автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Адаптивная обучающая программа для нефтегазовой отрасли

На правахруьлша.

ДАУРЕНБЕКОВ Куаныш Койшыгулович

□□3448897

АДАПТИВНАЯ ОБУЧАЮЩАЯ ПРОГРАММА ДЛЯ НЕФТЕГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ

Специальность 05.13.11 - Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 6 ОКТ 2008

Москва, 2008

003448897

Работа выполнена на кафедре Прикладной математики и компьютерного моделирования Российского государственного университета нефти и газа имени

И.М.Губкина

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Ретинская Ирина Владимировна

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Куракин Дмитрий Владимирович

кандидат технических наук, доцент, Леохин Юрий Львович

Ведущая организация Московский институт электронной техники

(Технический университет)

Защита состоится "28_" октября 2008 года в 15.00 на заседании диссертационного совета Д212.200.14 при Российском государственном университете нефти и газа

имени И.М.Губкина по адресу 119991, г. Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 65

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан "28 " сентября 2008 года

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

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы.

Программные инструментальные средства, позволяющие автоматизировать различные виды деятельности, в том числе учебной, стали за последние десятилетия неотъемлемой частью деятельности общества.

Болонская "Декларация о Европейском пространстве для высшего образования", подписанная Россией в 2003 г., и "Концепция модернизации российского образования на период до 2010 г." требуют разработки программного инструментария нового поколения. Этот инструментарий, помимо гибкости и адаптивности к различным уровням обучения должен обеспечивать также новую систему оценок в высших учебных заведениях.

За несколько десятилетий в области использовании компьютерных технологий в образовании обучающие системы эволюционировали от автоматизированных учебных курсов, обеспечивающих простейшее программированное обучение до адаптивных систем с применением мультимедиа.

В настоящее время существует ряд адаптивных обучающих систем, основанных на сложных и ресурсоемких алгоритмах искусственного интеллекта и обеспечивающих некоторый уровень адаптации.

Однако эти системы не обладают достаточной гибкостью к требованиям конкретного учебного процесса и преподавателя, не позволяют использовать их для обучаемых с ограниченными возможностями, не обеспечивают поддержку рейтинговой системы оценок, не учитывают особенностей нефтегазовой отрасли.

Поэтому встает задача разработки такого алгоритма поддержки адаптивного программного инструментария, который позволяет проводить обучение в произвольной предметной области с реализацией выбора траектории обучения. Не менее важна разработка математического и программного обеспечения адекватной поддержки системы рейтинговых оценок.

Цель и задачи диссертации. Целью работы является разработка алгоритма поддержки адаптивного программного инструментария, обеспечивающего внутреннюю и внешнюю адаптивность и автоматизацию построения рейтинговых оценок.

Для достижения поставленной цели был решен ряд перечисленных задач:

• проведен анализ существующих адаптивных компьютерных обучающих систем;

• разработана модель освоения учебного материала на примере компьютерной обучающей программы по термодинамике;

• построена модель уровня сложности учебного материала и разработан вид функций принадлежности степени усвоения учебного материала на основе экспертных оценок;

• разработан интегрированный пакет спецификаций требований к адаптивной обучающей системе;

• разработан информационный модуль обучающей системы средствами динамической визуализации;

• разработан алгоритм управления траекторией обучения по результатам промежуточного контроля на основе теории нечетких множеств;

• разработан программный комплекс, реализующий внешнюю и внутреннюю адаптивность и автоматизацию рейтингового оценивания на примере конкретной предметной области;

• исследованы результаты апробации разработанной в диссертации обучающей системы для учебного процесса по различным специальностям.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовались методы теории нечетких множеств, теория графов, методы динамической визуализации.

На защиту выносятся:

• модель обучаемого, модель освоения, модель уровня сложности, позволяющие проектировать адаптивную обучающую программу;

• интегрированный пакет требований, включающий формулу адаптивной обучающей программы, документ-концепцию и описание заинтересованных лиц;

• метод, алгоритм и программа построения автоматизированной системы получения рейтинговых оценок с использованием функций принадлежности

« способ комплектования программных средств при создании адаптивной обучающей программы для нефтегазовой отрасли.

Практическая ценность.

На основе полученных научных результатов разработана адаптивная обучающая система «ТЕЯМС)-08», система тестирования, включающая около 300 тестовых заданий, прошедшие регистрацию в Отраслевом фонде алгоритмов и программ. Разработанный программный комплекс используется в учебном процессе Российского государственного университета нефти и газа имени И.М.Губкина и Кызылординского государственного университета имени Коркыт ата. Результаты диссертации использованы при разработке Интернет-портала "Российское образование для иностранных граждан".

Апробация работы. Результаты диссертации прошли апробацию на следующих научных конференциях: XVII Международных конференциях «Применение новых технологий в образовании» (Троицк, 2007-2008 г); XVII Международная конференция «Информационные технологии в образовании» (Москва, 2007г); Международная научно-практическая конференция, посвященная 70-летию Кызылординского государственного университета имени Коркыт Ата на тему «Использование информационных и инновационных технологий в системе непрерывного профессионального образования» (Казахстан, г. Кызылорда, 2007); Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов университета Леса (Москва 2006г, 2008г); XIII—XIV Всероссийских научно-методических конференциях «Телематика» (Санкт-Петербург, 2006 — 2008 гг.); Всероссийская научно-практическая конференция «Информационные среда ВУЗа XXI века» (Петрозаводск, 2007г); VIII Всероссийская научно-техническая

конференция «Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий» (Республика Бурятия, Улан-Удэ, 2007г); Научно-практическая конференция РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина (Москва, 2007); Научно-практический семинар «Новые информационные технология» (РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, Москва, 2007); Международная конференция «Вычислительные и информационные технологии в науке, технике и образовании» ВИТ-2008, Казахстан, г. Алматы, 2008; Международный симпозиум «Новые информационные технологии и менеджмент качества» (NIT&MO), Турция, 2008.

Работа была удостоена диплома на Международной конференции «Применение новых технологий в образовании-2007,2008» (см. Приложение 2).

По результатам выполненных исследований опубликована 24 печатная работа, в том числе 4 статьи в рецензируемых научных журналах из списка ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объём работы составляет 205 страницы, 38 рисунков, 15 таблицы, 85 наименований использованной литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационного исследования, изложена цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость, представлены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведена классификация и анализ существующих обучающих программ и требований для их разработки.

Основное внимание уделяется исследованию адаптивных обучающих программ. Такие программы дают возможность реализации индивидуальных траекторий обучения, оценивания качества знаний по индивидуальному сценарию, обеспечивают сбор личных статистических данных. Эти данные показывают степень прогресса, позволяют обеспечить систему рекомендаций и оперативно оценивать достижения обучаемого. Рассматриваются особенности, вносимые внедрением кредитных технологий в России, требующих индивидуального подхода к каждому обучаемому.

Указывается, что разработка системы адаптивного управления обучением необходима для обеспечения надежного формирования у каждого обучаемого систем предметных знаний. Поэтому при построении программных средств для адаптивной обучающей системы должны учитываться личностные особенности обучаемого, в том числе физиологические и психологические особенности обучаемого, индивидуальные траектории, способ усвоения материала, уровень развития и знаний. Преимуществами использования адаптивных обучающих программ являются:

- возможность автоматизации некоторых видов деятельности обучающегося и преподавателя;

- возможность выбора индивидуальной траектории в процессе обучения;

- повышение оперативности и объективности контроля и оценки результатов обучения;

- гарантия непрерывной связи в отношениях «преподаватель - обучаемый»;

- повышение мотивации обучения;

- развитие у обучаемого продуктивных, творческих функций мышления, рост интеллектуальных способностей, формирование операционного стиля мышления.

Показано, что существующие программные среды для реализации адаптивного обучения не вполне обеспечивают адаптивность к требованиям преподавателя, а также необходимость учета требований кредитных технологий.

Также проведено исследование стандартов в области программных систем для образования, существующих в России и за рубежом.

В настоящее время развиваются следующие типы стандартов электронного обучения:

1) стандарты упаковки, направленные на интеграцию отдельных модулей или компонентов;

2) коммуникационные стандарты, определяющие язык, при помощи которого система управления может запускать модули и взаимодействовать с ними;

3) стандарты метаданных, определяющие минимальный набор атрибутов, которые необходимы для организации, определения местонахождения и оценки учебных объектов.

Сделан вывод о том, что стандарты на программные средства в области компьютерных технологий обучения находятся в стадии развития, в частности, принятый за рубежом стандарт БСОГШ еще только начинает внедряться в России.

Тем не менее, результаты диссертационной работы частично соответствуют стандарту БССЖМ, в частности при разработке тестовых заданий использовалась среда Униар Билдера, соответствующая стандарту БСОКМ.

В результате исследования сделан вывод о необходимости разработки алгоритма поддержки адаптивного программного инструментария, обеспечивающего внутреннюю и внешнюю адаптивность и автоматизацию построения рейтинговых оценок.

