автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.13, диссертация на тему:Исследование и разработка программного обеспечения для анализа ответов и построения моделей сценариев диалога в автоматизированных учебных курсах

МОСКОВСКИЙ ордена .'ШПИНі « ор.п'нн -'К';Г. г;'-'",.'' ,'

з^И’Жчйскі:,. иіі;:':;іту:

На пр:іяіх ?у icons*.и,:

ШІ О ПАИ

У ДК Уі'іі. Г: Ь ВІ. З .06.001.5 (0«)

ИССЛВДОММ’Е И РАЗРАБОТКА ПГ\Л‘РАМ^Ч-'Г'О ОБЕСПЕЧЕНИИ т АЧАЛЙЭЛ <яв\гов .\ построит!!! МОДКЛЕІІ CuBHA/’iiRB Д.ІААіГА Й

ШтТІМРОіиЯІШ УЧЙРІІУХ КУРСАХ

(Специальности: U5,13.15 ~ Вычислительный иоиипи, комплексы, састочм и соти 05.ІЗ.II - Программное обеспеченно ЭВМ,

КОМПЛЙКСОВ, ЄНОТОМ И CtiTfeH)

Автореферат

диссертации нч соискание ученой отчлени кчнлидпта тйхничйских на,у к

Москва - 1990

Л'Чт !.;■ Г.Г.Л!\,.ПД!!0': \Г1те."аГ|ТК>: Мссковс-

; •; С; г г,;0р?':;;гЛ, гагюлвдм энгфгетичос-

р-Л|.: гак.г.:дй? 7‘,7.и-’ч<.сллу. надк, д:и;снт ^'.Л/'ГЛН С,С.

!ип;т^: локтей "еу;Кчоских наук, провес о с р л ОI И Н Л. П.

каьлкдат тс:<п;;"сл:кхх наук, й;;л::П‘! а. и.

3/.ч г'ггчи.мз:.;;,;::-:: НИИ проблем зыошй школы

• -1! Г.Г';С:-р7.чии,! ООС'ПГ. ГПч к/(р 11 йЦПЬб^Х 1990 г.

■ —Х-ЗЦ К _Ли чьг., г с «ян. на заедания Сгшциа-

’ -"г а сто К 1)33.16.03 й!оско»'.;кого ордена Ленива и :>л ■-к?-;С-Г1-,СК.;'Г: Т'е'зол№и: :)нерге?»г1вокого института.

'гг: о саооте в двух ^хаскпллрах, заверенный печатью,

я^ппвзля;» но адрссу: 105855 ГСП, Москва К—250, Красно-йч.-'фи-ыпя ул., 1'(, Учений Солет 53И.

С дисгортпаис'^ КС04Н0 0ЭН8К0К«Т1>СЯ э библиотеке К2П.

Л в т с р с; о р а т разослан

Уч.секретарь С П; У л Г. Й И Я О В Р. н к о г о С о в п т а к,т.п., доцент

/ А.*. БСЛКОВ

л : ОЇ-іЦЛіі XAf,AKi'Kf,;!("ii!;(A 1 'Лі t

і

О*лол Лну’/алніоі.-’гі» п'.ни. ІкчірориінГч ji;:;і‘_.”і.*.и-, ?уг .......................• •

-г"\]^ЗДіЯ*1:Й>.,ТЮ « jr--iчїїч ■ ■. ■ ■ .

той, Сн'отрні! рої'т оГії.'-ма и !іУ'! н л-Т! •-•/. 11 и ч: і-■ • •

поиска ІІОНЬГХ nys'0'л ;іі|ГЄ«С1!і’-«К:іЦ!ПІ її '„lUMjI.-tHK.rv:! ..<• . • : ’ч-

Об.уЧОНИП. ВниДрО'ШО Ч уЧСО і1р.>І(і..їі; YO>' :;”Чт !'!•" .

шшюїсн хап:іитиг,'і'.і’\ чсрічії! о.июс'иин^;: о.їсг''!". - ' / і. этом ириходитси :іьог.Л'!Л«Г).Ч’і'ь iipnr.tenp'-- ъ«> '<,:<д,ї ■ гг-.

пообходимоП nn(!vpMoim;i і; агргъиИ'.-мми’-.:! \\',л •"■‘рг-: у

ях масоовоуги образовании.

1)Д11ИМ И;і ііуічій ИОВЫШЧ1М •,»Ї-;ЛК'Г«Й.;0'!Р»> ОГіуЧі-ім-я внедронип » уЧООтЛІ nprjiUi'VC *Ш: .V. 0.\\

(ЛОС) на оіа.чс сопрчмошшх Й:Й. А\У' a;v. яаы' одаот;.::;'-' 'і'-':

СП обучоннп К характеристикам C'd.ViЧО*<>J<, ног о^ ;Ір/і■ ,'J ■’

лей от трудовиках и ругтшчх оп^раці:Г, :к> пг^с;.-.н и контролю .піпниГІ, .•naofitfcTB.yisiT наичпи^чим nowj«j',r'< О'У — тодичсского омита. ' 1 .. ' --

