработаны рекомендации для использования в СПППО. Например, при высоком уровне личностной тревожности рекомендуются мягкие, адаптивные методы обучения и сопутствующее стимулирование деятельности студента, при низком уровне мотивации к успеху также рекомендуются мягкие, адаптивные методы обучения и проведение воспитательной работы со студентом, при средней и удовлетворительной успеваемости рекомендуется проведение дополнительных занятий по дисциплине, высокий уровень требовательности.

На основе анализа исходных рекомендаций в работе получен набор правил, который формально является полным. При этом установлено, что не все рекомендации, полученные формально, являются совместимыми.

На основании полученных рекомендаций был разработан набор непротиворечивых правил для представления знаний в системе. Например, при таком сочетании факторов как высокая тревожность, низкая мотивация, небольшое число стрессоров, средняя, удовлетворительная успеваемость рекомендуются мягкие, адаптивные методы обучения, стимулирование деятельности студента, воспитательная работа, высокий уровень требовательности, проведение дополнительных занятий. При сочетании средней тревожности, низкой мотивации, небольшого числа стрессоров, отличной, хорошей успеваемости рекомендуется быстрый темп, повышенная сложность, углубленное изучение предмета, воспитательная работа, высокий уровень требовательности, проведение дополнительных занятий.

В соответствии с разработанными правилами предлагается алгоритм представления знаний в базе знаний С1111110 (см. рис. 5).

На рисунке используются следующие условные обозначения: А/- уровень тревожности, /=1...3, А/ - высокий, Аг - средний, А3 - низкий; А/ - уровень мотивации, ЛИ...З, В/ - выше среднего, В2 - средний, В3 - низкий; Сц -количество стрессоров, N=1,2, С/ - большое, С2 - небольшое; Ик -успеваемость, К-1...2, £>/ - отличная, хорошая, й2 - средняя, удовлетворительная; - рекомендации, 1=7 ...8, Р/ - мягкие, адаптивные методы обучения, стимулирование студента, воспитательная работа, низкий уровень требовательности; - мягкие, адаптивные методы обучения, стимулирование студента, воспитательная работа, высокий уровень требовательности, дополнительные занятия; - мягкие, адаптивные методы обучения, стимулирование студента, низкий уровень требовательности; /"V -мягкие, адаптивные методы обучения, стимулирование студента, низкий уровень требовательности, дополнительные занятия; - быстрый темп, повышенная сложность, углубленное изучение, воспитательная работа, низкий уровень требовательности; ^ - мягкие адаптивные методы обучения, воспитательная работа, высокий уровень требовательности, дополнительные занятия; Р7 - быстрый темп, повышенная сложность, углубленное изучение, низкий уровень требовательности; - мягкие адаптивные методы обучения, высокий уровень требовательности, дополнительные занятия.

Входной информацией системы являются результаты тестов: психологических и учебных. Психологические тесты в данной работе предназначены для определения уровня личностной тревожности студента, уровня мотивации к успеху, количества стрессоров в деятельности. Учебные тесты предназначены для определения уровня начальной подготовки, текущей успеваемости студента. Промежуточная информация содержит данные об уровне тревожности, мотивации к успеху, количестве стрессоров, уровне начальной подготовки, текущей успеваемости. Выходной информацией

являются рекомендации по правильной организации учебного процесса, методам обучения и уровню требований к студентам.

Рис.5. Алгоритм представления знаний в базе знаний СПППО

Для обеспечения высокой производительности и масштабируемости предполагается реализовывать СПППО в соответствии с 3-х ярусной моделью приложения, согласно которой функции приложения делятся на 3 основные категории: службы представления, службы приложений, службы данных. Экспертная система будет размещена в службе приложений. Архитектура яруса приложений будет базироваться на использовании .ЫЕТ-компонентов. Это даст следующие преимущества: легкость масштабирования при увеличении количества клиентов, многопользовательская синхронизация, управление соединениями с базами данных, поддержка транзакций, увеличение скорости работы из-за применения пула объектов. В службе данных будут храниться база знаний, данные о клиентах системы, архив экспертной системы, сведения аудита и служебная информация. Данные системы (тесты, правила вывода и др.) будут находиться в ХМЬ-формате.

В работе приводятся расчеты основных показателей стратегической эффективности: коэффициента надежности усвоенных знаний, коэффициента объема усвоенных знаний и коэффициент реакции (отклика) на изменения методики обучения. Также рассчитывается общий показатель стратегической эффективности. Вклад каждого из показателей будет определяться весовым коэффициентом к. В свою очередь, каждый из этих весовых коэффициентов является величиной, определяемой экспертно (группой специалистов).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В диссертации содержится решение важной задачи разработки моделей и алгоритмов для информационной системы психолого-педагогической поддержки обучаемых, что имеет существенное значение для повышения эффективности и качества образования.

