3. Формування базового алгоритму кожної інформаційної зони в залежності від вектора навчальної діяльності. Оскільки ключова зона є неоднорідним інформаційним потоком, який містить у собі значні масиви фактичної та логічної інформації, то виникає необхідність формування алгоритму поведінки даного інформаційного потоку при взаємодії зі студентом. Цей алгоритм не може бути жорстко фіксованим, оскільки в процесі взаємодії повинен самомодифікуватися з метою оптимізації знань, які отримав студент. Тому даний алгоритм називаємо базовим. Закони його модифікації або адаптації визначаються структурою зворотних зв'язків від подій, котрі впливають на даний інформаційний потік. При цьому важливе значення має так званий вектор навчальної діяльності, під яким розуміємо інтегративну сукупність напряму навчальної діяльності (викладення нового матеріалу, повторення, контроль та ін.) та методів навчання (індукція, дедукція, проблемне завдання, самостійна робота та ін.), котрі задаються кожним викладачем індивідуально. Виходячи з цього, доведено, що даний етап є найбільш трудомістким та неоднозначно оцінюваним за результатом.

4. Формування граничних умов допустимих відхилень та ступенів свободи для кожної інформаційної зони. Попередній (другий) етап передбачав формування граничних умов для ключових зон. Аналогічно в середині кожної інформаційної зони необхідно встановити граничні умови допустимих відхилень. Це означає, що встановлюються критичні кількісні параметри відхилень інформаційних потоків від заданого базового алгоритму, який попередньо встановлений (третій етап). При виході за ці границі НЕС повинна модифікувати алгоритм своєї поведінки в залежності від ступеня свободи, під яким розуміємо можливі напрями поведінки інформаційних потоків. Конкретно ступені свободи та їх параметри й алгоритми задає конкретний викладач для кожної конкретної інформаційної зони.

5. Формування структури ключової бази знань для кожної інформаційної зони. Основою вивчення будь-якого матеріалу є власне сам матеріал. Тому, не зважаючи на те, що фактично матеріал вже задано в базі знань матеріалу, кожен викладач повинен сформувати структуру інформаційного потоку, під якою розуміємо взаємозв'язок між поняттями зони та можливими варіантами їх об'єднання. В залежності від ступеня достовірності відповіді формується наступна послідовність дій НЕС.

6. Наповнення ключової бази знань інформаційної зони фактичним матеріалом, ключовими поняттями та методикою роботи зі студентом. На даному етапі викладач фактично завершує роботу з навчальним матеріалом, вносячи в нього своє бачення, тобто перетворює матеріал в інформаційний потік. І як у кожному інформаційному потоці, він виділяє ключові (значущі) елементи, встановлюючи їх пріоритет важливості для вивчення всієї теми. З метою формування суперпозиції інформаційних потоків фактичного матеріалу та методів викладання на даному етапі викладач починає заповнювати базу методів роботи зі студентом.

7. Тестування системи з подвійною метою: виявлення неточностей та формування початкових експертних алгоритмів роботи (формування образу експерта). На даний час повністю сформовано весь фактичний матеріал, розпочато формування образу експерта (шостий етап). Але необхідно провести тестування за умови повністю правильних відповідей та послідовності дій імітованого студента. Таким чином, НЕС формує ідеально можливого студента, який виступає в ролі еталону при оцінюванні студентів. Крім того, даний етап дозволяє сформувати й образ роботи експерта як раціональної послідовності роботи з системою.

8. Тренування системи на граничних умовах відхилень (формування образу недопустимого студента). Оскільки на попередньому етапі ми формували образ студента, цей етап передбачає внесення даних на граничних зонах, тобто визначення сукупності умов, за яких студент не може завершити навчання в даній інформаційній зоні.

9. Тестування системи в реальних умовах з послідовним покроковим аналізом та корекцією роботи системи (формування образу раціональної методики). Експерт працює так, як студент. В якості експертів можуть виступати старшокурсники, які успішно засвоїли навчальний матеріал, та викладачі, що мають споріднені спеціальності.

10. Періодичні аналіз та корекція в процесі реальної роботи системи. У процесі роботи необхідно постійно слідкувати (аналіз і корекція) за реальною роботою системи в залежності від фактичних результатів навчального процесу.