Вторая глава посвящена разработке модели обучения, позволяющей построить структуру адаптивной обучающей программы по конкретной предметной области, в частности по курсу "Термодинамика". Первым этапом создания модели является построение модели освоения и модели уровней сложности. Показано, что построение модели состоит из следующих этапов: - формирование матрицы отношений очередности УЭ;

обработка матрицы отношений очередности и построение последовательности изучения учебного материала в виде списка УЭ; построение графа содержания УЭ; формирования матрицы смежности графа содержания УЭ. Разработана модель уровня сложности с помощью анкетирования экспертов (преподавателей). Уровень сложности был определен для разных специальностей, так как, например, обучающую систему по термодинамике используют для четырех специальностей («разработка и эксплуатация нефтяных

и газовых месторождений», «машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов», «бурение нефтяных и газовых скважин», «химическая технология топлива и газа»).

Уровень сложности предложено разбить на три уровня (А, В, С). Здесь а1, а2, аЗ, а4 -уровень фактора специальности.

Исходя из этого, построена структура адаптивной обучающей программы на примере курса по термодинамике (Рис.1).

Далее рассмотрены методы построения виртуальных лабораторий. Показано, что на современном этапе развития электронного обучения виртуальные лаборатории, входящие в состав интегрированных компьютерных обучающих систем являются одними из наиболее эффективных средств для передачи студентам умений и навыков по конкретным дисциплинам. Особенностью компьютерных лабораторных практикумов является, как правило, множество пользовательских операций, которые воспроизводит студент для выполнения учебно-тренировочных заданий. От степени усвоения правил и приемов работы в виртуальных лабораториях в значительной мере зависит успешность работы пользователя в этой среде. Особая роль в современном учебном процессе отводится компьютерному тренингу с помощью тренажерно-обучающих комплексов, программная реализация которого является одним из звеньев так называемой «оптимизации реального времени». Показано, что современные тренажерно-обучающие комплексы многофункциональны и сложны по своей навигационной структуре. Это вызывает проблемы у студентов по их освоению, причем эти проблемы не в полной мере решаются при обращении к инструкциям для пользователей в бумажной или традиционной электронной форме (текст, графика).

Рис.1. Структура адаптивной обучающей программы по курсу "Термодинамика"

В то же время специалисты в области педагогической физиологии отмечают существенное повышение степени восприятия учебного материала для тех режимов обучения, в которых используется сочетание визуальной и аудио информации.

Для решения этих проблем предлагается применять информационные мультимедийные модули, которые создаются средствами динамической визуализации и демонстрируют приемы работы с компьютерным тренажером, лабораторным практикумом и т.д. имитируя режим реального времени.

Далее утверждается, что особый интерес для компьютерных обучающих систем представляет вид динамической визуализации, которая осуществляется с камерной съемки синхронно с действиями, отраженными на экране компьютера. Съемка осуществляется с помощью специального программного инструментария. Широкий спектр настроек аудио- и видеозаписей такого инструментария позволяет создавать обучающие модули в виде видеороликов, демонстрирующих приемы работы с обучающей системой.

Этот инструментарий предлагается использовать для захвата динамически меняющегося изображения с экрана монитора при работе с компьютерными обучающими системами и записи этой информации в файл с целью последующего воспроизведения в реальном масштабе времени. Таким образом, можно записать в видеофайл последовательность выполнения учебно-тренировочных заданий в тренажерно-обучающих комплексах и включить этот файл в состав информационных модулей обучающих систем. Демонстрация студентам сценариев работы в виртуальной лаборатории, записанных как видеоролики в режиме реального времени, позволяет представить им все приемы, необходимые для выполнения учебных работ.

В рамках диссертационной работы для развития методов динамической визуализации при создании информационных модулей учебного назначения был проведен сравнительный анализ программного инструментария - экранных камер. Для эффективного усвоения студентами инструктивного материала, представленного в форме интерактивного видео урока, необходимо хорошее качество видеоряда. Существенным для выбора экранной камеры является также вопрос, каким средством компрессии (кодеком) сжимать изображение, поскольку не каждый кодек позволяет осуществлять процедуру сжатия «на лету», в режиме реального времени, и, кроме того, размер выходного файла должен быть как можно меньше.

Сравнительный анализ проводился по следующим программным средствам для внутренней видеосъемки экрана: СагМазш, НурегСаш,

5сгееп81хЛ. Для этого была разработана система критериев сравнения.

Исследование этого инструментария осуществлялось съемкой идентичных фрагментов действий пользователя при работе с конкретной компьютерной интерактивной системой, после чего проводилось сравнение полученного видеоряда с аналогами.Анализ функциональных и

нефункциональных (например, степень сложности предварительной настройки экранной камеры) особенностей исследуемого программного инструментария

экранной видеосъемки показал, что показатели более высокого качества по выбранным критериям реализуются в инструментарии Сатина, созданном в компании ТесЬБткЬ. При этом отмечено, что эта программа проста для освоения и удобна в управлении при снятии видеороликов. К достоинствам этой программы относится и возможность применения большого количества форматов для их сохранения, в том числе поддержки формата Р1азЬ-видео, специачьно предназначенного для размещения на \\'еЬ-сайтах. Для экранной камеры Сагг^а отмечены и наиболее широкие возможности последующего редактирования видеороликов.

В процессе интерактивного занятия иногда бывает необходимо обратить внимание студента на определенную область экрана. Выделение нужной области экрана во время съемки инструментарием СагтПаБ1а осуществляется включением специальной функции БсгеепОгаш. При этом в зависимости от заданных настроек можно по-разному сделать визуальный акцент, например: можно рисовать прямо по экрану цветным маркером, поставить указатель, сделать заливку выбранной области экрана цветом и т.д.

Метод динамической визуализации с использованием экранной камеры внутренней видеосъемки Сат1аз1а был применен для подготовки модулей адаптивной обучающей системы (АОС) по курсу «Термодинамика», АОС включает практические работы для студентов, выполняемые в среде виртуальной лаборатории. Созданные видеоролики с отражением порядка и приемов выполнения учебно-тренировочных заданий, демонстрируют студентам сценарии работы в виртуальной лаборатории в имитационном режиме реатьного времени.

На рис.2, показан пример просмотра и редактирования видеоролика в программе СаггЦаз1а для разработанной в диссертации виртуальной лабораторной работы.

иигтаг игявгя "та ми—вг

«ИЙЛ 4!. 'Я^"«'?« •"'К.*»* . ...... . ■■■ ..' .'ч.' ."

Рис. 2. Окно просмотра и редактирования виртуальной лабораторной работы.

С использованием динамической визуализации предложен еще один новый вид адаптации - адаптация к обучающимся с ограниченными возможностями (в частности, по зрению). Этот вид адаптации реализован как возможность получения звукового сопровождения, реализованного теми же средствами динамической визуализации.

Последующее воспроизведение видеофильма в реальном масштабе времени позволяет представить пользователю адаптивной обучающей системы, включающей виртуальную лабораторию, наглядную демонстрацию ее работы.

Далее рассматривается процесс разработки спецификации программного обеспечения, который является одним из фундаментальных процессов технологии разработки программных продуктов. Этот процесс анализа, формирования, документирования и проверки функциональных возможностей и ограничений системы называется в терминологии программной инженерии "разработка требований". Он является критическим этапом в создании всех видов программных продуктов, в том числе и компьютерных обучающих систем (КОС) Это обусловлено тем, что ошибки, допущенные на этой стадии, ведут к возникновению серьезных проблем на этапах проектирования и разработки.

Показано, что интегрированный пакет играет во многих случаях чрезвычайно важную роль при переходе к реализации программного продукта. В зависимости от того, как организован проект, специалисты, занимающиеся реализацией, могут раньше привлекаться к действиям по анализу проблемы и определению функций системы. В состав интегрированного пакета входят: формула адаптивной обучающей программы, документ-концепция и описание заинтересованных лиц.

Таблица 1.

Формула программы_

Для целевых потребителей: студентов, магистрантов, преподавателей, компьютерных методистов РГУ нефти и газа имени И.М.Губкина,

которые участвуют в учебном процессе с использованием компьютерных обучающих систем.

АОС является интегрированной компьютерной обучающей системой, включающей модули компьютерного учебника, теста и виртуальной лаборатории.

которая обеспечит автоматизированное управление учебным процессом и повысит эффективность обучения при освоении курса «Термодинамика».

В отличие от существующего традиционного процесса обучения студентов курсу «Термодинамика».

наш позволяет осуществлять обучение студентов в

продукт (АО С)

автоматизированном режиме для передачи им знаний и формирования умений и навыков в предметной области -термодинамике.

Таблица 2.

Описание заинтересованных лиц и пользователи_

Заинтересованные лица н пользователи Потребности

Администрация и методические работники учебного заведения Управлять учебным процессом, осуществлять политику совершенствования компьютерных технологий обучения и модернизацию электронных средств обучения.

Обучаемый 1. Проходить обучение в автоматизированном режиме с использованием учебно-методических материалов АОС 2. Проходить тестовый контроль знаний в режимах самостоятельной работы с компьютерной обучающей системой. 3. Выполнять виртуальные лабораторные работы. 4. Иметь доступ к просмотру персонального протокола оценки знаний по результатам тестирования.

Преподаватель 1. Управлять выбором и запуском компьютерных тестов в соответствии со сценариями учебного занятия. 2. Осуществлять настройки параметров тестовой программы: уровень контроля знаний, критерии оценки результатов, время тестирования. 3. Управлять запуском виртуальных лабораторных работ в соответствии со сценариями учебного занятия. 4. Просматривать отчетные журналы контроля знаний обучаемых. 5. Добавлять в АОС новые лекции, тестовые задания и задания для семинарских занятий.