1) Разработан подход к построению системы психолого-педагогической поддержки обучаемого. Для психолого-педагогической поддержки обучаемого, предлагается использовать информационную систему, представляющую собой комбинированную экспертную систему для решения задач: психодиагностики обучаемых, контроля успеваемости обучаемых, под держки принятия решения по методам обучения студентов, управления процессом обучения, которая позволит повысить эффективность учебного процесса на основе выдачи рекомендации по его правильной организации. Сформулированы основные характеристики, которыми должна обладать система для повышения уровня успеваемости, решения учебных и организационных задач. Разработана классификация типовых проблем обучаемых, описаны признаки возможных проблемных ситуаций, предложены рекомендации по их разрешению, что составляет содержательную основу базы знаний системы. Разработана основанная на анализе и структуризации рабочей программы дисциплины методика для контроля преподавателем успеваемости обучающихся, что также составляет основу содержательной части базы знаний.

2) Разработан набор моделей, позволяющих свести решение задачи построения разрабатываемой системы к инженерной методике разработки программного обеспечения, а именно: функциональная модель процесса психолого-педагогической поддержки обучаемых, которая представляет собой формализацию процесса функционирования системы; информационная модель этого процесса, представляющая собой структуру баз данных, необходимых для последующей реализации информационной системы; динамическая модель процесса с использованием сети Петри, позволяющая проверить правильность построения функциональной модели, проводить анализ работы системы, выбирать лучшие варианты, контролировать ход развития процессов при реализации в компьютерной среде.

3) На основе анализа стратегии получения и моделей представления знаний для базы знаний системы выделены три уровня психологических проблем: контактный, процедурный, когнитивный, которые необходимо учесть при получении знаний для СПППО; определены неформальные методы получения знаний, разработан общий алгоритм получения знаний. Для формирования базы знаний системы выбрана продукционная модель представления знаний, сформирован набор правил, обеспечивающий работу системы.

4) В результате проведенных экспериментальных исследований установлено, что между качественными признаками «личностная тревожность», «мотивация к успеху», «количество стрессоров» и успеваемостью существует значимая ранговая корреляционная связь. Разработаны рекомендации по обучению студентов в зависимости от их эмоционально-психологического состояния, в соответствии с которыми разработан набор правил базы знаний и алгоритм получения рекомендаций в базе знаний СПППО.

5) Предложена архитектура системы. Осуществлен выбор системного программного обеспечения для проектируемой системы и приведено его описание. Определен необходимый набор технических средств, необходимый для реализации системы (конфигурация сервера, рабочей станции, оборудования для подключения к Интернет). Предложены показатели оценки эффективности системы.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Шорохова С.В. К вопросу о построении экспертных систем с учетом психологических факторов // Математическое моделирование в решении научных и технических задач: Межвуз. сб. молодых ученых. Вып. 2 Уфа, УГАТУ, 2001. С. 90-94.

2. Герасимова И.Б., Шорохова С.В. Об информационная модели для системы психолого-педагогической поддержки в программе дистанционного образования // Принятие решений в условиях неопределенности: Науч. сб. Уфа, УГАТУ, 2001. С. 40-46.

3. Гузаиров М.Б., Юсупова Н.И., Герасимова И.Б., Шорохова C.B. Об

информационной модели для системы психологической поддержки в системе дистанционного обучения // Наукоемкие технологии образования: Материалы междунар. науч.-методич. конф. Новороссийск, 2001. С. 228-230.

4. Гузаиров М.Б., Юсупова Н.И., Герасимова И.Б., Шорохова C.B. Получение знаний для экспертной системы психолого-педагогической поддержки обучаемого в системе дистанционного образования // Компьютерные науки и информационные технологии: Тр. междунар. науч. конф. Т.З. Янгатау, УГАТУ, 2001. С.121-125 (на англ. яз.).

5. Юсупова П.И., Черняховская Л.Р, Герасимова И.Б., Шорохова C.B. Интеллектуальный подход к разработке системы психолого-педагогической поддержки обучаемого: Препринт монографии. Уфа: УНЦРАН, 2001. 56 с.

6. Шорохова C.B. Извлечение и структурирование знаний для экспертной системы психолого-педагогической поддержки обучаемого // Интеллектуальные системы управления и обработки информации: Материалы молодежи, междунар. науч.-техн. конф. Уфа, УГАТУ, 2001. С. 89.

7. Герасимова И.Б., Шорохова C.B. Формализация контроля знаний преподавателем в дистанционном образовании // Принятие решений в условиях неопределенности: Научн. сб. Уфа, УГАТУ, 2002. С.67-74.

8. Гузаиров М.Б., Герасимова И.Б. Шорохова C.B., Юсупова Н.И., Швеппе X. Модели и знания компьютерной системы психолого-педагогической поддержки обучаемого в дистанционном образовании // Компьютерные науки и информационные технологии: Тр. междунар. науч. конф. Патра, 2002. С. 29 (на англ. яз.).

9. Шорохова C.B. Система психолого-педагогической поддержки обучаемых как повышение эффективности обучения // Проблемы качества образования: Материалы XIII Всерос. науч.-методич. конф. Уфа-Москва, 2003.