Диализ современного состояний АШ поіюзиьазт» что осис8»*»*, трудности на пути широкого и>: нкодротігі я учений?. про^цо чл:=,т-я и, во-лервчх, оо пвнчитолыый трудо'\чкоі:'гьгг разрм'.чтки курсов уі, во-ьтормх, ИвДОСТЯТОЧІЮ ПНСГіКИ» УРОЬІІПІ! ІУіІТОГ,:;. Й'ГУ''.: ПОСТИ прогроммимх СрОДОГЯ ADO. 1 Протону !і Н,'ІСТОТ,СОЄ :ір"‘.:і ПОлуї' широкое раявнтио ктелодонгшня в нлпрчилниііи ^BTOrtaw^ai-ui! иия курсов и сов'ч'ж-міс-гва'впчкн М)0 на окном л”;і г. :;-:Ч'од>!У д.-стпошюго инголлокта. Розвито: ДОС долини о(ілл;'.гс:ч, з,!з>.ч:ч»::: о дяетних облистах учобшяс курсор, нозяолягійиин |Пкаг!Л”.б'1Т1 ии цим, припинать peattwn, моделировать ^нт^дмюоті. сбучД'.-.'ог'і, водить з^іоктимшії йналип сообщений. Такип «ібрааои, копрама.-чи иоследоБпня!!, ооионтіїро.ичіиікіл на рошоніїіі п(!рс;чиол'.*нн!!х задач, ляотся актуальным кок я научном, так и нряктичі-оіспм пляно. В ч ■ности, прсдотачлнот интсрвс задача разработки програмного ой о псчония для аналипа отппто» пбучооммх, п гаі«о гі.Локтеиїтй .'•от д и кет ре-члипациіі ооптвегстиуїтцах алгорптки», програми; и .мол.'.’1'.'.", знаки».

Паль оаботц. Целью диссертации яв.г.іртои иосл^доышя* и ра рвйотк.4 оі^дотя программного обеспечения для анал!г<п огн'-тоз її

поотроовті ЧОДОЛОР ОЦС нори он ДІІПЛПГП, ЧаіІГЛЯЛННІІОХ' НЯ !ІП1ііг;';оі:.1 пі!;іаичіпнпотп уч':Сиі:х курсов м РОКрРі'чнп** трудо»‘.'чіц-Тіі ях Iv'ap

KV

(іро-

бет!•••••■. С-«гр-ттеккн роботы сводятся к реаению следующие

о:;;!'.-’.

- г.чХть;.:- л речкикй обучаемого в процессе решения

с Спета на осиоъс моделей знаний;

- -.'гс-.с гк^косту. «говкодействия обучаемого с АОС по

ср = ы'-■■..•:■ ■: средствами;

- с":.-!пVиход*:кя и технологии разработки учеб-

31;:.. г и-;л;о со’фзиеккя се трудссккости.

■■.е . ^'.г,гъ туозул; тг.тоь’. Обоснованность научных положений. :: и:.<:-.\--.илыц!?., Суоркуякров&иних в диссертации, подтвер-;:;.зй5;гш!мк методов представления знаний, аппарата гр;-у;о,гед.тьг/. моделей и результатами практического исполь-

о-">.ан/.н ггг<р;.рэ:с-.нн;;л ютодхх, алгоритмов я програкииых средств.

::>>уу:у:г заключается з следующей:

- и-.’й;.г.с;>;и подход к построении коиплекса средств анализа с.гдмт-г.г. ооу;^-^сго (Подсистема анализа ответов - ПАО), основан-г.и’,: на Сор:л:ро1чШ!ы и использонашц; иодедей знаний; разработаны структура к принципы работ ПАО;,

- предгозен котод представления процесса реосния задач осучз&шж ка основе схемы, включавагй в себя совокупность моделей ,-,пгоь (подпроцессов) и объектов предметной области;

- разработан метод построения моделей сценария диалога «а основа с,пр;'ал1люг0 аппарата сотей переходов к способ их интер-прзта№; з АОС; построен набор типовых базовых функций для описания операция над моделями ответов.

П рак? ;:чо о кап ценя ость полученных результатов определяется .едусд/м:

. - разработана техника описания сценариев диалога с примене-

нием блок-схеи и диаграмм; обоснована возможность ее практического использования при проектировании учебных курсов;

- разработаны таблицы соответствия для базовых функций, опре-делмзио способ их кодирования, а такие кзтодика проектирования учебных курсов, ориентированных па использование средств ПАО;

- на основе предложенных в диссертации методов реализованы автоматизированные учебные курсы "Язык управления заданиями ОС ЕС","Подсистема диалоговой обработки СйМ ЕС", "Работа в среде

И 5 -1)05 используемые в учебном процессе а МЭИ.

Апробация рсЗотк'. Гезультити рйсогіі їл и:5, * O'

лись на каучиих сканерах ка'Р:лры !!ряклгі;;с:,.'- * іп " РГ МЭИ, на НауЧКО-ТйХНИЧсіСКоН ксчір'-регіц^і: "Vy ЗХі: Г :>!•: З'.ЇО,!'. j

венмого интеллекта з АСС” (Сврчкм, Ю і:'!), на на.учн',-: конференции "Пйрспектіін;ил) тв/нольими .’ipi'.v.-vjhi:?. л,-•'.лет; .ч-

тельноЙ техники" (МГї’Л, ЮНН), на Зеесішгою;: ivij чно—1*г-ч-конференции "Комплексная кемпмтркдецкп учебного пронесся ^ шей школе" (Ленинград, 1989).