Викладене вище дає підстави для висновку про те, що перший-восьмий етапи підготовки НЕС до роботи здійснює викладач, а дев'ятий-десятий - студент. Фактично використання НЕС викладачем і студентом здійснюється на МВ-площині (рис. 8), тобто у процесі їхньої взаємодії, яка може бути організована так: викладач (В) надає інформацію (методичну, предметну, управлінську та ін.) НЕС, що організує обмін інформацією з предметною МС (С). Логіку взаємодії з студентом (С) НЕС надає викладачу (В) і при необхідності може організувати пряму взаємодію студента (С) і викладача (В).

Умовні позначення: - потік інформації

- потік логіки (управляюча та результуюча інформація)

С - предметна модель студента

В - викладач

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 8. Модель НЕС на міжособистнісній площині

У четвертому розділі - “Аналіз результатів експериментальної роботи” - перевірено ефективність впровадження НЕС у навчальний процес вищої школи та узагальнено одержані результати.

Для перевірки гіпотези дослідження здійснено педагогічний експеримент, у якому брали участь студенти І-V курсів економічних, філологічних, педагогічних та міжнародних факультетів Київського славістичного університету, Національного педагогічного університету ім. М.П. Драгоманова, Київського національного університету культури і мистецтв, Південнослов'янського інституту. Всього дослідженням було охоплено 1897 студентів зазначених вищих навчальних закладів, з них у експерименті брало участь 896 (табл. 1).

Таблиця 1. Кількість студентів, які приймали участь в експерименті

Назви ВНЗ	Курси
	I	II	III	IV	V
	Моделі навчання
	А	B	C	А	B	C	А	B	C	А	B	C	А	B	C
	кількість студентів
КСУ	27	18	29	20	20	27	17	14	20	16	14	18	4	5	5
ПІ	-	-	-	21	-	24	27	-	31	22	-	24	3	-	4
КНУКМ	72	-	81	22	-	25	22	-	28	20	-	26	11	-	14
НПУ	49	-	51	30	-	36	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Разом	148	18		93	20		68	14		58	14		18	5
	166	161	113	112	76	79	72	68	23	23
	327	228	155	140	46

Експеримент проводився у звичайних умовах, не порушуючи логіки та ходу навчального процесу за трьома моделями (табл. 2).

Таблиця 2. Застосування різних видів навчання на заняттях з курсу “Основи інформатики та комп'ютерної техніки”