10. Гузаиров М.Б., Юсупова Н.И., Тарасова Т.Д.. Суханова М.В., Шорохова C.B. Программное обеспечение для психологической поддержки обучаемых в вузе // Проблемы качества образования: Материалы XIII Всерос. науч.-методич. конф. Уфа-Москва, 2003. С.32-33.

11. Шорохова С. В., Герасимова И. Б. Разработка системных моделей для построения информационной системы // Компьютерные науки и информационные технологии: Тр. междунар. науч. конф. Уфа, 2003.С. 121125 (на англ. яз.).

12. Гузаиров М.Б., Юсупова Н.И., Тарасова Т.Д., Суханова М.В., Герасимова И.Б., Шорохова C.B. Интеллектуальные методы анализа данных и получения знаний для информационной системы поддержки обучаемых: Препринт монографии. Раздел 1. Уфа: УНЦРАН, 2003. 54 с.

С.31-32.

Диссертант

Шорохова Светлана Владимировна

МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКИ ОБУЧАЕМЫХ

Специальность 05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Подписано в печать 21.11.03. Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная. Печать плоская. Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1,0. Усл. кр.-отт. 1,0. Уч-изд.л 0,9 Тираж 100 экз. Заказ № 2

Уфимский государственный авиационный технический университет Центр оперативной полиграфии 450000, Уфа - центр, ул. К.Маркса, 12

РНБ Русский фонд

2004i4 25473

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ЗАДАЧ, ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКИ ОБУЧАЕМЫХ, И ВЫБОР ПУТИ ИХ РЕШЕНИЯ

1.1 Анализ проблемы психолого-педагогической поддержки обучаемых

1.2 Анализ известных подходов к решению психолого-педагогических проблем обучаемых

1.2.1 Методы оценки индивидуальных различий и психических состояний личности

1.2.2 Анализ существующих подходов к решению психологических проблем обучаемых

1.3 Анализ известных информационных систем

1.3.1 Экспертные системы как технология разработки системы психолого-педагогической поддержки обучаемых

1.3.2 Анализ известных систем в области образования

1.3.3 Анализ известных экспертных систем в области психологии

1.4 Психодиагностика на основе экспертных систем

1.5 Система психолого-педагогической поддержки обучаемых. Цели и задачи исследования

Выводы по главе

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА КОНЦЕПТУАЛЬНЫХ ОСНОВ СИСТЕМЫ ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКИ ОБУЧАЕМЫХ

2.1 Разработка модели процесса обучения

2.2 Разработка общей структуры и требований к СПППО

2.3 Классификация типовых проблем обучаемых и разработка рекомендаций по их решению

2.4 Формализация контроля успеваемости студентов

Выводы по главе

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА СИСТЕМНЫХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ

ПОСТРОЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

3.1 Разработка функциональной модели процесса психолого- 60 педагогической поддержки обучаемых

3.2 Разработка информационной модели процесса психолого- 65 педагогической поддержки обучаемых

3.3 Разработка динамической модели процесса психолого- 69 педагогической поддержки обучаемых

3.4. Предлагаемая структура базы знаний С

Выводы по главе

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗНАНИЙ 80 В СИСТЕМЕ ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКИ ОБУЧАЕМЫХ

4.1 Анализ возможностей экспертных систем

4.2 Разработка рекомендаций по учету психологических 83 факторов в процессе получения знаний

4.3 Анализ возможностей неформальных методов получения 87 знаний и разработка алгоритма получения знаний

4.4 Выбор модели представления знаний 90 Выводы по главе

ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, АНАЛИЗ 98 РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1 Разработка методики проведения эксперимента с целью уо определения корреляционной зависимости между эмоциональным состоянием и успеваемостью студента

5.2 Разработка рекомендаций по выбору методики обучения

5.3 Реализация системы * ^

5.3.1 Характеристика информационного потока системы * ^

5.3.2 Организация программного обеспечения

5.3.3 Описание системного программного обеспечения

5.3.4 Описание технического обеспечения

5.4 Разработка предложений по оценке эффективности системы ^ • 5.4.1 Объем и надежность полученных знаний ^^

5.4.2 Показатели стратегической эффективности

5.4.3 Интегрированный показатель стратегической 1J эффективности

Выводы по главе

Актуальность темы

В связи с активным использованием информационных технологий произошло резкое изменение как самой схемы передачи знаний, так и методов обучения. Если раньше в центре установки образования стояли университет, преподаватель и его профессиональные знания, то сегодня центральной установкой образовательных учреждений становятся студент и его потребности в образовании, на первый план выходит личность студента.