Публикации. Основные яоло.»еті« „".iwccHmrwwine рч-от;* сі;••?•* жени з 2 отчетах по ІШР и 3 iwwtbhx росог<эх.

Структура и объем работм. Дксслртплио'чш рч*»>гп '■(ч-таг',.- "і введения, Четырех глчв, ЯЧКЯтгіМЧ, '■-•'lit О КЗ -- л • ’ ■-'Чs.'' ,,

ратурц (всего 70 наименовали;!) и яцилп.»й»гоч - а’:гг, о зя:;д^<••!!!•.і: результатов работы. Диссертация изл.ччгеив на їґ><; страница.1:

V

нописиого текста и включает 3’f иллюстрации.

СОД&РИНИЕ ГАШ'Ш

Во введении ОбООИОВШШОГОЯ аКТ.уалМІИСТІ. ТОМЫ ,ПЙ'!0»РТ»Ц|Ц'Ч-иой работы, формулируются ее цели, достигнутое нчучино к практические результаты.

3 первой главо приводится анализ современного состочнт, проблем и тенденций развития ДОС, моделей представлении ?;>п'И',її ' в обучающих системах, методик разработки учебных курсив; из основе -результатов анализа сформулирована подача исследования.

Обзор-Современных АОС, получиппих широкое распространение в СССР и за рубежом /'СПОК, ПА'ПКО, ЭКСТКРН, PLATO-*, ДОС ПУЗ и др.), их средств и возможностей позволяет сделать зчвод о значительной трудоемкости разработки автоматизировать учебних курсов САУК), а также о наличии жестких ограничений на Аоому и содержание ответов обучаемых.

Решение указанных проблем связпезстсяв настоящее время с использованием методов и результатов исследования в области искусственного интеллекта. Их применение в АОС позволит ускорять разработку моделей деятельности обучаемого и, в частности, создать более развитие методу и прогремим анализа сообщений. Создание средств непроцедурного дидактического программирования даст возможность освободить пользователя от необходимости подробного описания алгоритма рош^мых задач. 1'редстцч на процедур-

'V'T'i ч, Ч'ЧЧ' л ‘у.'с я.т:зv”Я:трг>-іп .'т- один ир Н'іиґіолое ’ ''-і-.:-' г-;• .\:,г ~ ччдгптобі-'.у іі юсу, в n:j,M .учо'і-

■: . ч :>-"т лччітуп к ДОС sr,v;нодпдіпто-

.,р... чл ’ і-Д'•<!'';:;--пско-отв«тиой от.<'-тс.;ы. Ин-

т г;-,!;.'.-.-,■; norчлчгг’.чч тк її;1 >вк.-:-’, іч.ччлт

• •іГіі'і’,' - іч'чч ччлгч,! і; дичтчччл’;ичосчшуи. і гг f ■ н к ЧЧЧЛрЧГ-Ч'і; ПрСЧЧЧГПЧІД ОСЛПЩ і' ЛИЯ-'-г:;*.і лч-'чч' спч-ппонгс! к грнч;,'чті!Ке, эн.ч-'v;‘.jr., ;:рп пилом iitii.TpnvH’.r- і:о«*шти-; чд.ч' і

о..у. \ч П. ччадо'ламрндл змий: яч:ч'лнят ччгчрдурнмч і: г:::е:ш9.;;ьн!:;\ В док^арзтиз-ліччіоч^-тои ггчУочч^ представлении прчстрчне-тіьч сос, ;чг;,уі ; лі.оду .rпінідутчлллчіч; <<тно»епйЙ

vv:r'i: і;Удччтл пГі"pvстйо:.: дччж исчисления

■ ,г„ чл/ :ур’..члдгл;; олиєлчіік на >кчічл!,гон:гн;:;і

'>.,ччї ;їгг;л,оті;і,ия ліпшЧі, кзк прпдгчлгчіічх, "чи; и ,:ч;’.;; t иг:; !.:пгіР'-чіотоллоіччі оиімиї! от-

і?:;,'^-н:;о;і олгччлк, одгчрри и^чотк;*>: mi«w;ctb, чдл л ч'учччллч л^ргліг»: ргчлчрмстр^нелг.ч,: в вшіро^ііс-птР'їткік ччл елчлччгчч'лслч { гпнчсптучідьнкч) os?;: ;і очтп іреЛпо». П п:/,.it ДОС, ;г;пг лк'Чюпгх ^чгоііін: и !/г>єіімпи:!0 ь:пдол;і , і'-,;:';с оіч'^'літ: ллетпуч ИСікЛ Ah , .'ОППЕ , ВІР .

7; . г« ■■ ‘IN , лчіГіДЛ/^, ..;Ч;'ТКД!> и др. і'сплулгнл ;шс гіро^лс-

і'і а:чг'і чичдіілл пчгстпв пбутоі/іж позполч"^ сдс.ппть л о дччгчч;ді;\по7л И'чч'ч'ччюлчшчч упанкй о піч: дме тккх осілій-■J'-. длч >ч лсчлчпчі.