Компьютерный методист - сотрудник ЦЦО РГУ 1. Осуществлять редактирование базы данных: добавление, удаление, структуризацию учебного и тестового материала, предоставляемого преподавателями. 2. Осуществлять введение в базу данных тестовых заданий, задания для семинарских занятий,

разработанных преподавателем для новых сценариев тестирования и семинара 3. Осуществлять мониторинг и ведение отчетных журналов контроля знаний обучаемых.

Системный администратор -сотрудник ЦДО РГУ 1. Управлять профилями пользователей: создание/удаление профилей, настройка прав доступа. 2. Иметь доступ к системным журналам для мониторинга состояния системы. 3. Иметь инструментарий для восстановления базы данных либо устранения ошибок в ней.

Исследование показало, что для эффективной реализации проектирования компьютерных обучающих систем необходимо полномасштабное отражение требований к проекту системы, включающее высокоуровневое определение системы в виде документа-концепции и специфицирование требований в виде моделей системы. Разработанные принципы формирования требований предполагают формализацию всей совокупности информации по требованиям с повышением уровня детализации моделей системы. Предложенная структура документа-концепции компьютерных обучающих систем реализована при проектировании адаптивной обучающей программы по курсу "Термодинамика", что позволило в конечном итоге повысить эффективность разработки.

В третьей главе рассмотрен математический метод для реализации рейтинговых оценок с использованием теории нечетких множеств. В настоящее время проблема оценки освоения курса (предмета) производится путем применения рейтинговых оценок. Как правило, берется схема учебного процесса, в которой выделяются несколько уровней (этапов) обучения и соответственно рассматривается иерархическая структура связи между этапами обучения, формой проверки результатов обучения и оценки этих результатов. Иерархическая структура складывается из текущего контроля, в который входят проверки за контрольные недели, за коллоквиумы, контрольные работы, зачеты, самостоятельные работы, лабораторные работы, экзамены и т.д.

Рейтинговые оценки назначаются для каждого этапа иерархической структуры, перечисленных выше, иногда оценивается также активность во время чтения лекций. Традиционно в настоящее время используются балльные оценки, причем, как правило, они распределяются в стобалльной шкале. Такие оценки, согласно общей теории шкалирования, имеют ряд недостатков, в частности, над ними нельзя производить некоторые операции без потери информативности.

В диссертации предлагается для решения этой проблемы использовать теорию нечетких множеств, в частности, построение функций принадлежности к правильному ответу преподавателем или экспертом. Затем предлагается разработка программного обеспечения для автоматизации этого процесса как в рамках традиционного обучения, так и компьютерного, например, дистанционного.

Применение теории нечетких множеств, приспособленных к учету индивидуального мнения преподавателя, может служить основой для построения рейтинговых оценок обучающихся на всех этапах процесса обучения. Кроме того, это позволяет автоматизировать получение рейтинговых оценок как для компьютерных обучающих программ, так и в рамках традиционного обучения, используя единый математический аппарат.

Принцип оценки в балльных шкалах состоит в том, что суммарный балл за все элементы учебного плана разбивается на отдельные части, исходя из представления о том, насколько важен данный элемент учебного плана в овладении дисциплиной. Например, текущей успеваемости - 60 баллов, а экзамену - 40 баллов. Баллы, набираемые за текущую успеваемость, также разбиваются на группы. Например, 60 баллов разбиваются на: 21 балл-теория, 15 баллов - семинарские занятия, 24 баллов - лабораторные занятия.

Вместо такой системы предлагается применять теорию нечетких множеств, где на каждом уровне задается функция принадлежности, принимающая значение от 0 до 1. "1" отвечает оценке полного усвоения учебного материала и выполнения учебных заданий, а "0" соответствует полному отсутствию знаний. Значение функции принадлежности показывает степень освоения знаний, проверяемых тестовым, семинарским или лабораторным заданием. А переход на более высокий уровень иерархической системы производится с учетом весовых коэффициентов, отражающих важность элементов для оценки более высокого уровня.

Рассмотрим схему получения рейтинговых оценок с использованием теории нечетких множеств и функций принадлежности (Рис.3)

В этой схеме «1» соответствует полному освоению материала (в оценочной шкале это 5 баллов), «0.5» соответствует уровню тройки в оценочной шкале, то есть учебный материал освоен наполовину, «0» соответствует полному отсутствию знаний. Промежуточные значения - оценка преподавателя или оценка по тесту. Шкала оценки в каждом блоке одна и та же (единая шкала оценки). Учет вклада каждого элемента происходит путем определения весовых коэффициентов важности. Например, весовой коэффициент лекций равен 0.583, а весовой коэффициент семинаров равен 0.416. Также, в схеме учебного процесса для курса «Термодинамика» ограничительным требованием являются лабораторные работы, поэтому на всех уровнях иерархии при переходе с нижнего уровня на верхний применялась среднеарифметическая свертка.

Для этого курса была разработана система тестов. В частности для каждого лекционного материала разработана своя система.

Значение функции принадлежности будет равно единице в случае, если пользователь правильно ответил на вопрос теста, и будет равна нулю в противном случае.

¡•Укц.2 |'исем1 |.....'•••"" ("йсеыТ"

Рис.3. Иерархическая структура связи функций принадлежности обучающей

системы

После каждой лекции предъявляется 10 тестовых вопросов. Функция принадлежности по этим тестам - число правильных ответов. Если дано 6 правильных ответов, то ц=0.5, если дано 10 правильных ответов - ц=1.

Т.о., мы получили набор ц по каждой лекции. В случае равноценных лекций они сворачиваются с одинаковыми весами со=1/7 при помощи среднеарифметической свертки: ^щм, ■ Аналогично оцениваются семинарские занятия. Выбор свертки зависит от требования преподавателя. Такая система легко подстраивается и может использоваться для оценки множества студентов.

Таким образом, процесс обучения представляется в виде иерархической структуры и разрабатывается соответствующий алгоритм, связывающий элементы обучающей системы.

Обозначим функцию принадлежности, соответствующую некоторому этапу иерархической структуры обучающей системы (семинар, лекция, лабораторная, экзамен); - степень усвоения знаний, проверяемых 1 тестовым или семинарским заданием в соответствующем множестве заданий. Например, оценивание д, = о соответствует случаю отсутствия знаний, а ц, = 1 -соответствует полному усвоению знаний или овладению практическими навыками. Введем также весовые коэффициенты <у„, и оценивающие важность усвоения лекционного и семинарского учебного материала (о<салек,<а„м; й)„„ + <эсга = 1), коэффициенты уи6, оценивающие

важность усвоения теоретических знаний и практических навыков соответственно (0<^„,й)ю5; <и,„сеч + сот5 =1), а также гт коэффициенты, соответствующие принятому в вузе соотношению вклада

результатов текущего и итогового контроля в общую оценку успеваемости (в разрабатываемой системе rmm ----- 0,6, = 0,4,). Тогда иерархическая структура, связывающая функции оценивания отдельных этапов обучающей системы, выглядит так, как представлено на рис. 3.

Для итоговых оценок на отдельных этапах обучения используются обобщенные функции принадлежности, которые задаются различными операторами свертки функций принадлежности различных элементов обучения данного этапа, а именно, операторами усреднения - среднеарифметическим и среднегеометрическим. Операция усреднения производится с весовыми коэффициентами, соответствующими каждому уровню обучающей системы.

Например, итоговая оценка усвоения лекционного материала и семинарских занятий получается путем использования оператора обобщенного

среднего арифметического А» > ГДС п-количество

1.1 i-i

тестовых заданий по лекциям, m-количество семинарских занятий с учетом выполнения контрольных работ. Для итоговой оценки овладения практическими навыками в лабораторных работах используется среднее геометрическое функций принадлежности отдельных работ. Выбор среднегеометрической свертки определяется требованиями допуска обучающегося к экзаменам только в случае выполнения всех лабораторных работ, при этом = fím(¡1 = 0, если соответствующие работы не выполнены, 0 < Ртб\> и^сг - Ь если этн работы выполнены на некотором уровне, а А«* = гДе и И^г- функции принадлежности соответственно

первой и второй лабораторной работы.

Обобщенная оценка усвоения лекционного и семинарского материала осуществляется по формуле где числовые значения

коэффициентов ат и й)„„ важности усвоения соответствующего материала задаются обучающим преподавателем или принятым в вузе соотношением вкладов результатов в контроль по рейтинговой системе.

Отличие операторов свертки для лекционных, семинарских и лабораторных работ определяется различием требований к выполнению заданий на этапах обучения. Так, по учебным требованиям, невыполнение хотя бы одной лабораторной работы является недопустимым, в то время как невыполнение отдельных тестовых заданий или контрольных работ не приводит к нулевому оцениванию усвоения знаний.

Оценивание текущей успеваемости производится путем композиции нечетких функций принадлежности. Для этого используется средневзвешенная сумма =ffl„„/í„„+<8»í/iB{ с заданными коэффициентами весомости

вкладов результатов обучения в общую оценку. После прохождения экзамена и получения соответствующей положительной оценки /¿,„,«„>0, которая аналогично балльной отображает, по мнению экзаменатора, степень овладения знаниями, общая совокупная оценка усвоения учебного материала и выполнения всех необходимых элементов процесса обучения является средневзвешенной суммой //о5щ>1 = rmfiniCjm, + rmfi,ayla,.