Параметр	МОДЕЛЬ А (традиційне навчання К1-К6)	МОДЕЛЬ В (програмоване навчання К7-К12)	МОДЕЛЬ С (навчання з навчальною експертною системою Е1-Е6)
1	2	3	4
Темп навчального процесу	Темп навчання задає викладач, орієнтуючись на “середнього” студента групи	Темп навчання задає студент, витрачаючи на процес засвоєння знань час, обумовлений його фізіологічними, психологічними та індивідуальними характеристиками	Темп навчання задає студент, витрачаючи на процес засвоєння знань стільки часу, скільки обумовлено його фізіологічними, психологічними та індивідуальними характеристиками
Послідовність викладення знань	Задається викладачем з орієнтацією на програму підготовки фахівців без урахування індивідуальних можливостей та потреб кожного студента	Жорстко задана структурою програмованого навчання, має невеликі можливості для модифікації (за досить значний проміжок часу).	Визначається для кожного студента індивідуально, орієнтуючись на такі критерії (за ступенем пріоритету): програма фахової підготовки (модель фахівця); психолого-педагогічна характеристика студента. Крім того, послідовність динамічно автоматично змінюється, орієнтуючись на вище вказані критерії в межах заняття.
Глибина (об'єм) представлення знань	У навчальній групі задається середній об'єм знань, для лідерів можливе додаткове завдання, відстаючі повинні пропускати певні фрагменти	Жорстко задана структурою програмованого навчання, має невеликі можливості для модифікації (за досить значний проміжок часу).	Є індивідуальною, при достатньому темпі засвоєння студент отримує більший масив знань, але його глибину може регулювати самостійно (у межах “надлишкових” знань над моделлю фахівця).
Наочність представлення знань	Задається викладачем, вимагає орієнтації на компроміс між рівнями підготовки прошарків студентів в групі	Обмежена алгоритмом, при використанні великої за об'ємом наочності ускладнюється процес представлення знань	Обирається та регулюється студентом самостійно безпосередньо в процесі отримання знань (при наявній базі знань)
Частота та глибина контролю	Визначається навчальним планом та побажаннями викладача, вимагає від останнього додаткових зусиль і часу	Жорстко задана алгоритмом навчання	Динамічно підстроюється під індивідуальні особливості студента, опираючись на МС (при високому рівні засвоєння контроль рідший, але більш глибокий)
Дієвість знань	Викладач фізично не має можливості перевірити глибину знань всіх попередніх тем у всіх студентів групи	Не можна перевірити	При аналізі психолого-педагогічної характеристики студента (як експертна система в автоматичному режимі, так і викладач-експерт) можливо модифікувати глибину контролю для перевірки дієвості знань студентом, а при негативних результатах - перевести його на навчання за конспектом знань, що відповідає базовій моделі фахівця
Швидкість засвоєння знань	Для всієї групи швидкість засвоєння знань визначається рівнем усередненого студента, на якого орієнтується викладач	Для кожного студента швидкість засвоєння знань обмежена максимально заданою алгоритмом програми навчання	Для кожного студента швидкість засвоєння знань визначається психолого-педагогічною характеристикою студента.
Формування уміння працювати за аналогією, порівнювати, узагальнювати, виділяти головне	Формуються у більшості групи студентів, які вчаться аналізувати, порівнювати та узагальнювати, спостерігаючи за діями викладача. Для більшості студентів групи уміння виділяти головне є відстороненим умінням, внаслідок фізичної неможливості викладача проводити постійний тренінг та вдосконалення.	Можливі тільки елементи внаслідок відсутності гнучкого зворотного зв'язку та заданим алгоритмом навчання, не враховує індивідуальні можливості студента, а уміння виділяти головне відсутнє внаслідок складності технічної реалізації	Є одним з ключових елементів роботи НЕС, темп визначається психолого-педагогічною характеристикою студента, має можливість тренування в індивідуальному режимі
Результуюча перевірка знань і вмінь за темами	Найчастіше виражається як тестовий контроль. Значні витрати часу викладача, можливість “шпаргалення” або “зазубрювання” студентами, відсутня можливість постійного самоаналізу діяльності студентом	Полегшує роботу викладача, відсутня можливість постійного самоаналізу діяльності студента	Дає можливість провести подібне тестування в процесі самої роботи по вивченню матеріалу, в процесі самоконтролю та контролю. В будь-який момент студент має можливість провести самоаналіз та корегувати свої знання

Для проведення дослідження було обрано такі навчальні курси: „Основи інформатики та обчислювальної техніки”, що викладається у всіх вищезазначених вищих навчальних закладах; “Інформаційні технології в менеджменті”, що викладається для спеціальності „Менеджмент невиробничої сфери” Київського славістичного університету та Південнослов'янського інституту; частково окремі теми курсу „Фінансовий аналіз”, що викладається для магістрів спеціальності ”Фінанси” Київського славістичного університету.

Анкетування засвідчило, що 100% опитаних студентів перших-четвертих курсів (97%) не мали уявлення про НЕС, а 15% п'ятикурсників - лише загальні уявлення.

У процесі експерименту структура об'єкта дослідження була трансформована таким чином, щоб на базі кожного з ВНЗ сформували по шість груп студентів (Е₁-Е₆ - модель С), які навчалися на основі використання НЕС, шість груп, що навчались за класичною схемою на однаковій інформаційно-технологічній базі (К₁ - К₆ - модель А) та шість груп студентів, для яких використали програмоване навчання (К₇ - К₁₂ - модель В).

У констатуючому експерименті вихідний стан груп визначався за результатами контрольних робіт або тестових завдань. Валідність експериментальних матеріалів було доведено методом рангової кореляції за Спірменом. За допомогою критерію Пірсона було виявлено групи, що мають близькі вихідні дані.

Зазначається, що в експериментальних групах акцентувалася увага на інтегрованому застосуванні НЕС в інтересах розвитку особистості фахівця та мотивацій, системи знань і умінь у контрольних групах заняття проводилися лише з метою підвищення мотивації навчальної діяльності.