чч*!ч:ч ііл.'їГчігілоіі'іММ pan ригк'ї ДС/і нпдччтс;; ловсріччцпч-ччіу-с"':< д.ч.догчвогч лчаіччдчрччіии; с йолі чоччтчл і :.';;, сис-г Kai'7'ч! ; r-f; дрччл рр нових 7|5ПС:> ДОСІ - ичтор-

члслсч, гоїі'-рлручлч'л чуоччч, ад'ипчичіч): д:пл;!Го;н,:>; дчодос— г, ч чнллЧ' слічч’чтчч/ :;;члкоп ппі;чпн;чі счмічрпчр.

Чллчччччч;'; мсїсд;;::;; ; ;>прямоти:;: ДУл одноьчмічтия, іти; :;;Ч!~ j. і;;. ;;яїїГіЛ!.гоззі!;;;ї г,f гсла.мнт!(йг-гфоеіші!) грчпгп; з кач^стнг.

Т’г; 'ч;:суоіі7Ч учсбіі'ч') і:урла; сі; пг.пгрпчча і і рл с г я г= .‘>і: ■ т с*о-і4і':лчді’ріі'!"'ль;;0':7і. ГіЛЧіїчдаро); ч:ч.:ка ОІИСЧШ'Ч чурс^:' (:І0К). г:?'-)-: итр.укт.’/р.'і пчдгініЧ; [:р';доїьі!дя,"тс:і осіччно ь пич^ пчгчр-і'рч';/»!, ч< р::имч кучсупл Г'ООЧїі'ЧЧОТиЧііті' чодчиічиї, ч рчб-

ра - отношениям предшествования. Как яочздшя'гт о>:ч." \ і -л,.,-'.-етей организации диалога В АОО, «оры.'нг.пи и .',5 ^ -» г:

планирование процесса поучения и его п-ри;?Г!:!.,:ч п х^ллт^с/ обучаемого.

Широко распрострннпшиїй и АОС метол кнч’пг.гл .-'-••■.-■т;••••■•.. сматриваотся на примере системи АОО ЬУЗ; а -.'.го г.о<!ле.• ■. поставленио ответов с зчрапее пр^чдус.моі'р'-ин>д-ствои специальных операторов танка »он, Іі'жигш», тс.-; •

пан технология разработки А У ГС я, в частности, :ч!ат;::'а се- : •: требует значительной прсгр'»»/исто*соЛ Р'іі7’Ті.! і' ' ■■ т ■

ные ограничения на способ »ззп»єа<\і<:т'л*и ооуп‘’чО?о о ,\ч;). вне этой проблеми леккт на пути сонным ин*п"»¥‘и*,гал» г».х г-:.

на основе знаний о предметно',! області!.

‘ На основании анализа современного состонниг. дГ*;, -рГ'-.о..•„ тенденций их развитие, йхтакже н^тг.дики раораір-тч-ц ванних учебних курсов сфовмулкроваиа задачо дкг.сертчпи!*: и.•'!’?«.-дование и разработка компонент программного обепяечеянн для оип-липа ответов и построения моделей сценариев диалоге с пч-т,»1 повышения офйекттиоетв АУК и сокращения трудоемкости ах г-'1 ~г— ки. Основные направления рвОотм сводятся к регент оюл.уо:-.!!': -

дач исследования;

а) анализ дейстний и реакций обучаемого в ппацесоо решение им задач предметной области на основе моделей знаний.

Традиционные обучамцив курсы обеспечивают, как нраяипо, процесс усвоения отдельных, частими понятий предметної* области и успешно решают задачу закрепления наыжор, ноторілні в дальнейшем сможет воспользоваться обучаемый. В то же время выполнения им задач в реальних условиях деятельности требует умения причепить ранее приобретенные знания и ионики в комплекса, с учетом их взаимосвязи и взаимозависимости. Лля этого необходима более развитая структура ЛУК, ориентированная как на дедуктивный, так и на индуктивный метод обучения (от частного к. общему, от элементарных знаний к комплексной процедуре ротения).

В ходе регаенин задачи система должна анализировать смысл действий обучаемого на каждом шаге процесса, после чего контролировать правильность их выполнения. Для ртого следует использовать модели ответов и разработать необходим!! аппарат для их применения при анализе.

я

■'Л ;То;-л:.кл!ио гибкости зга»клодоЦотввд обучаемого о АОС по с т;!^д;':а'ониум;\ ср«дотва:дя.

но свьт:. ряд иєстхік огранкчешій ка фориу общения, :/егодаи сопоставления о эталонами. Следует првдо-зт^/.т:- г.сгческоку нозгикнссгь кеясльзовать произвольные данные (хчскг!, качения признаков), сскракенип, принцип умилччния, силе ник л, сснозывансь на знаниях системи о продмете диалога.

Сг.зорценствэвакаа котодккв и технологии разработки АУК с цол*.» сокращения ее трудоевкос*».

Г/й,тк:;кочйко методы построения учебных курсов требуют значительных усили>. разработчиков, в особейиости, авторов-непро-г?й!."'асто'9, Ставитея задача разработки удобных моделзй сценари-оь диалога на Сапе универсального аппарата, что должно упрос-т;;т:. процесс кодирования ЛУК.