В образовательном процессе очень важной задачей является правильная организация процесса обучения, позволяющая повысить его эффективность. Обучаемый в процессе обучения остается один на один со многими проблемами, которые могут носить не только учебный, но и психологический характер. Множество работ посвящено исследованию личности. Разработано множество тестов, опросников для создания психологического портрета (тип личности, темперамент и др.) и определения психических состояний личности. Наиболее известными авторами в этой области считаются: Г. Айзенк, Дж. Кеттел, Т. Лири, Ч. Спилбергер, Дж. Тейлор, Т. Элерс, К. Г. Юнг и др. Также много исследований проводится в области организации процесса обучения с учетом психологических особенностей студентов: диагностика темперамента, когнитивных стилей, уровня развития логического, образного, пространственного мышления, общего интеллекта, типов личности, предрасположенности студентов к сферам деятельности, мотивации получения образования, эмоционального состояния студентов в различные периоды обучения. Для рассматриваемых областей образования и психологии разработан ряд экспертных систем: для оценивания понятийного состава знаний обучаемого, для оценки качества знаний в системе открытого образования, для обучения, для профориентации.

Различные аспекты исследований, имеющих отношение и к проблеме психолого-педагогической поддержки обучаемых, рассматриваются в работах

М. М. Благовещенской, А. В. Гаврилова, Т. А. Гавриловой, А. П. Головко, М. Б. Гузаирова, А. А. Калмыкова, В. Н. Козлова, В. К. Кононовой, В. Б. Моисеева, Р. Т. Насибуллина, А. В. Соколовой, Т. С. Петровской и др. Среди известных результатов невыясненными остаются вопросы, связанные с моделями, алгоритмами и научно-обоснованными методиками получения и представления знаний при построении автоматизированной системы психолого-педагогической поддержки обучаемых (Clll 1110).

Цель работы

Целью диссертационной работы является разработка моделей и алгоритмов для информационной системы психолого-педагогической поддержки обучаемых на базе экспертных систем для повышения эффективности обучения.

Задачи исследования

Для достижения цели в работе необходимо решить следующие задачи:

1) Разработать подход к построению информационной системы психолого-педагогической поддержки обучаемого на основе технологии экспертных систем.

2) Разработать формализованные модели процесса психолого-педагогической поддержки для реализации в компьютерной среде.

3) Разработать алгоритмы и методику получения знаний для наполнения базы знаний и методику формализованного представления знаний в базе знаний системы.

4) Провести экспериментальные исследования для установления зависимости между психофизиологическим состоянием обучаемого, эффектом обучения, видом процесса обучения для формирования набора правил в базе знаний.

Методы исследования

В работе использовались методы системного анализа, решений и моделирования, методы проектирования и программирования экспертных систем, методы инженерии знаний и искусственного интеллекта, методы математической статистики, методы психодиагностического тестирования.

Результаты, выносимые на защиту

На защиту выносятся следующие результаты исследований:

1) Подход к построению системы, основанный на технологии экспертных систем, обеспечивающий повышение эффективности процесса обучения за счет выдачи рекомендаций по организации учебного процесса с учетом психологических особенностей обучаемого.

2) Формализованные модели процесса психолого-педагогической поддержки обучаемых (функциональная, информационная), составляющих основу для программной реализации системы, а также динамическая модель на основе сетей Петри, позволяющая реализовывать в компьютерной среде динамику процесса поддержки обучаемых.

3) Алгоритмы и методики получения и представления знаний для базы знаний системы.

4) Результаты экспериментальных исследований по выявлению закономерностей и зависимостей свойств личности обучаемого, его успеваемости, способов реализации образовательного процесса.

Научная новизна

Научная новизна данной работы заключается в следующем:

1) Предлагаемый подход к построению СПППО, основанный на технологии экспертных систем с выдачей рекомендаций по организации учебного процесса, отличается от известных тем, что для повышения его эффективности учитываются психологические особенности личности обучаемых.

2) Впервые получен набор формализованных моделей, который позволяет отобразить этот процесс в компьютерной среде и создать основу для программной реализации системы в этой среде.

3) В предложенной методике извлечения знаний для последующего наполнения базы знаний впервые для процесса психолого-педагогической поддержки учтены психологические аспекты получения знаний, определены основные уровни представления знаний и адекватные методы формирования знаний.

4) В результате проведения экспериментальных исследований установлено в количественном выражении: наличие значимой ранговой корреляционной связи между успеваемостью студента, его личностной тревожностью, мотивацией к успеху и количеством стрессоров в деятельности.

Практическая ценность

В процессе проводимых исследований были получены следующие результаты, имеющие практическую ценность:

-методика модели получения знаний, позволяющая программную реализацию, для включения в базу знаний СПППО, учитывающая психологические аспекты и уровни получения знаний в рассматриваемой предметной области;

-методика представления и формализации знаний в базе знаний СПППО;

-инженерная методика экспериментальных исследований для установления зависимости между психотипом личности и эффектом обучения, научно-обоснованный подход к формированию правил;

-результаты экспериментальных исследований.

Разработанные модели и алгоритмы апробированы и внедрены на факультете информатики УГАТУ.