Определение весовых коэффициентов осуществляются различными методами нахождений весовых коэффициентами, где в конце все сворачивается с помощью согласованностью суждения.

Существуют различные методы для нахождения весовых коэффициентов. Например, метод ранжирования, непосредственной оценки, полных парных сравнений, метод Саати. Исходя из этого, в диссертации были проведены исследовании и были разработаны программы по методам нахождении весовых коэффициентов.

Контроль знаний обучаемого осуществляется с помощью программы Uniar Builder, которая содержит 140 тестовых заданий, разработанных в рамках выполнения диссертационной работы, а для проверки каждой лекции предлагается по 10 тестовых заданий. По результатам ответов формируется оценка функции принадлежности освоения этого материала. В диссертации подробно рассмотрена типология тестовых заданий, которые задаются обучающимся, а также рассмотрена сама процедура построения функций принадлежности для каждого конкретного вопроса. В качестве примера рассмотрим тип тестового задания "на установление соответствия". Пример. Сопоставьте элементам в левом столбце соответствующие им единицы измерения:

1) количество теплоты а)Дж/мольК

2) удельное количество теплоты б) Дж/К

3) массовая теплоемкость в) Дж(м3К)

4) молярная теплоемкость г) Дж(кмоль К)

5) объемная теплоемкость д) Дж

е) Дж/кг

ж) Дж(кгК)

Ответ: 1-7,2-6, 3-5,4-4,5-3

В случае такого вопроса нецелесообразно использовать функцию принадлежности, построенную в предыдущем примере, так как должен быть учтен не только полностью правильный ответ, но и частично-правильный. Для этого введем следующую шкалу:

- 100 = 100

п

— 100 = 90

п

— •100 = 80

п

- 100 = 10

п

0 = 0

В числителе стоит количество правильных ответов, а в знаменателе общее количество вопросов. Применяя такую шкалу, мы получим, количество баллов заданный вопрос полученный пользователем по 100-балльной шкале.

Применим эту шкалу к нашему примеру:

-•100= 100

-•100 = 80 5

-•100 = 60 5

-■¡00 = 40 5

-100 = 20 5

0 = 0

Таким образом, получены все те состояния, которые может принимать функция принадлежности для данного типа тестового задания. Ее графическое изображение представлено на рис. 4.

Рис.4. Функция принадлежности тестового задания типа "На соответствие"

В случае, если преподаватель хочет предложить свой критерий оценки, график функции принадлежности изменится так, как показано на рисунке выше исходного графика.

Значение функции принадлежности будет равно одному в случае, если пользователь правильно ответил на вопрос теста, и будет равна нулю в противном случае.

Предлагаемая система оценивает только в рамках 0-1, то есть, если студент выбрал все правильные ответы, то // = 1, если же есть хотя бы одна ошибка - // = 0. Но, исходя из общих соображений, преподаватель может считать, что если угадано, например, хотя бы 4 ответа, то ¡л = 0.8.

Данный алгоритм, построенный с применением нечетких множеств, предоставляет большие возможности для построения гибкой иерархической системы оценивания усвоения учебного материала. При этом соблюдаются и учитываются, как особенности процесса обучения по конкретному курсу, так и взаимодействие и взаимовлияние различных этапов обучения на конечный результат, а в процедурах построения функций принадлежности привлекается экспертный опыт преподавателя.

Четвёртая глава посвящена разработке и описанию обучающей программы. В процессе разработки использовано программное обеспечение, такое как Adobe Dreamweaver CS3, Microsoft Visual Studio 2005, Camtasia и конструктор тестов Uniar Builder. Приведем блок взаимосвязей программных продуктов, используемых для реализации адаптивной обучающей программы по курсу "Термодинамика" (Рис.5). Как показано на рисунке, основная страница программы реализована с помощью Adobe Dreamweaver CS3. Остальные программные продукты связаны с Adobe Dreamweaver CS3. Также, связи между лекциями и инструментариями динамической визуализации, между лабораторными и инструментариями динамической визуализации предназначены для развития адаптивности и освоения приемов работы с лабораторными работами.

В разработанной программе все учебные материалы разбиты на два уровня сложности для разных специальностей. Уровень сложности учебного материала зависит от результатов промежуточных тестов. Система тестирования в адаптивной обучающей программе по курсу «Термодинамика» предназначена для реализации входного теста, промежуточного теста, определяющего уровни усвоения обучающихся, для семинарских занятий и для экзаменационных работ. Она включает в себя входной тест, семь промежуточных тестов, тесты для пяти семинарских занятий и экзаменационные тестовые задания. База тестового комплекса состоит из более чем 300 тестовых заданий. В этой главе дано описание на входных, промежуточных, экзаменационных и семинарских тестовых заданий.

Рис.5. Взаимосвязь программных продуктов

В состав разработанной адаптивной обучающей программы входят также виртуальные лаборатории такие как «Исследование процесса истечения воздуха из суживающегося сопла» и «Первый закон термодинамики». Обучающиеся во время выполнения лабораторных работ имитируют работу с реальными установками и приборами. Результаты выполнения лабораторных работ (показания приборов) сохраняются в текстовом файле. Затем обучающиеся выполняют обработку результатов измерения по полученным данным в соответствии с методическими указаниями, прилагаемыми в руководстве к лабораторным работам. Эта обработка может выполняться в любом доступном математическом пакете, в Excel и даже на обычном калькуляторе. Обучающимся не предоставляются полные образцы обработки результатов лабораторных работ, так как в соответствии с дидактическими требованиями они должны сделать эго самостоятельно.

Виртуальные лабораторные работы включают в себя справочные материалы в виде текстового сопровождения, как ко всему процессу выполнения лабораторных работ, так и к отдельным лабораторным установкам. Кроме того, в работу включены модули динамической визуализации приема лабораторных работ со звуковым сопровождением как помощь обучающимся.

Также в разработанной программе существует часть программы, определяющая рейтинговую оценку обучающегося. Эта программа применяется для расчета оценок всей группы специальности. Ряд полученных итоговых оценок можно расположить в порядке убывания, откуда получается ряд для конкретных студентов, прошедших данный курс. Видно, как конкретный студент усвоил предмет.

Блок-схема программы "Estima" представлена на рисунке 6.

Рис.6. Блок-схема программы "Estima"

На рис. 7 приведен пример диалогового окна для заполнения весовых коэффициентов по одному из трех методов, рассмотренных в диссертации.

V. В**овне ксоффициенгы

Текущая *

1 ...... ¡0.4 Экзамен

1 : Лекции исеминары Лабораторные ■ "1

0.Б |0-4 .. ¡0.6

. Лекции Семинары ' !

;] ] 0.583333 ; 0.416667 1 [0375

1 рнжт" 2 10.625

г ¡0.142857 2

3 10.142857 3 50.2 ••„_...........".....:............

4 ¡0.142857 4 10-2 ДссерС | ;

5 „4„_ 5 |оГ □к |!

6 ¡0.142857

: 7 -0.142857 ...: |

Рис.7. Диалоговое окно для заполнения весовых коэффициентов

Кроме того, приведен расчет экономический эффективности внедрения программы «ТЕ1ШО-08» для всех технических вузов Москвы. В результате показано, что внедрение программы «ТЕ[1МО-08» более выгодно по сравнению с традиционным обучением. Программа «ТЕИМО-08» позволяет за пять лет сэкономить значительные средства.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Проведен анализ существующих обучающих программ, в частности адаптивных обучающих программ, в результате которого была выявлена необходимость разработки алгоритма поддержки адаптивного программного инструментария, обеспечивающего внутреннюю и внешнюю адаптивность и автоматизацию построения рейтинговых оценок.

2. Разработана модель обучаемого, дополненная моделью уровня сложности, позволяющая проектировать адаптивную обучающую программу.

3. Разработана технология использования динамической визуализации для реализации адаптации и для освоения приемов работы с виртуальными лабораторными работами.

4. Построен интегрированный пакет требований, включающий в себя формулу адаптивной обучающей программы, документ-концепцию и описание заинтересованных лиц.

5. Разработан алгоритм построения автоматизированной системы получения рейтинговых оценок на основе функций принадлежности к степени усвоения материала, построенных экспертами.