, Зо ато г. о?, г да во рассиатрзааится структура и принципы рабо-га Ї1А0, структура учебных курс оті, ориентированных на ее использование, і: моделей ответов, а также метод представления процесса реченлй задач с применением моделей шагов (подпроцессов) и объектов предметной области; проводится анализ типовых методик описания сценариев диалога в АОС; описывается техника представления сценариев на основе блок-схем и диаграмм и обосновывается необ-ходнмоетг ее совервенствования с целью сокращения трудоемкости разработка курсов.

Основные направления разработки ПАО определяются сформули-ропашиши вниз задачами. ■

Принцип работы ПАО состоит в следующей. Процесс решения задачи, который выполняется обучаемым, представляет собой последовательность тагов Г элементарных подпроцессов). Обработка каждого из йогов предусматривает два этапа;

а) Формирование модели ответа в процессе беседы с обучаемый;

С) анализ ответа с использованием построенной модели (рис. I). .

Модель ответа представляет собой фрейм-структуру, отображающую знания системы об ожидаемом ответе обучаемого на рассматриваемом иоге. Формирование модели (заполнение полей-слотов) проводится с использованием содержательного диалога в режиме "вопрос - ответ"; кодирование значений слотов при необходимости выполняется подсистемой. При этом вопросы, задаваемые обучаемому

в процессе беседы, выбираются динамически ио рзог.абстаннсчу с!у;-и&рии на основе анализа получаемых сютєїо» и о уи*то« тл" рии его действий.

Программа анализа проводит соносткьяешзд отат (іиі.і:'/дч; огввта, соответствующего рассматриваемому юту процесса регшчгО

00 .значениями слотов построенной ранее модели. Оча оце ни учет качество ответа, предусматривал в случай неудачи возврат нам/;, предоставление необходимой помощи в виде подсказок, рекг.иендмаий

И Т.П.

Таким образом, АУК приобретает теперь оледуюцую стручтуру:

1 часть - традиционный курс (обучение частным понятим* лредмоі-

■ ной области, контроль усвоения знавці*.);

П часть - курс о использованием ПАО (решение задач данной прод-иетной области, контроль качества обучения).

Работа ПАО иллпстридуется на примере ПК "Язик ущлвл^ікл заданиями ОС ЕС", разработанного в МЭИ. Процесс решения задачі: заключается здесь в составлении обучаемым задания для операционной системи в виде последовательности управляющих операторов. На рис. 2 приведен пример модели ответа. Формируемой в результате беседы с обучаемш на птаге, определяющем характеристику его задания.

В общем случае процесс решения задачи может бить

представлен в виде

о = < я., м >

где |?= < > - маршрут процесса, или упорядоченная

последовательность шагов (подпроцессов); Ні - модель шага:

Я(, | Ы^и), " ’ > ^

где Ъц<. обозначают слоты Фрейна, V;*: - их значения;

М = < Иі Мг., Ип> ~ совокі'пнос'гь информационных моделей объектов предметной области, используемых при реализации шагов процесса решения. Примерами объектов являются, в частности, программа, файл, процедура и т.д. Аналогично, М; ~ модель объекта:

М; ‘ і (, ті»,- V;1") } #

Fiic. І. Структура ПАО

Рио. 2. Jlr.nren '•'с,г,"ля от;ста

На рис. 3 приведен пример схемы процесса уюиоиия з-.дччи для улоиняавтогося ранее АУК, нклй’-'зюиуй четыре вара: характ«рчот«~ ки задания, пункта залонрл, определение; (Тяйлов ?лп исходной программы и исходных данных, Пунктиром раде:>'л,з недель объеитл (процедура), значения слотов которой попользуются я нодоля.х роз-личных иагов (взаиноояяэд обозначены стрелками).

Разработка модели процесса роотиия зодач тесно связала с исследованием свойстн и особенностей рассматриваемой предметно!! области. Показано, что п качество модели предметной области ><ох-но использовать сегдантичоску» сеть, зерашш которой соответствует понятиям или значениям свойств понятий, а дуги - отнеданинм "иметь свойство", "иметь значение" или конкретным, специфическим отношениям межи обгектами. Исходя из постановки задачи и ссипч-тической сети, нетрудно построить сетовуп модель задача к план ее решения, на основе которого разрабатывается детальный снопа-рий диалога.

Лля реализации ПАО необходимо выделить набор баоочлх Функций {операторов), обесвечиваюяих типовые действия над иодоляин. Определение их состава-и техника программной реализации язлпотся ключевыми проблемами разработки ЛУК.

Квк показывает анализ типовых методик описания сценариев на основе граф-схем, заложенные л них средства оказываются недостаточными при использовании ПАО, поскольку в сценарии должны быть теперь отражены лее действия системы по работе с моделями, разнообразные реакции обучаемого, отслеживании его состояния. Одним из возможных решений является введение дополнительного уровня описания сценария на основе блок-схем (по аналогии с традиционным программированием)' В целях их упрочения, болмзеИ компактности и наглядности предложен модифицированный вариант нотации, называемый далее диаграммой АУК. Обоснована возможность практического использования техники диаграмм при проектировании учебных курсов, а тагае необходимость ее развития и соворпенствования.

3 третьей главе излагается метод построения иоде;»5!'! сценариев диалога в АОС на основе сетей переходов и способ ее интерпретации л среде АОС, Рассматривается набор оленентарних базовых функций, описывающих операции над моделями; приводятся таблицы соответствия, определяющие способ их кодирования. Предложены набор типозих базовых функций, построенных на основе анализа фрагментов учебного материала, таблицы соответствия для них, обос-

о

>>

t>»

<

: тла целесообразность их применения при реализации учебных кур-:;)в по предложенной методике.