Связь с научными программами

Работа выполнена в рамках проекта «Методологические основы построения экспертных систем психолого-педагогической поддержки обучаемых в системе открытого образования» по программе «Научное, научно-техническое, материально-техническое и информационное обеспечение создания системы образования», поддержана грантом РФФИ 03-07-90242

Интернет-комплекс поддержки выполнения проектов фундаментальных исследований сложных систем с применением интеллектуальных технологий на базе экспертных систем" (2003 - 2005 гг.) и федеральной целевой программой "Интеграция науки и высшего образования Российской Федерации на 2002 - 2006 годы", проект П0039 "Фундаментальные исследования и новые технологии проектирования сложных технических систем".

Апробация работы

Основные материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на: 3-м международном семинаре «Информатика и информационные технологии», г. Уфа, 2001 г., международной научно-методической конференции «Наукоемкие технологии образования», Новороссийск, июнь 2001 г., 4-м международном семинаре «Информатика и информационные технологии», Греция, Патра, 2002 г. и опубликованы в 12 работах (из них 6 статей и 2 препринта монографий).

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав основного материала, заключения, библиографии и приложений. Основная часть содержит 135 страниц. Список литературы содержит 103 наименования. В приложениях приведены: анализ известной классификации экспертных систем и инструментальных средств для их реализации, функциональная модель процесса психолого-педагогической поддержки обучаемых, динамическая модель процесса психолого-педагогической поддержки обучаемых, расчеты экспериментальных исследований.

Выводы по главе 5.

1. Сформулирована методика проведения эксперимента. Определены цели и задачи эксперимента. Для получения результатов эксперимента выбраны следующие тесты: на уровень личностной тревожности, уровень мотивации к успеху, на количество стрессоров в деятельности.

2.Проведен анализ корреляционной связи между результатами тестирования и успеваемостью студента по методике выборочного коэффициента ранговой корреляции Спирмена. Проверена гипотеза о его значимости. Выявлена значимая ранговая корреляционная связь между качественными признаками «успеваемость», «тревожность», «мотивация» и «стрессоры». Разработаны рекомендации по обучению студентов в зависимости от их эмоционально-психологического состояния и успеваемости, правила представления знаний в базе знаний СПППО и алгоритм формирования этих правил.

З.Описан информационный поток проектируемой системы, определены ее задачи, в соответствии с которыми предложена архитектура СПППО и логическая схема экспертной системы. Осуществлен выбор системного программного обеспечения и приведено его описание. Определен и рассмотрен необходимый набор технических средств, необходимый для реализации системы (конфигурация сервера, рабочей станции, оборудования для подключения к Интернет).

4.Предложен расчет трех показателей стратегической эффективности: коэффициента объема усвоенных знаний, коэффициента надежности усвоенных знаний, коэффициента скорости реакции (отклика). t

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации содержится решение важной задачи разработки моделей и алгоритмов для информационной системы психолого-педагогической поддержки обучаемых, что имеет существенное значение для повышения эффективности и качества образования.

1) Разработан подход к построению системы психолого-педагогической поддержки обучаемого. Для психолого-педагогической поддержки обучаемого, предлагается использовать информационную систему, представляющую собой комбинированную экспертную систему для решения задач: психодиагностики обучаемых, контроля успеваемости обучаемых, поддержки принятия решения по методам обучения студентов, управления процессом обучения, которая позволит повысить эффективность учебного процесса на основе выдачи рекомендации по его правильной организации. Сформулированы основные характеристики, которыми должна обладать система для повышения уровня успеваемости, решения учебных и организационных задач. Разработана классификация типовых проблем обучаемых, описаны признаки возможных проблемных ситуаций, предложены рекомендации по их разрешению, что составляет содержательную основу базы знаний системы. Разработана основанная на анализе и структуризации рабочей программы дисциплины методика для контроля преподавателем успеваемости обучающихся, что также составляет основу содержательной части базы знаний.

2) Разработан набор моделей, позволяющих свести решение задачи построения разрабатываемой системы к инженерной методике разработки программного обеспечения, а именно: функциональная модель процесса психолого-педагогической поддержки обучаемых, которая представляет собой формализацию процесса функционирования системы; информационная модель этого процесса, представляющая собой структуру баз данных, необходимых для последующей реализации информационной системы; динамическая модель процесса с использованием сети Петри, позволяющая проверить правильность построения функциональной модели, проводить анализ работы системы, выбирать лучшие варианты, контролировать ход развития процессов при реализации в компьютерной среде.

3) На основе анализа стратегии получения и моделей представления знаний для базы знаний системы выделены три уровня психологических проблем: контактный, процедурный, когнитивный, которые необходимо учесть. при получении знаний для СПППО; определены неформальные методы получения знаний, разработан общий алгоритм получения знаний. Для формирования базы знаний системы выбрана продукционная модель представления знаний, сформирован набор правил, обеспечивающий работу системы.

4) В результате проведенных экспериментальных исследований установлено, что между качественными признаками «личностная тревожность», «мотивация к успеху», «количество стрессоров» и успеваемостью существует значимая ранговая корреляционная связь. Разработаны рекомендации по обучению студентов в зависимости от их эмоционально-психологического состояния, в соответствии с которыми разработан набор правил базы знаний и алгоритм получения рекомендаций в базе знаний СПППО.