6. Разработан алгоритм комплексирования различных программных средств, обеспечивающий внутреннюю и внешнюю адаптивность и автоматизацию построения рейтинговых оценок

7. Разработана адапшшая обучающим программа по курс) 'Термодинамики" для четырех специатьностей с разными уровнями сложностями;

8. Проведен расчет экономической эффективности внедрения адаптивной обучающей программы.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Публикации в изданиях, определенных БАК

1. Дауренбеков К.К., Черткова Е.А., Рстинская И.В. Разработка спецификации требований к компьютерным обучающим системам // «Качество. Инновации. Образование». Москва, 2008, №1, С.52-57

2. Дауренбеков К.К., Черткова Е.А., Карпов B.C., Ретинская И.В. Разработка информационных модулей компьютерных обучающих систем средствами динамической визуализации. // «Качество. Инновации. Образование», Москва, 2008, №6, С.63-66

3. Дауренбеков К.К., Ретинская И.В., Шотиди К.Х. Разработка виртуальных лабораторных работ по курсу "Термодинамика" // "Всстник КазНУ им. Аль-Фараби, Серия математика, механика, информатика", Алматы, 2008, №3(58) С.481-486

4. Дауренбеков К.К., Скуратов А.К., Захарова O.K. Российское образование для иностранных граждан. // "Вестник КазНУ им. Аль-Фараби, Серия математика, механика, информатика", Алматы, 2008, №4(59) С. 176-178

Публикации в других изданиях:

1. Дауренбеков К.К. Разработка алгоритма построения нечетких оценок в компьютерных обучающих программах II Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов университета МГУЛ, Москва 2008г;

2. Дауренбеков К.К. Дистанционное обучение в Казахстане // Труды XIII Всероссийской научно-методической конференции «Телематика-2006».Спб,2006, Том I, С. 168-169

3. Дауренбеков К.К. Модели получения рейтинговых оценок с помощью тестовых заданий в адаптивной обучающей программе // Труды XV Всероссийской научно-методической конференции «Телематика-2008».Спб, 2008, Том II, С.403-404

4. Дауренбеков К.К. Об автоматическом получении рейтинговых оценок с помощью тестовых заданий в адаптивной обучающей программе //Материалы XIX Международной конференции «Применение новых технологий в образовании». г.Троицк, 2008г. С.320-321

5. Дауренбеков К.К. Интеллектуальные и адаптивные компьютерные программы для нефтегазового образования //Материалы VIII Всероссийской научно-технической конференции «Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий». Восточно-Сибирский государственный технологический университет. Улан-Удэ, 26-31 марта 2007 года, Республика Бурятия, Часть I, стр.210-213

6. Дауренбеков К.К. О внешней и внутренней адаптивности компьютерных обучающих программ //Международный симпозиум «Новые информационные технологии и менеджмент качества» (Ы1Т&МО), Часть I. Информационные технологии и телекоммуникации в образовании и науке, Турция, 2008, С. 132-134

7. Дауренбеков К.К., Ретинская И.В. Интеллектуальные адаптивные компьютерные программы для нефтегазового образования // Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов университета. МГУЛ, Москва 2006г;

8. Дауренбеков К.К., Ретинская И.В., Шотиди К.Х. Адаптивная обучающая система по термодинамике// Труды XIV Всероссийской научно-методической конференции «Телематика-2007».Спб, 2007, Том I, С.168-169

9. Дауренбеков К.К., Ретинская И.В. Этапы разработки адаптивной компьютерной обучающей системы по курсу «Термодинамика»//Материалы XVIII Международной конференции «Применение новых технологий в образовании». г.Троицк, 2007г. С.213-215

10. Дауренбеков К.К., Ретинская И.В., Черткова Е.А. Создание информационного модуля компьютерной обучающей системы средствами динамической визуализации // Сборник трудов XVII Международной конференции «Информационные технологии в образовании» Часть V, Москва, 2007г С. 172-174;

11. Дауренбеков К.К., Бодыбаева И.Ж., Аскаров С.К. Основные методики тестирования\\ Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию Кызылординского государственного университета имени Коркыт Ата на тему «Использование информационных и инновационных технологий в системе непрерывного профессионального образования». Казахстан, г.Кызылорда, 1-3 ноября 2007 года, стр.182-197

12. Дауренбеков К.К., Ретинская И.В. Разработка виртуальной лабораторной работы по определению изобарной емкости воздуха с помощью уравнении первого закона термодинамики.\\ Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию Кызылординского государственного университета имени Коркыт Ата на тему «Использование информационных и инновационных технологий в системе непрерывного профессионального образования». Казахстан, г.Кызылорда, 1-3 ноября 2007 года, стр. 187-191

13. Дауренбеков К.К., Черткова Е.А., Ретинская И.В. Документ-концепции адаптивной интеллектуальной обучающей системы по курсу «Термодинамики»\\ Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию Кызылординского государственного университета имени Коркыт Ата на тему «Использование информационных и инновационных технологий в системе непрерывного профессионального образования». Казахстан, г.Кызылорда, 1-3 ноября 2007 года, стр.191-195

14. Дауренбеков К.К., Шотиди К.Х., Глущенко Н.Ю., Пригульский К.Г. Разработка виртуальной лабораторной работы по исследованию процесса

истечения из сужигающе! осл сопл а.-'/ Материалы Всероссийской на^тпи-практической конференции «Информационная среда ВУЗа XXI века». Петрозаводск, 3-8 сентабря 2007г, С.84-85.

15. Дауренбекоз К.К., Лопатин A.C., Ретинская И.В., Шотиди К.Х. Технология разработки адаптивной обучающей системы по Термодинамике // Научно-практическая конференция РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, Москва, 2007;

16. Дауренбеков К.К., Калинина Э.В., Ретинская И.В. Алгоритм построения нечетких оценок в адаптивных обучающих программах // Труды XXI Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ021» », Том 9, Секция 10, с. 180-182, Саратов, 2008

17. Дауренбеков К.К., Калинина Э.В., Ретинская И.В. О способах использования функций принадлежности для внесения адаптивности в компьютерные обучающие программы. //Международный симпозиум «Новые информационные технологии и менеджмент качества» (NIT&MO), Часть I. Информационные технологии и телекоммуникации в образовании и науке, Турция, 2008, С. 101-103

18. Дауренбеков К.К., Ретинская И.В., Шотиди К.Х. Виртуальные лабораторные работы по курсу "Термодинамика"/ Подгот. по свидетельству об отраслевой регистрации разработки №10508 от 25.04.2008. ВНТИЦ №50200800888 от 29.04.2008 (аннотация в журнале "Компьютерные учебные программы и инновации", 2008. №7.С.98)

19. Дауренбеков К.К., Ретинская И.В., Шотиди К.Х Адаптивная обучающая программа "TERMO-08"/. Подгот. по свидетельству об отраслевой регистрации разработки №10509 от 25.04.2008. ВНТЩ №50200800887 от 29.04.2008 (аннотация в журнале "Компьютерные учебные программы и инновации", 2008. №7.С.98-99)

20. Дауренбеков К.К., Ретинская И.В., Шотиди К.Х. Тестирующий комплекс по курсу "Термодинамика"/ Подгот. по свидетельству об отраслевой регистрации разработки №10510 от 25.04.2008. ВНТИЦ №50200800886 от 29.04.2008 (аннотация в журнале "Компьютерные учебные программы и инновации", 2008. №7.С.99-100)

Подписано в печать 22.09.2008 г.

Печать трафаретная Усл.п.л. -1,5 Заказ № 972 Тираж: 100 экз.

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш., 36 (499) 788-78-56 \у\у\у.аи<:огеГега1 ги

Список обозначений и сокращений.

Введение.

Глава 1. Анализ состояния, обзор компьютерных обучающих систем.

1.1. Этапы развитие компьютерных технологий в образования.

1.2. Классификация обучающих систем.

1.3. Анализ существующих инструментариев и обучающих систем.

1.4. Общие требования к разработке обучающих систем.

1.5. Адаптивная система в обучения.

1.6. Стандартизация в области компьютерных обучающих систем.

1.7. Выводы по первой главе.

Глава 2. Проектирование и разработка адаптивной обучающей программы.

2.1. Модели обучения адаптивной обучающей программы.

2.1.1. Модель освоения обучаемого.

2.1.2. Модель уровня сложности.

2.2. Разработка информационных модулей компьютерных обучающих систем средствами динамической визуализации.

2.2.1. Метод и инструментарий динамической визуализации.

2.3. Спецификация требований к компьютерным обучающим программам.

2.3.1. Интегрированный пакет требовании и их спецификации.

2.3.2. Документ-концепции адаптивной обучающей программы.

2.4. Выводы по второй главе.

Глава 3. Построение рейтинговых оценок с помощью элементами теории нечетких множеств.

3.1. Теория нечетких множеств и возможность ее использования для автоматизации получения рейтинговых оценок.

3.2. Рейтинговая система оценки качества учебной работы студентов.

3.2.1. Иерархическая структура рейтингового оценивания.

3.2.2. Методы нахождения весовых коэффициентов в иерархической структуре.

3.3. Методика построения функций принадлежности для различных типов тестовых заданий.

3.4. Выводы по третьей главе.

Глава 4. Реализация разработанных подходов на примере обучающей программы по курсу "Термодинамика".

4.1. Источники адаптивности в обучающей программе.

4.2. Программная среда для реализации адаптивной обучающей программы по курсу "Термодинамика".

4.3. Описание структуры реализуемой программы.

4.3.1. Разработка тестовых заданий в конструкторе Uniar Builder.Ill

4.3.2. Принцип работы виртуальных лабораторных работ.

4.3.3. Использование динамической визуализации для развития адаптивности и освоения приемов работы с лабораторными работами.

4.4. Автоматизация получения рейтинговых оценок в адаптивной обучающей программе.

4.5. Расчет эффективности внедрения программы по курсу "Термодинамика".

4.6. Выводы по четвертой главе.

Актуальность работы.

Бурное развитие компьютерных технологий в области образования позволило существенно повысить качество образования и облегчить труд учителя, дав тем самым возможности дальнейшему повышению качества знаний.

К основным достоинствам обучающих систем относятся:

- возможность использования преимуществ индивидуального обучения; возможность индивидуальной адаптации курса обучения к потребностям обучаемых или условиям обучения;

- повышение доступности образования;

- возможность использования и тиражирования передового опыта;

- обучение навыкам самостоятельной работы;

- разгрузка преподавателя от ряда рутинных, повторяющихся действий, то есть чтение лекций, проверки контрольных работ и т.д.;

- возможность сделать лабораторных работ с помощью компьютера;

- возможность организации постоянного контроля степени усвоения знаний, способствующего более прочному закреплению материала; применение обучающих систем позволяет предоставить образовательные услуги более широкому кругу обучаемых, то есть в рамках дистанционного обучения [74,75].