Констатовано, що пізнавальні мотиви студентів змінюються таким чином: інтерес до окремих фактів переростав в інтерес до закономірностей, принципів (табл. 3).

Таблиця 3. Дані про інтерес студентів до курсу “Основи інформатики та комп'ютерної техніки” (%)

№ пор	Показники рівня засвоєння знань	Модель А (традиційне навчання)	Модель В (програмоване навчання)	Модель С (навчання за НЕС)
	Виявляють:	до експ	після експ	до експ	після експ	до експ	після екс
1	стійкий інтерес	57,1	65,0	54,0	66,9	56,3	96,0
2	ситуативний інтерес	30,6	23,8	35,7	30,0	40,4	2,9
3	індиферентне ставлення	10,3	10,2	10,3	9,1	10,3	1,1

Встановлено, що ефективність використання НЕС у процесі навчання залежить від рівня засвоєння студентами системи знань (табл. 4) і сформованості системи умінь (рис. 9).

Таблиця 4. Рівень засвоєння студентами системи знань

№ пор	Моделі	Часовий проміжок	Система знань
			Оперативність відтворення	Повнота відтворення	Системність	Усвідомленість	Глибина	Ґрунтовність	Швидкість засвоєння
1	А (традиційне навчання)	до екс	45,4	48,8	38,6	43,1	36,3	31,8	20,2
		після	49,1	57,1	50,2	55,6	45,5	44,3	31,8
2	В (програмоване навчання)	до екс	44,8	50,5	39,1	44,8	36,7	33,3	21,6
		після	53,3	58,2	51,7	57,4	49,7	45,1	33,4
3	С (навчання за НЕС)	до екс	40,4	47,1	37,0	41,5	38,2	32,5	19,5
		після	69,5	87,6	77,5	87,5	88,5	89,5	95,7

Доведено, що критеріями оцінки ефективності НЕС слугують: ступінь і міцність засвоєння навчальної інформації та час, витрачений на її засвоєння.

Встановлено, що навантаження студентів вищих навчальних закладів є значно більшим, ніж передбачено дидактичними вимогами. НЕС дають можливість суттєво його знизити. Особливо чітко ця залежність виявляється для студентів, які мають високу успішність з загальноосвітніх та інформаційних дисциплін.

Констатовано позитивні зміни в рівнях засвоєння студентами експериментальних груп (модель С) системи знань і сформованості інтелектуальних умінь у порівнянні з контрольними групами (модель А, В).

Подальша статистична обробка даних дала такі результати оцінювання студента НЕС (в балах) (табл. 5).

Таблиця 5. Статистична обробка даних щодо оцінювання системою студентів

Характеристика	МОДЕЛЬ А (традиційне навчання К1-К6)	МОДЕЛЬ В (програмоване навчання К7-К12)	МОДЕЛЬ С (навчання за НЕС Е1-Е6)
Середньоарифметичне (m)	69,7	82,1	104,15
Дисперсія (s2)	187,45	298,01	452,76
Середньоквадратичне (s)	12,04	14,91	19,32
Варіації мінливості (V)	21,87%	19,25%	14,07
Щільність розподілу балів	99,69-47,91	127,31-52,34	165,91-87,26

Як показують результати наших досліджень, середній бал збільшується при зміні традиційної системи навчання на навчання за НЕС. Підтвердженням ефективності запропонованої нами системи є значення щільності розподілу балів, на яку впливають обраховані значення дисперсії. Щільність у межах 165,91-87,26 бала свідчить про те, що більша кількість студентів працювала на достатньому (базовому) рівні засвоєння знань, що є значним досягненням у порівнянні з роботою за традиційною системою, де інтервал рівнів засвоєння коливається від низького до досконалого рівнів і верхня межа балів - 99,69 проти 165,91.

Закрите анкетування студентів (845) на протязі трьох років показало, що НЕС визнали 97,2% респондентів. З них 86,5% зазначили, що система дозволяє розподіляти вивчення нового матеріалу за їх індивідуальними особливостями, створює умови для самостійної роботи (98,78%). Але тільки 23,8% студентів зазначили, що НЕС дає можливість визначити рівень засвоєння знань.