Реализация возможностей, лрвдостаг.лп'іша ПАО, ведет к уело*.-

і.р,нию структуры учебных курсов и их программирования. Для ровения :ітоП проблемы необходим формальный аппарат, позволяющий описать •сценарий диалога с .указанием осах необходимых действий по построению моделей ответов и ях использованию при анализе. .4 качество такого аппарата предлагается использовать сети переходов, аироко применяемые в настоящее время в различных системах обработки информации благодаря их универсальности и лорохкшочей мощности.

В применении к АОС сеть переходов может бить использована я качестве модели сценариев диалога, интерпретируемой следующим образом: вершины сети соответствуют состояниям системы, а дуги -действиям, выполняемым в зависимости от заданных условий (например, запоминание ответа обучаемого в слоте фрейма модели, выбор дальнейшего пути сценария, анализ соответствия элемента ответа значении слота и т.д.).

В множестве состояний сети выделим три подмнояоства 3 »

[} , с . В состоянии їг € 3 система выполняет определенную базовую функции и переходит в следующее состояние. В состоянии С; і С выбирается одна кз альтернативних дуг в завися-кости от выполнения связанного с ней условия. Находясь в состоянии и« & и система ожидает реакции обучаемого. Примеры фрагментов сети, опиенващих элементарные таги диалога, показан» па рис. 4.

5 процессе разработки ряда учебных курсов на основе ПАО бил построен набор элементарных базовых функций (при необходимости он, естественно, может быть расширен с учетом предметной области АУК, его методики или структуры}; '

Т(х) - выдача текста сообщения; х - текст;

0.{х<4!) “ запрос ла ввод ответа обучаемым; £ - текст, ]{- - ответ обучаемого;

III?) - реакция обучаемого; . - отнят;

5 (У/ А) — запоминание ответа я слоте подали; у - ответ, Р - название слета;

” кодирование значения слота; значение константы у- заносятся з слот Р ;

§(ЪР) ~ выборка значения слота; Р - название

слота, '■}- - его значение;

Р1(^-) - вызов процедуры контроля ответа; - вве-

о)

st ц

•>--—......................o~

Запрос иа чах Реакция

о ГЬЕТЛ ОлЛ'.ЕТ)

Д£КС.Т»И£ 2.

Б)

__________Ui

JUiPOi й*\ бЕЧ». Реакция

О г 6 Е -ГА

5Г«»СТ АеЙСТ6И£2

6)

. -------о'-~

ЗАПРОС и*. ЪЪъХ ОТ ІІС.ТЯ

bL

о-

Si

Sj

Р«Жі1,ИН janoMUHAHWe ' ОТВЕТА u модели

Ряс,4» Ifyw.-niu пиостейлих ^оагкекто* сети иголходор для ГТАО

бел

тг;

Г,0!!іН:й fiTPCT, ИЧ/СК<} і CVWrCTKyeT OUCTPWflP при мо-

тором ос?г,сптплп<.!Т'!я лцяор;

S Е С 7 , X. /) - ВКД'Ч.П^ЯК'- '>.!'“Ч!!НТН СЛОЯНОГО ОТ^ОТ'1 ИГЛОПЫ" огря inri;r;'/ли; ;/ - тикст ч?рс-гп, X - лмплччннР

!. _ СИМЧОЛ—0rr;li,!**'I4T-'.'TF. ;

ЕР- - принято? ролекин я слуп^ оаккл.

Как noinr<'jiwr пгічт рч;ч игіот'’",! A.ViC, чім°ль riv !’':р!ін, и<,:,ол'.-

r.Vf-vin лить Г'ло'.'Г'МТп;1^1''? ручци;1, і;п ін.'ї<:•> кзли"!!'»' -м'’тгіл!<;чф<1-чаїг.кф., пзОиточиои ’.і 110,7 добі!’-;; для іК'епг:;;у»гісга it'jii't.r'-msп. І7о-ітому предлагаете! путом іСриппі’ичш; .члгчечторнь’Х. спораниЛ сіср-мироппть нпбор ()пт.<'п ";ср.упіі::х", солрсмгюьних Са:»>пчх РунгіціпЧ тпким осНтсч, чтобы очя однозначно сг’.этаетотвояпли ти потім:! фрагментам учебного матчр’/.ала АЇК:

- оорао'отка вопроса типа "да/нет”; х -■ тевит

вопроса;

А N. - обработка зопрооч типа "чокв"; Хг. - ільтер-нати ва;

С (Уі •*) ~ сработка о тв я та с контроле’/ по эталону;

А - текст запроса, f- - эталон;

<.Ї(<-!Ь Г;) - обряСоткії ртзєтп с контролом с исиользованкеи

процод.урн; X - текст запроса, у - ответ, /і -

процедура контроля ( еоответ от чу от состоянию сети);

OfH-'.P) “ ввод ответа с записью ото и но до ль; к - текст

запроси, р - и?янчнке слота;

I'(7 J* г') - 7Н„'ДЄ ЛОІІІГП її ПГНі'70 КЛ/С-ЧСВГ)го слова; ■' -- ответ, г - иокояпо елпз с, •? - символ -ограничите л*;

1-ІCl.i',/)- сопоставление элемента ответа со значением слота; ц - отпет, р - напвпние плота, J - сии-

нол-огранмчителъ;

Н (?•,;’) “ анализ эйгпсиия слота; / -- название слота,

?. - проверяемое значение;

- йормкрозаиии в .указанно:* слоте списковой струк-

т.урн, .удоОиоИ для пг.слодзподей обработки; ■/ - отпет,

р - чгізлвігле слота;

WCp! - вчо’ор оч‘фег.кого алскситч описка из слета йодоли її переход к его оорпйотко; р - нязялшіе слота.