Первые эксперименты по применению компьютеров в образовании относятся к 1950-м годам и, несмотря на то, что техническая база ЭВМ и программное обеспечение того времени не соответствовали успешному решению проблемы компьютерной поддержки учебного процесса в целом, исследования в этой области начались во всех развитых странах.

За несколько десятилетие в области использовании компьютерных технологии в образования обучающие системы эволюционировали от автоматизированных учебных курсов, представлявших собой системы селективного типа, до интеллектуальных и экспертных систем с применением мультимедия и сценарных моделей. В этот период значительный вклад внесли многие отечественные ученые: Тихомиров В.П., Гузеев В.В., Домрачев В.Г., Иванников А.Д., Кривицкий Б.Х., Кривошеев А.О., Радченко С.В., Ретинская И.В., Романов А.Н., Норенков И.П., Петрушин В. А., Филатова Н.Н. и др.

В настоящее время разработка компьютерных обучающих систем осуществляется традиционным способом программирования или с использованием инструментальных средств — универсальных и специализированных, ориентированных на создание приложений определенного класса. Этот инструментарий не решает всей совокупности проблем создания качественных компьютерных обучающих систем, отвечающих требованиям современной программной индустрии.

Вопросам технологии разработки программных систем для образовательной сферы посвящены труды многих специалистов: Башмакова А.И., Башмакова И.А., Гавриловой Т.А., Григорьева С.Г., Красновой Г.А., Мельникова А.В., Соловова А.В., Трапезникова С.Н., Цытовича П.Л. и др. Вместе с тем, существующие на сегодняшний день методики и технологии разработки компьютерных обучающих систем значительно отстают от научно-технических достижений в области создания программного обеспечения для других отраслей.

Следует подчеркнуть, что в соответствии с современными тенденциями мировой программной индустрии особое значение имеет перенос основного акцента в разработке компьютерных обучающих систем с программирования на объектно-ориентированное проектирование.

Весомый вклад в развитие теории объектно-ориентированного анализа и проектирования программных систем внесли отечественные и зарубежные ученые: Вендров A.M., Калянов Г.Н., Колесов Ю.Б., Липаев В.В., Новоженов Ю.В., Сениченков Ю.Б., Силич М.П., Терехов А.Н., Буч Г., Гамма Э., Грэхем И., Йордан Э., Константайн Л., Ларман К., Рамбо Дж., Якобсон А. и другие.

Также с 80-ых годов с появлением искусственного интеллекта развиваются новые этапы компьютеризации образовании - это интеллектуальные обучающие системы. На сегодняшнее время является актуальным адаптивные обучающие системы, подстраиваемые под индивидуальной способностей обучаемых. Следует подчеркнуть, что исходя из материалов новых литератур, развиваются модели проектирования обучаемых с использованием разных отраслей науки (использование теории множеств, экспертных систем, дискретные математики, сети Петра и т.д.).

Цель и задачи диссертации. Целью работы является исследование и развитие моделей адаптивного обучения в области внешней и внутренней адаптивности и автоматизации построения рейтинговых оценок.

Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие основные задачи: анализ существующих адаптивных компьютерных обучающих систем;

• разработка модели освоения учебного материала на примере компьютерной обучающей программы по термодинамике;

• проведение экспертного опроса преподавателей по разным специальностям для построения модели уровня сложности учебного материала и построения функций принадлежности усвоения учебного материала;

• разработка интегрированного пакета спецификаций требований к адаптивной обучающей системе;

• разработка информационного модуля обучающей системы средствами динамической визуализации;

• разработка алгоритма управления траекторией обучения по результатам промежуточного контроля на основе теории нечетких множеств;

• исследование результатов апробации разработанной в диссертации обучающей системы для учебного процесса по различным специальностям.

Объект исследования - адаптивная обучающая программа и инструментальные средства, используемые для их создания.

Предмет исследования - методы и модели для проектирования и разработки адаптивных обучающих программ, а также элементы теории нечетких множеств реализуемые в рамках разработки рейтинговых оценок.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались методы теории нечетких множеств, теория графов, методы динамических визуализации. Для программной реализации использован язык программирования Microsoft Visual Studio 2005, программная среда Adobe Dreamweaver CS3, Camtasia и конструктор тестов Uniar Builder. На защиту выносятся.

• модель обучаемого, модель освоения, модель уровня сложности, позволяющие проектировать адаптивную обучающую программу;

• интегрированный пакет требований, включающий формулу адаптивной обучающей программы, документ-концепцию и описание заинтересованных лиц;

• метод, алгоритм и программа построения автоматизированной системы получения рейтинговых оценок с использованием функций принадлежности

• способ комплексирования программных средств при создании адаптивной обучающей программы для нефтегазовой отрасли.

Научная новизна диссертационной работы определяется следующими результатами:

• Модель обучаемого, модель освоения, дополненные моделью уровня сложности, позволяющие проектировать адаптивную обучающую программу.

• Интегрированный пакет требований, включающий формулу адаптивной обучающей программы, документ-концепцию и описание заинтересованных лиц.

• Модель управления обучающей программой с учетом внутренней и внешней адаптивности на основе элементов теории нечетких множеств.

• Алгоритм построения автоматизированной системы получения рейтинговых оценок на основе функций принадлежности степени усвоения материала, построенных экспертами.

Практическое значение результатов работы.

На основе полученных научных результатов разработана адаптивная обучающая система «TERMO-O8», система тестирования, включающая около 300 тестовых заданий, прошедшие регистрацию в Отраслевом фонде алгоритмов и программ. Разработанный программный комплекс используется в учебном процессе Российского государственного университета нефти и газа имени И.М.Губкина и Кызылординского государственного университета имени Коркыт ата.

Достоверность диссертационных исследований подтверждается результатами регистрации в отраслевом фонде алгоритмов и программ Федерального агентства по образованию, а также внедрение разработанной компьютерной обучающей системы в высших учебных заведениях.

Апробация. Результаты диссертации прошли апробацию на научных конференциях: XVII Международных конференциях «Применение новых технологий в образовании» (Троицк, 2007-2008 г); XVII Международная конференция «Информационные технологии в образовании» (Москва, 2007г); Международная научно-практическая конференция, посвященной 70-летию Кызылординского государственного университета имени Коркыт Ата на тему «Использование информационных и инновационных технологий в системе непрерывного профессионального образования» (Казахстан, г.Кызылорда, 2007); Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов университета Леса (Москва 2006г, 2008г); XIII—XIV Всероссийских научно-методических конференциях «Телематика» (Санкт-Петербург, 2006 — 2008 гг.); Всероссийская научнопрактическая конференция «Информационные среда ВУЗа XXI века» (Петрозаводск, 2007г); VIII Всероссийская научно-техническая конференция «Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий» (Республика Бурятия, Улан-Удэ, 2007г); Научно-практическая конференция РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина (Москва, 2007); Научно-практический семинар «Новые информационные технология» (РГУ нефти и газа им. И.М,Губкина, Москва, 2007); Международная конференция «Вычислительные и информационные технологии в науке, технике и образовании» ВИТ-2008, Казахстан, г.Алматы, 2008; Международный симпозиум «Новые информационные технологии и менеджмент качества» (NIT&MO), Турция, 2008. Работа была удостоена дипломом на Международной конференции «Применение новых технологий в образовании-2007, 2008» (см. Приложение 2).

Публикации. Результаты диссертации изложены в 24 печатных работах (4 работы опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК для защиты докторских и кандидатских диссертаций), в том числе в 4 статьях и 20 сборниках материалов, трудов и тезисов Международных и Всероссийских конференций, а также на Международном симпозиуме.

4.6. Выводы по четвертой главе

• приведено описание адаптивной обучающей программы «TERMO-08», разработанной в соответствии с изложенными в предыдущих главах принципами;

• рассмотрена программная реализация виртуальных лабораторных работ, обеспечивающих адаптацию и реакцию к действиям обучающегося;

• описана программная реализация банка тестовых заданий для входного, промежуточного, экзаменационного теста, также для семинарских заданий;

• предложено использование метода динамической визуализации для обеспечения помощи обучающемуся за счет съемки приемов работы с программными комплексами-лабораториями и для реализации адаптации обучающихся с ограниченными возможностями;

• описана программная реализация блока автоматического определения рейтинговых оценок в иерархической структуре с использованием элементов теории нечетких множеств;

• приведен расчет экономический эффективности внедрения программы «TERMO-Q8» для всех технических вузов Москвы.

Заключение

Рассмотрены этапы исторического развития компьютерных обучающих программ как основа развития адаптивных обучающих систем в современном обучении;

Представлена классификация компьютерных обучающих программ; Проведен анализ существующих адаптивных обучающих систем и анализ инструментальных средств для разработки обучающих программ;

Представлены общие требования и этапы разработки обучающих систем;

Проведены исследования стандартам в области информатизации образования.

Приведен ряд характеристик адаптивных обучающих систем, которые позволяет развить данная диссертационная работа;

Разработаны модель обучаемого, модель сложности, формирующие структуру адаптивной обучающей программы.