Результати відкритого анкетування (598 студентів) з питань доцільності використання НЕС у процесі навчання показали, що підтверджують її ефективність 97,9% опитаних студентів.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 9. Рівень сформованості у студентів інтелектуальних умінь (%)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Опитування випускників, які працюють у різних галузях виробництва не менше трьох років, показали, що використовують НЕС у процесі своєї роботи для підвищення рівня професійної компетентності 31,8% з них.

Аналіз результатів експериментальних досліджень констатував доцільність використання НЕС у процесі навчання, оскільки вона забезпечує міцність засвоєння системи знань і сформованість умінь студентів, рівномірність розподілу навантаження, поступове ускладнення навчальної інформації, усуває помилковість в оцінюванні знань, забезпечує впевненість у своїх знаннях за рахунок систематичності у підготовці до занять.

Отримані результати дають підставу вважати, що вихідна методологія є правильною, поставлені завдання виконані, мета досягнута. Одержані теоретичні й практичні висновки мають значення для використання НЕС при дистанційному навчанні, а також для підвищення рівня фахової й професійної підготовки студентів до своєї роботи.

Висновки

На основі здійсненого аналізу проблеми дослідження встановлено, що глобальна інформатизація суспільства ставить перед системою освіти завдання широкомасштабного використання інформаційних технологій з метою формування різнобічної особистості фахівця. Виникає необхідність у психолого-педагогічній і практичній підготовці майбутніх фахівців в умовах зростаючої ролі інформатизації суспільства. Одним з основних напрямів розвитку штучного інтелекту є створення інтелектуальних навчальних систем, які у процесі роботи можуть моделювати процеси мислення та пояснювати хід своїх міркувань за вимогою користувача в звичній для нього формі. Різновидами інтелектуальних навчальних систем стали експертні - комплексна комп'ютерна програма, яка у процесі роботи може відтворювати мислення людини-експерта у ході аналізу й вирішення проблеми. Їх поява стала можливою завдяки застосуванню у навчанні комп'ютерів. У середині 90-х років ХХ ст. для більшості викладачів стало зрозумілим, що інформаційні технології є не просто навчальним предметом, а інструментом педагогічного впливу. Класично педагогічний процес є площиною, на якій взаємодіють дві особистості - викладач і студент. Інформаційні технології перетворили цю площину на об'ємну фігуру. Інтуїтивно виникла спроба замінити складну об'ємну фігуру об'єднанням площинних проекцій, до яких можна б було і застосувати відомий інструментарій. У зв'язку з цим і виникла необхідність у створенні НЕС.

Науково обґрунтовано, що навчальна експертна система є апаратно-програмно-методичним комплексом, який орієнтований на досягнення максимально дієвих результатів навчального процесу з певної предметної галузі на основі базових експертних знань, самонавчаємих евристичних алгоритмів та діалогового спілкування у системі: студентекспертна системавикладачстудент.

2. Доведено, що навчальна експертна система ґрунтується на динамічному законі, загальних закономірностях і принципах процесу навчання.

2.1. Встановлено, що структурними елементами навчальної експертної системи є база даних і база знань.

2.2. Обґрунтовано, що складовою частиною НЕС є модель студента, під якою розуміємо об'єднання його ментальних проекцій на всі площини, тобто МС складається з нормативної, поведінкової моделей та моделі помилок. Частина нормативної МС, котра визначає предметні знання (знання з навчальних предметів), складає предметну МС, яка у свою чергу містить семантичну, функціонарну, процедурну, операційну та тематичну моделі.

2.3. Розглянуті моделі НЕС, дали змогу розробити структурно-логічну її схему, сутністю якої є перехід до проблемного структурування загальноосвітніх та спеціальних знань, що дає можливість підготувати студента до ефективного розв'язання професійних завдань у майбутньому.

2.4. Встановлено, що процес створення НЕС передбачає шість етапів: ідентифікацію; концептуалізацію; формалізацію; виконання; тестування; досвідчену експлуатацію.

4. Теоретично обґрунтовано методику підготовки навчальної експертної системи до роботи, яка включає десять етапів, а також розглянуто її використання у вищих навчальних закладах.