Ні рис. ‘З ііривоглчі £рпг*пя? модели еценар/л ЛУК длл рэо-("птрс'ічої’о г'о’С'і подпроцесса, спродслаг’ч'.ч’о хорантор;г:т;ису задч-шм; до.'іотлил на д.усях cjtji укаг.анч пссродстяп.ч тк.югих сапезкх .V;:

ііетсдікк раэрйОоп.и А^'К, ориентированных на использовании средств ГіАС, включает, таким обризои, следующие &їшш:

а) процесс ре подия задачи разбивается ни шаги (подпроцессы); рбішабативаотсн модели шагов и об-ьетов предметной области курсе;

б) для каждого иг шагов разрабатывается -модель сценария

(сеть переходов), определявшая все этапы взаимодействия обучаеыог с АОС; ' „

в) выполняется кодирование АУК с поиощью таблиц соответствие "базовая функции - фрагмент програмнії".

' Пользуясь таблицей, заранее разработанной для выбранного іізьікй кодирования, автор курса может существенно сократить объем работы. Основная ее часть состоит теперь в описании сценария ЛУК (этапы а, б); этап (в) выполняется с применением типовых макетов (шаблонов) программного кода. Построение таблиц соответствия, кок показывает опыт разработки ПАО, не требует серьезных усилий от «вали?‘кцйрогвнно1'о программиста, сопровождающего подсистему.

В четвертой глаїзе рассмотрены структура, содержание и особенности программной реализации автоматизированных учебных курсов, ориентированных на предложенные в диссертации методы и средства ПАО.

АУК "Яаык управлении заданиями 00 ЕС" - обучаюіце-контроли-рувдий курс, разработанный н сроде А.0С ВУЗ/КС. Учебный материал курса вклгпэет основные сведении об олераторех языка, их синтаксисе, крон1 д.урах и их использовании. Процеси выполнения задачи заключаете* в составлении задания с использованием управляющих операторов а разнообразных ситуациях, произвольно задаваемых имея, вночений параметров', режимов обработки и т.д. В результате построения модели от?етя собирается информация о последовательности действий обучаемого (модель "состояния"), используемая в последующих заданиях. Курс реализован на языке ЯОК с использованием средсг редактирования, сбора статистики и таблиц, отображающих модели ответов в памяти ЭВМ.

АУК "Подсистема диалоговой обработки СВМ ЕС" - обучающе -контролирующий курс, разработанный в среде АОС ВУЗ/ЕС. Учебный материал куров включает основные сведения об операционной системе, приемах разработки программ, редактирований файлов и использовании системних команд. Процесс выполнении задачи состоит в формировании нос л» Донате льн^оти команд, ооотв''тств.7К-щих этапам

о

C(’en*pvr*?p ? 'Эоа')

о

УЯ(*ИЄПОАЬЗУ«ТС и-ію ИНФОРМАЦИЮ

Осі—у.—.... ........

ЧНС ИСПолЬ5Ч?7Є

И,М УҐГЦ^Н К ATOP?’)

^=ГпеДмв„к,г) ср<’~- <ч> »^*м)

£

W(^oB, РАЙМ)

Рис.5. Фрагмент сети переходов с использование’* трпогых йаэогых функций

обработки ||(илч«ши ір«і'і,о’траци>і, нтц исходной программы, -трлнс-янййіі, ьіліолниниг'; ь |)з:)лич»іі« режимах и т.д,). Кури рсоліпіоіиш на и,іике їіі.іК и обеЛівЧіШв* иеіилі.зоьйнпп (;окра.исшій, принципа "уиолч&шы", г.сіор статистических данных о сїспйни $с»к<лыи материала, -

А.уК *«»оотз к среде И 5 - 005 " - озоишвще-коатролвдо^• Ий8 кдр-ч р^али:»оваіі»нй ва «.шки программировании С на нерсопалі ти Звй, ,;ов«8стй»<нх с ШН ГС. Ічнбнуй материал курса включи ст основные оіісдьпіпі о раГп'/гі) в срн/ій операционной системи и моде пирует с'.шіс рн о от и пользователя с м>-1>05. Процесі; ііьіпо^' нетт.і оалачп заклкчзотсл в іормировятш пооледойатедьноити «иоге »шх комин,/;, ре<ш*лу*>иц*к все лтапи обработки. Кур г, раарзоотап » среде прогркмйировинип т и к ь О- с с использовании!* средств редаї. тирочания лкі<ая*». Диалог рйалййован нооролством типовых нрограм-шшх блпкоъ (подготовка акраиа, формирование рабочего "окна", «іідачп иііформьі!.иіі о учатом рь.»дич«ах реакций обучаемого VI *.д,), что пиачонш' ощооти'аипо сократит і, їр.уди«мко<;ть разработки и ог-.падки АЖ.