Представлен способ динамической визуализации с целью обучения приемам виртуальных лабораторных работ и для разработки адаптивности к обучаемым с ограниченным возможностями (в частности по зрению).

Проведен сравнительный анализ программных средств для динамической визуализации.

Исследованы методы программной инженерии и разработан интегрированный пакет требований и их спецификация для адаптивной обучающей программы.

Рассмотрены основные определения теории нечетких множеств и ее возможности и достоинства для использования при получении рейтинговых оценок.

Разработаны иерархические структуры построения рейтинговых оценок как для компьютерной обучающей программы так и для традиционной системы обучения и проведен их сравнительный анализ. Проведено исследование методов нахождения весовых коэффициентов важности отдельных уровней иерархической структуры получения рейтинговых оценок и разработана методика их использования для указанных целей.

Разработана методика построения функций принадлежности для различных типов тестовых заданий для последующего использования в программном обеспечении.

Приведено описание адаптивной обучающей программы «TERMO-08», разработанной в соответствии с изложенными в предыдущих главах принципами;

Рассмотрена программная реализация виртуальных лабораторных работ, обеспечивающих адаптацию и реакцию к действиям обучающегося;

Описана программная реализация банка тестовых заданий для входного, промежуточного, экзаменационного теста, также для семинарских заданий;

Предложено использование метода динамической визуализации для обеспечения помощи обучающемуся за счет съемки приемов работы с программными комплексами-лабораториями и для реализации адаптации обучающихся с ограниченными возможностями; Описана программная реализация блока автоматического определения рейтинговых оценок в иерархической структуре с использованием элементов теории нечетких множеств;

Приведен расчет экономический эффективности внедрения программы «TERMO-Q8» для всех технических вузов Москвы.

Список опубликованных статей

Статьи:

1. Дауренбеков К.К., Черткова Е.А., Ретинская И.В. Разработка спецификации требований к компьютерным обучающим системам // «Качество. Инновации. Образование», Москва, 2008, №1, С.52-57

2. Дауренбеков К.К., Черткова Е.А., Карпов B.C., Ретинская И.В. Разработка информационных модулей компьютерных обучающих систем средствами динамической визуализации. // «Качество. Инновации. Образование», Москва, 2008, №6, С.63-66

3. Дауренбеков К.К., Ретинская И.В., Шотиди К.Х. Разработка виртуальных лабораторных работ по курсу "Термодинамика" // "Вестник КазНУ им. Аль-Фараби, Серия математика, механика, информатика", Алматы, 2008, №3(58) С.481-486

4. Дауренбеков К.К., Скуратов А.К., Захарова O.K. Российское образование для иностранных граждан. // "Вестник КазНУ им. Аль-Фараби, Серия математика, механика, информатика", Алматы, 2008, №4(59) С. 176-178

Материалы конференций:

1. Ретинская И.В., Дауренбеков К.К. Интеллектуальные адаптивные компьютерные программы для нефтегазового образования // Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов университета. МГУЛ , Москва 2006г;

2. Дауренбеков К.К. Разработка алгоритма построения нечетких оценок в компьютерных обучающих программах // Научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов университета. МГУЛ , Москва 2008г;

3. Дауренбеков К.К. Дистанционное обучение в Казахстане // Труды XIII Всероссийской научно-методической конференции «Телематика-2006».Спб,2006, Том I, С. 168-169

4. Дауренбеков К.К., Ретинская И.В., Шотиди К.Х. Адаптивная обучающая система по термодинамике// Труды XIV Всероссийской научно-методической конференции «Телематика-2007».Спб, 2007, Том I, С.168-169

5. Дауренбеков К.К. Модели получения рейтинговых оценок с помощью тестовых заданий в адаптивной обучающей программе // Труды XV Всероссийской научно-методической конференции «Телематика-2008».Спб, 2008

6. Ретинская И.В.,Дауренбеков К.К. Этапы разработки адаптивной компьютерной обучающей системы по курсу «Термодинамика»//Материалы XVIII Международной конференции «Применение новых технологий в образовании». г.Троицк, 2007г. С.213-215

7. Дауренбеков К.К. Об автоматическом получении рейтинговых оценок с помощью тестовых заданий в адаптивной обучающей программе

Материалы XIX Международной конференции «Применение новых технологий в образовании». г.Троицк, 2008г.

8. Ретинская И.В., Черткова Е.А., Дауренбеков К.К. Создание информационного модуля компьютерной обучающей системы средствами динамической визуализации // Сборник трудов XVII Международной конференции «Информационные технологии в образовании» Часть V, Москва, 2007г С. 172-174;

9. Бодыбаева И.Ж., Дауренбеков К.К., Аскаров С.К. Основные методики тестирования\\ Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию Кызылординского государственного университета имени Коркыт Ата на тему «Использование информационных и инновационных технологий в системе непрерывного профессионального образования». Казахстан, г.Кызыл орда, 1-3 ноября 2007 года, стр. 182-197

10. Дауренбеков К.К., Ретинская И.В. Разработка виртуальной лабораторной работы по определению изобарной емкости воздуха с помощью уравнении первого закона термодинамики.\\ Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию Кызылординского государственного университета имени Коркыт Ата на тему «Использование информационных и инновационных технологий в системе непрерывного профессионального образования». Казахстан, г.Кызылорда, 1-3 ноября 2007 года, стр. 187-191

11. Дауренбеков К.К., Черткова Е.А., Ретинская И.В. Документ-концепции адаптивной интеллектуальной обучающей системы по курсу «Термодинамики»\\ Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию Кызылординского государственного университета имени Коркыт Ата на тему «Использование информационных и инновационных технологий в системе непрерывного профессионального образования». Казахстан, г.Кызылорда, 1-3 ноября 2007 года, стр. 191-195

12. Шотиди К.Х., Глущенко Н.Ю., Пригульский К.Г., Дауренбеков К.К. Разработка виртуальной лабораторной работы по исследованию процесса истечения из суживающегося сопла.// Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Информационная среда ВУЗа XXI века». Петрозаводск, 3-8 сентабря 2007г, С.84-85.

13. Дауренбеков К.К. Интеллектуальные и адаптивные компьютерные программы для нефтегазового образования //Материалы VIII Всероссийской научно-технической конференции «Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий». Восточно-Сибирский государственный технологический университет. Улан-Удэ, 26-31 марта 2007 года, Республика Бурятия, Часть I, стр.210213

14. Дауренбеков К.К., Лопатин А.С., Ретинская И.В., Шотиди К.Х. Технология разработки адаптивной обучающей системы по

Термодинамике // Научно-практическая конференция РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, Москва, 2007;

15. Дауренбеков К.К., Калинина Э.В., Ретинская И.В. Алгоритм построения нечетких оценок в адаптивных обучающих программах // Труды XXI Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях ММТТ021» », Том 9, Секция 10, с. 180-182, Саратов, 2008

16. Дауренбеков К.К., Калинина Э.В., Ретинская И.В. О способах использования функций принадлежности для внесения адаптивности в компьютерные обучающие программы. //Международный симпозиум «Новые информационные технологии и менеджмент качества» (NIT&MO), Часть I. Информационные технологии и телекоммуникации в образовании и науке, Турция, 2008, С. 101-103

17. Дауренбеков К.К. О внешней и внутренней адаптивности компьютерных обучающих программ //Международный симпозиум «Новые информационные технологии и менеджмент качества» (NIT&MO), Часть I. Информационные технологии и телекоммуникации в образовании и науке, Турция, 2008, С. 132-134

18. Дауренбеков К.К., Ретинская И.В., Шотиди К.Х. Виртуальные лабораторные работы по курсу "Термодинамика"/ Подгот. по свидетельству об отраслевой регистрации разработки №10508 от 25.04.2008. ВНТИЦ №50200800888 от 29.04.2008 (аннотация в журнале "Компьютерные учебные программы и инновации", 2008. №7.С.98)

19. Дауренбеков К.К., Ретинская И.В., Шотиди К.Х Адаптивная обучающая программа "TERMO-08"/. Подгот. по свидетельству об отраслевой регистрации разработки №10509 от 25.04.2008. ВНТИЦ №50200800887 от 29.04.2008 (аннотация в журнале "Компьютерные учебные программы и инновации", 2008. №7.С.98-99)

20. Дауренбеков К.К., Ретинская И.В., Шотиди К.Х. Тестирующий комплекс по курсу "Термодинамика"/ Подгот. по свидетельству об отраслевой регистрации разработки №10510 от 25.04.2008. ВНТИЦ №50200800886 от 29.04.2008 (аннотация в журнале "Компьютерные учебные программы и инновации", 2008. №7.С.99-100)

1. Skinner B.F. The science of leaning and art of teaching.// Harward Education Review, Spring, 24, 1954,-p.86-97

2. Карпова И.П. Исследование и разработка подсистемы контроля знаний в распределенных автоматизированных обучающих системах// дисс. на соискание ученой степени к.т.н., Москва, 2002.

3. Талызина Н.Ф. Теоретические проблемы программированного обучения. -М.: Прогресс, 1970. с.255-265

4. Краснова Г.А., Соловов А.В., Беляев М.И. Технологии создания электронных обучающих средств. М.: МГИУ, 2002,- с.7-12

5. А.О.Кривошеев. Разработка и использование компьютерных обучающих программ.// Российский НИИ информ.систем. Информационные технологии 2/1996, ПМеждународный конгресс ЮНЕСКО ОБРАЗОВАНИЕ и ИНФОРМАТИКА.стр.14-18.