5. У процесі проведеного експерименту було встановлено, що рівень якості підготовки фахівців зріс за рахунок впровадження у навчальний процес НЕС. Це доведено на прикладах застосування і відтворення знань студентів. Так, у студентів, які навчалися за моделлю А, оперативність відтворення знань до проведення експерименту складала 45,4%, після його завершення - 49,1%. Студентів, які навчалися за моделлю В, до проведення експерименту було 44,8%, після його завершення - 53,3%. Студенти ж, які навчалися за моделлю С, до початку проведення експерименту складали 40,4%, після його завершення їх було 69,5%. Повнота відтворення знань у студентів, які навчалися за моделлю А, склала 57,1%, за моделлю В - 58,2%, за моделлю С - 87,6%; системність знань відповідно склала 50,2%; 51,7%; 77,5%; усвідомленість знань - 55,6%; 57,4%; 87,5%; глибина знань - 45,5%; 49,7%; 88,5%; ґрунтовність знань - 44,3%; 45,1%; 89,5%; швидкість засвоєння знань - 31,8%; 33,4%; 95,7%. Таким чином, саме навчання за моделлю С (навчальною експертною системою) сприяло кращому засвоєнню студентами рівня знань, а, отже, сприяло якості навчання.

6. Виявлено рівні сформованості інтелектуальних умінь студентів. Так, до початку експерименту в контрольних та експериментальних групах рівень уміння працювати за аналогією був однаковий. Після завершення експерименту не було жодного студента, які навчалися за моделлю С, що не володіли цим умінням. Студентів, які навчалися за моделлю А, було 84,0%, а студентів, які навчалися за моделлю В було 90,8%. Уміння порівнювати відповідно склало 76,1%; 82,6%; 88,7%; узагальнювати - 72,7%, 79,3% та 86,5%; виділяти головне в інформації - 64,7%; 70,1%; 79,7%. Як і при засвоєнні системи знань, так і при сформованості інтелектуальних умінь кращими виявилися студенти, які навчалися за моделлю С (навчальною експертною системою).

7. Застосування НЕС у підготовці фахівців можливе й необхідне, оскільки:

- викликало інтерес і підсилило мотивацію до навчання;

- надало можливості різного представлення інформації;

- дозволило активно включити студентів у навчальний процес, зосередивши їхню увагу на найбільш важливих аспектах матеріалу;

- дозволило розширити набори розглянутих задач, виконавши моделювання досліджуваних ситуацій і процесів;

- давало можливість використовувати великий обсяг інформації (інформаційні мережі, бази даних).

Таким чином, нами була експериментально підтверджена гіпотеза, котра ґрунтувалася на припущенні, що професійна підготовка фахівців буде ефективною та якісною, якщо у процесі навчальної діяльності застосовувати навчальну експерту систему, котра сприяє формуванню системи знань, інтелектуальних умінь, дає можливість зекономити час на засвоєння певного обсягу матеріалу, поліпшити організацію навчальної діяльності студентів.

Результати дисертаційного дослідження дають підстави вважати, що мету досягнуто, завдання реалізовано, впровадження навчальної експертної системи у вищі заклади освіти якісно підвищує професійну підготовку фахівців.

У цілому, теоретичні та практичні результати дисертаційного дослідження доцільно використати Міністерству освіти і науки України у процесі створення та використання навчальних експертних систем: вищим навчальним закладам України - при створенні власних навчальних експертних систем; викладачам вищих навчальних закладів - при формуванні у студентів базових знань і умінь з різних курсів, студентам - при виділенні головного в знаннях та їх систематизації, а також при дистанційній формі навчання.

Проведене дослідження не вичерпує всіх аспектів проблеми створення і використання навчальних експертних систем у процесі навчання. Відповідно до концепцій розвитку НЕС у вищих навчальних закладах подальшого дослідження потребують такі аспекти проблеми: більш доступний інтерфейс викладача та студента, розробка творчих та пошукових завдань з певних курсів, детальніша формалізація моделі студента, формування прогностичної, математично підтриманої моделі інформаційно-методичних взаємодій викладача та студента в сфері НЕС та низка інших інформаційних, технологічних, методичних, психологічних формалізацій. Це надасть можливість сформувати математично прогнозовану модель асистента викладача, що, в свою чергу призведе до більш широкого використання НЕС у процесі навчання ВНЗ, зможе зламати стереотипи більшості практичних викладачів до використання освітньо-інформаційних технологій, надасть можливість студентам більш індивідуально та раціонально будувати свою взаємодію з інформаційним полем викладача, що дозволить динамічно формувати фахівця, що самонавчається.