еенлишв рй:/.чьта'ш рагом

«г.нойнчй пі.лу'іі-інше » диссертаций результаты «воцитса к

олірлуп'ііоиу:

1. В ролулі.т'-і'М й'шчи;п оонроменногп оостояния, проблем и тенденций ряпінтчі АОС, я таксе судеггвдоях методик разработки ЛУК о/р-лан пышу, п иа-пркодкмостп поныаеиия "интеллектуальности'’ АОС »а осі'гіьг: и'.:гі')ль'«звсі!!іі!і моделей знаний о предметних области-гург.оь, с,рі.7іі! чнт.їпльнмх ланрзилений исслодовонич андолонп задачи «кчдк;п пт-ті'іі ооучэкшх и разработки л^^рктивних мигюлрй <:Ці;і;«ри(.‘Н диа/ато н ДОС, Сфг.рмулированї1 тр'.-опвянич, юїторич дгілг чч уд;>«л>'ТЬ"'рг'ті, к«*'юпйкп и программные опеднт«я, оЛосііЄ‘ні»я«.чіігс реи-мя?' .уьтсчанішх :індяч.

?. Ш •■л.л'-'ксн подход к построению камплокса г:р?:дотн янздияа стрстон олучаг-чггп (ІЬЛ'ПіСгсиа Анзяиза Ответов - І!А0), оонов^іі-нч’.і ііч '<!іч'і:г'"'?«;’і; и рополктянии моделей а'лааиі; в пр'.'цесос ”вй<!.'*рл і оучг-оич-о о АХ. Г{і:<|>г>бстаніі структура и принципу работа :;до, А.УК, прионтін'(;и'лі!!!і.:х на не применен;»;, опосиб иогтрт;-

М«й і* И<. ІМЯ! .ІП!''•>•.-Ч .;іЧЧ-!?.--Ві!Х «?й'’;дсй ЧрИ :*іШЛй'*й СДОЖіШХ Ч'ЄКО-

'■:> лі .

тэ

3. Разработан н»тпл продстзздовкч процесса р'чсояия пздп СбУЧЛСКМИ ЇШ основе СХ<'ЙП, ИК'■/'’» и Р";.пі' п собі сояонуппооті. моделей шагов (полпроцеосся) Я OflieKTOB ППО/.МЗТНГ'!'. ООЛ'дСТИ л:-К о Л «то» их взз!шссвя:><5 8. Лр^длс.х«*иа "«".годика ра^ряостки сх"ч процессов на оснозе сотовой мело;;л пре/.четио;: еб;м''тл,

На осново аішлигн типозих методик аредстапл^іе'я сценариев диалога посредство» rpav-схсм и е учетом трояовшікй, предъявляемых к АУК, лепі льзутопи средства ПЛО, раэрзс^тяяа техника описания сценариев с прпч.і.ч'іизед блок-схем и jwurwsi и осооно-вяиз иооНходиаость ее совчркоястаочпнйн о целью ученызпшя трудоемкости проектирования ЛУК.

‘3. Предложил квтод построения »о?ели сценария /, та л ora гш іеионе іорчального аппарата сетей переходов и сп'соб кх яитор-іретащш я среде ЛОС. Построен и'їсор елементарні-)/.: бззо»кх *упк-■ий для описпния овврвшга кпд моделями, ч также таблиц»; соответ-ТВПП для их кодирп?г.пия-

6. Из основе аиалйэз типових фрагментов учебного лз?*ркаяа "К И КОИПОЗРЦИИ Оленен'ГОрНУХ iiJHKHKt! построен н ft Сор ТКПОПі;х іровкх Функций е целью сокращения овУ"хл моделі, повда-'г.м их шшдности, выразительности к удобстза для лрокткчозг'сго понолт,-і*зния. Разработки таблицы соответствия для даг'пих функция и

■-полика проектирования ДУК, ориентированных по применение ередотя АО.

7. Ііа основе предложенного в диссертации подходя н поетрее-ию AJK ревлвзпвянн учеЛныо курен:

а) АЇК "йиык управления заданиями ОС ЕС" (я среде ДОС •УЗ/ГС);

- б) ЛУК "Подсистема’диалоговой обработки OiW БС” (в среде :ОС 8J3/EC);

в) ЛУК "Работа з среде tlS-DQ$ " (реализован на языке С ,ля персонзльиик ГШ, сознестимик с IBM PC).

В. Экспериментальное ясследсчэнич и влолрпгав рззработяк-чкх ЛУК подтверждает практическую целесообразность иогюльлпианип предложенных методик и программист средств. Разработанные курсы применяются в учетном процессе в ПЭЛ, что лодтнерддается еоот-ветотвущим актом.

Публикация: Зон Ю Has/» Об одном ?.'етоде разработки, обучпюптх курсов п среде АСС-ВУЗ/ЗС. ~ В кн.: Тезисы докладон Всесоюзной научно-»,'етопинсскоі! коїгїерсчйіки "Комплексная коупькггеризаиия учебного пронесся в гвса»сй сколе". - Ленинград, 1539, о. 125