Предложена архитектура системы. Осуществлен выбор системного программного обеспечения для проектируемой системы и приведено его описание. Определен необходимый набор технических средств, необходимый для реализации системы (конфигурация сервера, рабочей станции, оборудования для подключения к Интернет). Предложены показатели оценки эффективности системы.

1. Автоматизированное проектирование информационно-управляющих систем. Системное моделирование предметной области / Куликов Г. Г., Набатов А. Н., Речкалов А. В. Уфа: УГАТУ, 1998. - 104 с.

2. Айзенк Г. Ю. Проверьте свои способности / Пер. с англ. А. Лука, И. Хорола. СПб.: Лань, Союз, 1996. - 400с.

3. Альманах психологических тестов. М.: КСП, 1996. - 400с.

4. Андреев А. А. Введение в дистанционное обучение: Учебно-методическое пособие. М.: ВУ, 1997. - 85 с.

5. Бакай С. М. Социальный аспект развития системы дистанционного обучения // Проблемы качества образования: Материалы XIII Всерос. науч.-методич. конф. Уфа-Москва, УГАТУ, 2003. с.93-94.

6. Баронина Т. В. Использование тестового контроля знаний студентов при изучении учетных дисциплин // Проблемы качества образования: Материалы IX Всерос. науч.-методич. конф. Уфа-Москва, УГАТУ, 2001 -с. 142-144.

7. Беспалько В. П. Основы теории педагогических систем: Проблемы и методы психолого-педагогического обеспечения технических обучающих систем. — Воронеж: Воронежский ун-т, 1977. 304 с.

8. Беспалько В. П., Татур Ю. Г. Системно-методическое обеспечение учебно-воспитательного процесса подготовки специалистов: Учебно-методическое пособие. М.: Высшая школа, 1989. - 144 с.

9. П.Благовещенская М. М., Васильев Ю. С., Козлов В. Н. Принципы обеспечения качества образования на основе интеллектуальных технологий // Проблемы качества образования: Материалы IX Всерос. науч.-методич. конф. Уфа-Москва, УГАТУ, 2001. с. 55-57.

10. Блохин В. Г., Глудкин О. П., Гуров А. И., Ханин М. А. Современный эксперимент, подготовка, проведение, анализ результатов. М.: Радио и связь, 1997.-232 с.

11. Богданова Н. В. Современные информационные технологии обучения // Развитие инновационной деятельности среднего профессионального образования Республики Башкортостан: Материалы науч.-практич. конф. Уфа: Госкомнауки РБ РИО РУНМЦ, УГКР, 2002. с. 150-159.

12. Богус М. Б. Современные технологии обучения в образовательном процессе // Наукоемкие технологии образования: Тр. X междунар. науч.-методич. конф. Таганрог, ТРТУ, 2001. с. 131-133.

13. Бруско И. С., Монастырская Т. И. Коррекция школьной тревожности как условие качества образовательного процесса // Качество образования: концепции, проблемы оценки, управление: Тезисы Всерос. науч.-методич. конф. Ч. 3. Новосибирск: НГТУ, 1998. 201с.

14. Бутенко И. А. Анкетный опрос как общение социолога с респондентами: Учеб. пособие для ун-тов. М.: Высшая школа, 1989. - 176с.

15. Ванчухина JI. И., Фролов Ю. А. Реформирование высшей школы: опыт психодиагностических исследований / Под ред. Ю. А. Фролова. Уфа: УГНТУ, 1999.-111с.

16. Васильев В. Н. Модели управления вузом на основе информационных технологий: Дис. в виде научного доклада на соискание ученой степени доктора технических наук, Петрозаводск, 2001. 110 с.

17. Вендров A.M. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. М.: Финансы и статистика, 1998.- 174 с.

18. Вилюнас В. К. Психологические механизмы мотивации человека. М.: МГУ, 1990.-288с.

19. Гаврилов А. В. Гибридная экспертная система для профориентации // http://www.greenleaf.ru/freeware/articles/sbor97.htm

20. Гаврилова Т. А. Подготовка коллектива разработчиков экспертной системы // Проблемы применения ЭС в народном хозяйстве: Доклад на школе семинаре. Кишинев, 2000. - с. 59-62.

21. Гаврилова Т. А., Хорошевский В. Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. СПб.: Питер, 2000. - 384 с.

22. Гаврилова Т. А., Червинская К. Р. Извлечение и структурирование знаний для экспертных систем. М.: Радио и вязь, 1992. - 200с.

23. Герасимова И. Б., Шорохова С. В. Об информационная модели для системы психолого-педагогической поддержки в программе дистанционного образования // Принятие решений в условиях неопределенности: Науч. сб. Уфа, УГАТУ, 2001. с.40-46.

24. Герасимова И. Б., Шорохова С. В. Формализация контроля знаний преподавателем в дистанционном образовании // Принятие решений в условиях неопределенности: Науч. сб. Уфа, УГАТУ, 2002. с.67-74.

25. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. школа, 2001. - 479 с.