Основні матеріали дисертації викладено у роботах

1. Тверезовська Н.Т. Теоретичні та методичні основи створення і використання експертних систем у професійній підготовці майбутніх фахівців у вищих навчальних закладах. - К.: КСУ, 2002. - 473 с.

2. Тверезовська Н.Т. Java-програмування для WEB: Навчальний посібник. - К.: КСУ, 2001. - 50 с. - (Серія „Експертні системи”).

3. Тверезовская Н.Т., Гринева В.Н., Тверезовский В.А. Компьютерные системы учебного назначения: Учебное пособие. - К.: КиСУ, 2000. - 92 с. - (Серия “Экспертные системы”). - 3,5 авт.арк.

4. Тверезовська Н.Т. Творчість продовжується після уроків: Навчально-методичний посібник. - Харків, 1995. - Ч.1. - 72 с.

5. Тверезовська Н.Т., Гриньова В.М. Творчість продовжується після уроків: Навчально-методичний посібник. - Харків, 1995. - Ч.2. - 40 с. - 1,1 авт. арк.

6. Тверезовська Н.Т. Критерії ефективності навчальних експертних систем // Інтенсифікація професійної підготовки студентів у навчальних закладах гуманітарної спрямованості. - Харків: Приват Дизайн, 2003.

7. Тверезовська Н.Т. Застосування системного та синергетичного підходів при використанні навчальних експертних систем //Освітні аспекти мистецтвознавства та професійної педагогічної діяльності. - Київ: Науковий світ, 2002. - С. 229-236.

8. Тверезовська Н.Т. Професійна підготовка фахівців в умовах освітньо-інформаційних технологій // Педагогіка і психологія формування творчої особистості: проблеми і пошуки. - Київ-Запоріжжя, 2002. - Вип. 27. - С. 81-87.

9. Тверезовська Н.Т. Експертні системи як компонент освітньо-інформаційних технологій навчання // Педагогіка і психологія формування творчої особистості: проблеми і пошуки. - Київ-Запоріжжя, 2002. - Вип. 26. - С. 110-115.

10. Тверезовська Н.Т. Проектування експертних систем для навчальних програм // Науково-пізнавальна діяльність учасників освітнього процесу навчальних закладів різних рівнів акредитації. - Київ: Науковий світ, 2002. - С. 166-175.

11. Тверезовська Н.Т. Модель експертної системи для студентів вищих навчальних закладів та організація роботи з нею // Проблеми підготовки студентської молоді до навчально-пізнавальної діяльності. - Київ: Науковий світ, 2002. - С. 171-176.

12. Тверезовська Н.Т. Застосування експертних систем у процесі навчання // Педагогіка та психологія. - Харків: ОВС, 2002. - Вип. 20. - С. 104-111.

13. Тверезовська Н.Т. Комп'ютерні телекомунікації в системі вищої освіти // Гуманізація навчально-виховного процесу. - Слов'янськ: Видавничий центр СДПІ, 2002. - Вип. ХVІ. - С. 72-81.

14. Тверезовська Н.Т. Фундаментальні властивості експертних систем // Соціально-педагогічні аспекти професійного навчання. - Київ: Науковий світ, 2002. - С. 167-174.

15. Тверезовська Н.Т. Призначення та структура експертних систем // Сучасні проблеми методичного аспекту освіти та мистецтвознавства. - Київ: Науковий світ, 2002. - С. 143-151.

16. Тверезовська Н.Т. Проблеми формування інтелектуальних навчаючих систем // Педагогіка, психологія та медико-біологічні проблеми фізичного виховання і спорту. - Харків: ХХПІ, 2001. - № 29. - С. 35-40.

17. Тверезовська Н.Т. Методика оцінки ефективності педагогічних програмних засобів // Гуманізація навчально-виховного процесу. - Слов'янськ: Видавничий центр СДПІ, 2001. - Вип. ХV. - С. 103-109.

18. Тверезовська Н.Т. Проблеми придбання експертних знань // Педагогіка, психологія та медико-біологічні проблеми фізичного виховання і спорту. - Харків: ХХПІ, 2001. - № 27. - С. 59-65.