6. Черткова Е.А. Разработка компьютерных обучающих систем// Е.А.Черткова. Саратов: Саратовский гос.техн.ун-т, 2005, с.7-12

7. Skinner B.F. The technology of teaching. N.Y., 1968

8. Латышев В.Jl. Интеллектуальные обучающие системы: теория и технология создания и применения. М.: Образование и Информатика, 2003, с.20-27

9. Архангельский С.И. Учебный процесс в высшей школе, его закономерные основы и методы. -М.:Высшая школа, 1980, 368с.

10. Ю.Талызина Н.Ф.Управление процессом усвоение знании. -М.:Изд-во МГУ, 197511 .Раев А.И. Психологические вопросы программированного обучения.-Л.: ЛГПИ им.Герцена, 1971

11. Галлеев И.Х. Модели и методы построения автоматизированных обучающих систем (обзор) // Информатика. Научно-технический сборник. Серия Кадровое обеспечение. Выпуск 1. -М.:ВМНУЦ ВТИ, 1990. С.64-72.

12. З.Пугачев А.А. Моделирование и разработка адаптивных электронных учебных курсов. 05.13.18. дисс.к.т.н., Иркутск, 2004

13. М.Чепегин В.И. Компьютерные технологии обучения проблемы классификации. // Educational Technology & Society 3(4) 2000 ISSN 1436-4522 p.180-182

14. Разработка и применение экспертно-обучающих систем: Сб.науч.трудов. -М.: НИИВШ, 1989. 154с.

15. Растригин Л.А., Эренштейн М.Х. Адаптивное обучение с моделью обучаемого Рига: Зинатне, 1986.-160с.

16. Доррер А.Г. Моделирование и разработка интерактивных обучающих систем с адаптацией. Дис.к.т.н., 05.13.01., Красноярск, 2005

17. Башмаков А.И., Башмаков И.А. Разработка компьютерных учебников и обучающих систем. М.: Информационно-издательский дом «Филинь», 2003. - с.28-31 -616с.

18. Мозговой В. Д., Сухинина М.А. Исследование управления познавательной активностью студентов в автоматизированных обучающих системах // Исследование и применение АОС в учебном процессе: Сб.науч.трудов М.:НИИВШ, 1985

19. Грибкова В.А., Зайцева Л.В., Новицкий Л.П. Управление адаптивным диалогом в автоматизированных обучающих системах. Методические указания. Рига, РПИ, 1988. -52с.

20. Кар лащу к В.И. Обучающие программы. М.: Солон-Р, 2001,-528с.

21. В.Г.Домрачев, И.В.Ретинская. О классификации компьютерных образовательных информационных технологий.// Информационные технологии. №2, 1996, М., Изд-во «Машиностроение», с. 10-13.

22. Сухов В.Г. Методы поддержки принятия решений при оптимальном выборе компьютерных средств учебного назначения. 05.13.Н.дис.к.т.н., Москва, 1996г

23. Соловов А.В. Проектирование компьютерных систем учебного назначения. Самара, Самарский аэрокосмический университет, 1995г

24. Ретинская И.В., Шугрина М.В. Характеристики качества инструментальных систем для создания компьютерных учебных программ. //М.: Информатика и образование, №5, 1994, с.69-77

25. Софиев А.Э., Черткова Е.А. Компьютерные обучающие системы. М.: ДеЛи принт, 2006 -296с.

26. Булгаков М.В., Якивчук Е.Е. Инструментальные системы для разработки обучающих программ. В кн. Компьютерные технологии в высшем образовании. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1994 - с. 153 -162.

27. Брусиловский П. Технологии и методы адаптивной гипермедиа, 1996.

28. Левинская М.А. Продукционная модель интерактивности компоненты обучающей системы.// «Математика. Компьютер. Образование».

29. Сб.трудов X Международной конференции под общей редакцией Г.Ю.Ризниченко. — Ижевск: Научно-издательский центр «Регулярная и хаотическая динамика», 2003.Том 1, стр.81-92

30. Дубровский В.Н. Учебник пользователя комплекса «1С:Репетитор. Математика». АОЗТ «1С», 2002

31. Станченко С.В., Зайцев В.Е., Левинская М.А. и другие. Математика абитуриенту. Учебное пособие. М.: Интерактивная Линия, Новый диск, 2001. (+CDROM)

32. Рыжкова М.Н. Адаптивные системы обучения с использованием информационных технологий.

33. Соловов А.В. Электронное обучение: проблематика, дидактика, технология. Самара: "Новая техника", 2006.464 с.

34. Доррер Г.А., Рудакова Г.М. Технология моделирования и разработки учебных электронных изданий Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения Российской академии наук, 2006. - 283 с.

35. Доррер, Г.А. Вероятностная модель процесса интерактивного обучения. Текст. / Г.А. Доррер, Г.М. Рудакова, И.М. Горбаченко // Открытое образование.- 2001. №2.

36. Доррер, Г.А. Методы моделирования дискретных систем Текст.: учебное пособие / Г.А. Доррер. Красноярск: СибГТУ, 2004. - 202 с.

37. Черткова Е.А., Ретинская И.В., Дауренбеков К.К. Разработка спецификации требований к компьютерным обучающим системам // «Качество. Инновации. Образование», Москва, 2008, №1, С.52-57

38. Черткова Е.А., Дауренбеков К.К., Карпов B.C., Ретинская И.В. Разработка информационных модулей компьютерных обучающих систем средствами динамической визуализации. // «Качество. Инновации. Образование», Москва, 2008, №6, С.63-66

39. Дауренбеков К.К. Дистанционное обучение в Казахстане // ТруДы XIII Всероссийской научно-методической конференции «Телематика-2006».Спб,2006, Том I, С. 168-169

40. Дауренбеков К.К., Ретинская И.В., Шотиди К.Х. Адаптивная обучающая система по термодинамике// Труды XIV Всероссийской научно-методической конференции «Телематика-2007».Спб, 2007, Том I, С.168-169

41. Термодинамика»//Материалы XVIII Международной конференции

42. Применение новых технологий в образовании». г.Троицк, 2007г. С.213-215

43. Дауренбеков К.К. Об автоматическом получении рейтинговых оценок с помощью тестовых заданий в адаптивной обучающей программе //Материалы ХТХ Международной конференции «Применение новых технологий в образовании». г.Троицк, 2008г. С.320-321

44. Дауренбеков К.К., Лопатин А.С., Ретинская И.В., Шотиди К.Х. Технология разработки адаптивной обучающей системы по Термодинамике // Научно-практическая конференция РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, Москва, 2007;

45. Дауренбеков К.К., Калинина Э.В., Ретинская И.В. О способах использования функций принадлежности для внесения адаптивности в компьютерные обучающие программы. //Международный симпозиум «Новые информационные технологии и менеджмент качества»

46. NIT&MO), Часть I. Информационные технологии и телекоммуникации в образовании и науке, Турция, 2008, С. 101-103

47. Якобсон А., Буч Г., Рамбо Дж. Унифицированный процесс разработки программного обеспечения. Пер. с англ. СПб,: Питер, 2002. - 496 с.

48. Р.И.Кудияров, Ж.М.Майгелдиева и другие. Положение об организации учебного процесса по кредитной системе обучения в Кызылординском государственном университете им.Коркыт Ата. Кызылорда 2006, стр.4-7

49. Полещук О.М., Комаров Е.Г. Методы и модели обработки

50. Открытое образование: стандартизация описания информационных ресурсов/ Горбунова Е.И., Лобачев С.Л., Малых А.А., Манцивода А.В., Поляков А.А., Солдаткин В.И; Отв.ред.Лобачев С.Л., и Манцивода А.В. М.: РИЦ "Альфа" МГОПУ им. М.А.Шолохова, 2003.-215с.

51. Кулешов В. О дистанционном обучении студентов специальности. «Радиотехника» в МЭИ. // Радиотехнические тетради, 1994, №6-с. 6566

52. Орехов В. Д. Дистанционная технология переподготовки руководителей для работы в рыночных условиях // Машиностроитель, 1995, №4-5

53. Калинина Э.В., Лапига А.Г., Поляков В.В. Оптимизация качества. Сложные продукты и процессы. М.: Химия, 1989, 256с.78.http://ru.wikipedia.org (Свободная энциклопедия)

54. Васильев В.Н., Лисицына Л.С. Интернет-технологии образованию. -Спб.: Питер, 2003, 464с.

55. Хортон У., Хортон К. Электронное обучение: инструменты и технологии/ Пер.с.англ. М.:КУДИЦ-ОБРАЗ, 2005. 640с.

56. Шотиди К.Х., Шпотаковский М.М. Исследование процесса истечения из суживающегося сопла. Методические указания к лабораторной работе по курсу «Теплотехника» (часть I Термодинамика). Москва, 2003.

57. Поршаков Б.П., Калинин А.Ф., Шотиди К.Х. Теоретические основы теплотехники. М., 2005

58. Дауренбеков К.К., Ретинская И.В., Шотиди К.Х. Разработка виртуальных лабораторных работ по курсу "Термодинамика" // "Вестник КазНУ им. Аль-Фараби, Серия математика, механика, информатика", Алматы, 2008, №3(58) С.481-486