26. Гмурман В. Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике: Учеб. пособие для студентов вузов. М.: Высш. школа, 2000. - 400 с.

27. Головко А. П., Ищенко И. П., Шиляева Т. Ю. и др. Экспертная система «Зеркало» // http://munic.kurgan.ru/conf/thesises/zerkalo.html

28. Гусаров В. М. Теория статистики: Учебное пособие для вузов. М.: Аудит, ЮНИТИ, 1998. - 247 с.

29. Дружинин Г. В. Учет свойств человека в моделях технологий. М.: МАИК, «Наука/Интерпериодика», 2000. - 237 с.

30. Дюк В. А. Компьютерная психодиагностика СПб.: Братство, 1994. -364с.

31. Захаров Н. С. Тестирование знаний обучаемых при дистанционном образовании // Качество образования: концепции, проблемы оценки, управление: Тезисы Всерос. науч.-методич. конф. Ч. 3. Новосибирск, НГТУ, 1998.-С.37-38.

32. Ильясов Б. Г., Черняховская Л. Р., Герасимова И. Б., Низамутдинов М. М. Системные и информационные модели формирования знаний // Компьютерные науки и информационные технологии: Тр. междунар. научн. конф. Т.1. Янгантау, УГАТУ, 2000. с.243-246.

33. Ишков А. Д. Личностные типологии в образовании // Наукоемкие технологии образования: Тр. X междунар. науч.-методич. конф. Таганрог, ТРТУ, 2001.-с. 191-194.

34. СА8Е-технологии. Консалтинг при автоматизации бизнес-процессов. 2-е изд. перераб и доп. М.: Горячая линия, Телеком, 2000. - 320 с.

35. Калмыков А. А. Экспертная система для оценивания понятийного состава знаний обучаемых // http://www.nsu.ru/archive/conf/nit/97/cl

36. Киршева Н. В., Рябчикова Н. В. Психология личности: тесты, опросники, методики. М.: Геликон, 1995. - 236 с.

37. Кравец О. Я., Лейкин М. А. Организация локально-дистанционного обучения по специальности «Вычислительные, машины, комплексы, системы и сети» // Дистанционное образование, 2000, № 4. с.28-34.

38. Красногорская Н. Н., Ганцева Е. М. Повышение эффективности дистанционного обучения путем коррекции мотивации учащихся на различных этапах обучения // Проблемы качества образования: Материалы XI Всерос. науч.-методич. конф. Уфа, УГАТУ, 2001. с.50-52.

39. Крылов А. А. Практикум по экспериментальной и прикладной психологии. Ленинград, 1990. - 22 с.

40. Куликов Г. Г., Черняховская Л. Р. и др. Автоматизированное проектирование информационно-управляющих систем. Проектирование экспертных систем на основе системного моделирования. Монография. -Уфа: УГАТУ, 1999.-53 с.

41. Кэмпбелл Д. Т. Модели экспериментов в социальной психологии и прикладных исследованиях. М.: Прогресс, 1980. - 392 с.

42. Лебедев В. И. Психология и управление. М.: Агропромиздат, 1990. -176с.

43. Локалов В. А., Тозик В. Т. Психолого-педагогические аспекты разработки обучающих программ для системы открытого образования // Наукоемкие технологии образования: Тр. X междунар. науч.-методич. конф. Таганрог, ТРТУ, 2001.-с. 213-214.

44. Логвинов И.И. Имитационное моделирование в психолого-педагогических исследованиях. // Вопросы психологии, 1980, №6. с. 6072.

45. Маклаков С. В. BPWin и ERWin. CASE-средства разработки информационных систем. М.: Диалог-МИФИ, 1999. - 256 с.

46. Марко Д., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. М.: Метатехнология, 1992. - 239 с.

47. Методология IDEF0. Функциональное моделирование. М.: Метатехнология, 1993. - 117 с.

48. Методология IDEF IX. Информационное моделирование. М.: Метатехнология, 1993- 120 с.

49. Миянов А. Ф. Самостоятельная работа студентов как метод повышения качества образования // Проблемы качества образования: Материалы XI Всерос. науч.-методич. конф. Уфа: УГАТУ, 2001. с. 132-133.

50. Моисеев В. Б., Андреев А. Б., Усачев Ю. Э. Экспертная система оценки качества знаний в системе открытого образования // http://edu.fairs/ru

51. Нейлор К. Как построить свою экспертную систему. -М.:Энергоатомиздат, 1991. 288 с.

52. Петровский А. В. Психология о каждом из нас. М.: Российский открытый ун-т, 1992. - 332с.

53. Петровская Т. С., Булдакова В. А. Образовательные потребности студентов технического университета // Качество образования: концепции, проблемы оценки, управление: Тезисы Всерос. науч.-методич. конф. Ч. 3. Новосибирск: НГТУ, 1998. с. 120-122.

54. Питерсон Д. Теория сетей Петри и моделирование систем / Пер. с англ. под редакцией д.т.н. Горбатова В. А. М.: Мир, 1984. - 264 с.

55. Попов Э. В. Экспертные системы 90-х гг. Классификация, состояние, проблемы, тенденции // Новости искусственного интеллекта, 1991, № 2. — с. 84-101.

56. Психодиагностика: Теория и практика / Под общ. ред. Н. Ф. Талызиной. -М.: Прогресс, 1986. 207 с.

57. Психология. Словарь / Под общ. ред. А. В. Петровского, М.Г. Ярошевского. М. .'Политиздат, 1990. — 494 с.

58. Психологическая диагностика: Проблемы и исследования / Под ред. К. М. Гуревича. М.: Педагогика, 1981. - 282 с.

59. Психология управления: Курс лекций / Аверченко JI. К., Замесов Г. М., Мокшанцев Р. И., Николаенко В. М- Новосибирск: НГАЭиУ, М.: ИНФРА-М, 1997.- 150 с.

60. Рабочая программа дисциплины «Исследование операций и методы оптимизации».- Уфа: УГАТУ, 2001.

61. Розанова В. А. Психология управления: Учебное пособие. М.: ЗАО «Бизнес-школа «Интел-Синтез», 2000. - 384 с.

62. Симонов Г. В., Ершов П. М. Темперамент, характер, личность. М.: Наука, 1984.-161 с.

63. Статические и динамические экспертные системы: Учебное пособие / Попов Э.В., Фоминых И. Б., Кисель Е. Б., Шапот М. Д. М.: Финансы и статистика, 1996. - 320 с.

64. Таусенд К., Фохт Д. Проектирование и программная реализация экспертных систем на персональных ЭВМ / Пер. с англ. М.: Финансы и статистика, 1990.-210с.

65. Тельнов Ю. Ф., Скорова А. А., Андреева Н. В. Проектирование баз знаний: Учебное пособие. -М.: МЭСИ, 1992. 100 с.

66. Тихонов А. Н., Скуратов А. К., Домрачев В. Г., Ретинская И. В. Новый этап развития и использования высокопроизводительных вычислительных ресурсов в научно-образовательной среде // Новости искусственного интеллекта, 2002, № 4. с.35-45.

67. Тохметов Т. М., Ошорова В. К. Перспективы внедрения интерактивных систем обучения в вузе // Качество образования: Тезисы Всерос. науч.-методич. конф. Ч. III. Новосибирск: НГТУ, 1998. с. 42-43.

68. Уотермен Д. Руководство по экспертным системам. М.: Мир, 1989. -388 с.

69. Хомяков Д.М., Хомяков П.М. Основы системного анализа. М.: Издательство МГУ, 1996. - 108 с.

70. Хьелл Л., Зиглер Д. Теории личности (Основные положения, исследования и применение). СПб.: Питер Пресс, 1997. - 608 с.

71. Черняховская Л. Р., Речкалов А. В., Старцева Е. Б. Методология проектирования системы поддержки принятия решения на основе формализованного представления предметной области Уфа: УГАТУ, 1997.-7с.

72. Шорохова С. В. К вопросу о построении экспертных систем с учетом психологических факторов // Математическое моделирование в решении научных и технических задач: Межвуз. сб. молодых ученых. Вып.2 Уфа: УГАТУ, 2001.-С.90-94.

73. Шорохова С. В. Система психолого-педагогической поддержки обучаемых как повышение эффективности обучения // Проблемы качества образования: Материалы XIII Всерос. науч.-методич. конф. Уфа-Москва, УГАТУ, 2003.-c.31.

74. Шорохова С. В., Герасимова И. Б. Разработка системных моделей для построения информационной системы // Компьютерные науки и информационные технологии: Труды междунар. научн. конф. Уфа, 2003. С. 121-125 (на англ. яз.).

75. Элти Дж., Кумбс М. Экспертные систем: концепции и примеры / Пер. с англ. и предисл. Б.И. Шитикова. М.:Финансы и статистика, 1987. - 191с.

76. Юсупова Н.И. Методологические основы построения экспертных систем психолого-педагогической поддержки обучаемых в системе открытого образования // Отчет о науч.-исслед. работе. Уфа: УГАТУ, 2001. 50с.

77. Юсупова Н. И., Черняховская JI. Р., Герасимова И. Б., Шорохова С. В. Интеллектуальный подход к разработке системы психолого-педагогической поддержки обучаемого: Препринт монографии. Уфа: УНЦ РАН, 2001.-53с.

78. ЮО.Юсупова Н. И., Фаттахов Р. В., Фридлянд А. М., Тарасова Т. Д. Интеллектуальный подход к прогнозированию экономических показателей и модели оценки проектов в условиях нестабильной экономики: Препринт монографии. Уфа: УНЦ РАН, 2001. - 56с.

79. Яковлева О. Е. Рейтинговая система обучения и контроля студентов // Проблемы качества образования: Материалы XIII Всерос. науч.-методич. конф. Уфа-Москва,УГАТУ, 2003. с.36-37.102. http://www.db.informatika.ru

80. Microsoft Development Network Library July 2000.