19. Тверезовська Н.Т. Дидактичні властивості та функції комп'ютерних телекомунікацій // Наукові записки Харківського військового університету. Соціальна філософія, педагогіка, психологія. - Харків: ХВУ, 2001. - Вип. ХІІ. - С. 174-179.

20. Тверезовська Н.Т. Інформаційні технології навчання у системі вищої освіти // Педагогіка та психологія. - Харків: ХДПУ, 2001. - Вип. 19. - Ч. 3. - С. 64-68.

21. Тверезовська Н.Т. Структура інтегрованої експертно-навчальної системи // Теоретичні засади педагогічного правознавства. - Київ: Науковий світ, 2001. - С. 122-133.

22. Тверезовська Н.Т. Представлення знань в інтелектуальних системах // Педагогіка та психологія. - Харків: ХДПУ, 2001. - Вип. 18. - Ч. 1. - С. 67-73.

23. Тверезовська Н.Т. Витоки творчості: Збірник наукових праць Уманського держ. пед .ун-ту ім. Павла Тичини. - К.: Знання, 1999. - С.196-202.

24. Тверезовська Н.Т. Підвищення ефективності навчання студентів засобами інформаційних технологій // Проблеми взаємодії мистецтва, педагогіки та теорії і практики освіти. - Харків: Книж. вид-во “Каравела”, 1999. - Вип.3. - С. 74-80.

25. Тверезовська Н.Т. Через спостереження до творчості // Теоретико-методологічні проблеми організації педагогічного процесу. - Харків: Книж. вид-во “Каравела”, 1999. - С. 59-65.

26. Тверезовська Н.Т. Вплив педагогічних програмних засобів на управління навчанням // Теоретико-методологічні питання педагогіки та мистецтвознавства. - Харків: Книж. вид-во “Каравела”, 1999. - С. 14-23.

27. Тверезовська Н.Т. Реалізація управлінських функцій процесу навчання // Підготовка кадрів до навчально-виховних закладів освіти. - Харків: Книж. вид-во “Каравела”, 1998. - С. 37-40.

28. Тверезовська Н.Т. Моделі представлення знань в експертних системах // Теоретико-методологічні питання педагогіки, культурології і мистецтвознавства. - Київ. - 1998. - С.22-28.

29. Тверезовська Н.Т. Представлення знань в інтелектуальних системах // Педагогічні, мистецтвознавські та культурологічні аспекти сучасного суспільства. - Х.: Кн. видав. “Каравела”, 1998. - С.54-57.

30. Тверезовська Н.Т. Розробка і застосування експертних систем у навчальному процесі при підготовці майбутніх фахівців економічних спеціальностей // Мистецтвознавство та теорія і практика освіти. - Київ: ТОВ „Міжнар.фін. агенція”. - 1998. - С. 21-27.

31. Тверезовська Н.Т. Застосування експертних систем при вивченні курсу „Основи інформатики та комп'ютерної техніки” // Проблеми сучасного мистецтва і культури. - Київ: ТОВ „Міжнар.фін.агенція” - 1998. - Вип. 2 - С. 54-56.

32. Тверезовська Н.Т. Використання експертних систем при навчанні студентів вищих економічних навчальних закладів // Проблеми сучасного мистецтва і культури. - Київ: ТОВ „Міжнар.фін.агенція” - 1998. - С. 52-56.

33. Тверезовська Н.Т., Гриньова В.М. Контроль і оцінка знань студентів // Контроль навчально-пізнавальної діяльності школярів і студентів. - Харків: ХДПУ. - 1997. - С.64-70. - 0,3 авт. арк.

34. Тверезовська Н.Т. Розвиток творчої активності молодших школярів на факультативних заняттях // Засоби навчальної та науково-дослідної роботи. - Харків: ХГПУ. - 1997. - Вип.4. - С. 136-142.

35. Тверезовська Н.Т. Підготовка студентів до формування творчої активності учнів // Напрями наукових досліджень кафедри педагогіки. - Харків: ХДПУ, 1997. - С. 115-117.

36. Тверезовська Н.Т. Комп'ютерні засоби розвитку творчої активності молодших школярів на факультативних заняттях // Сучасні інформаційні технології в навчальному процесі. - К.: НПУ, 1997. - С. 81-88.

37. Тверезовська Н.Т. Педагогічні умови формування творчої активності молодших школярів // Вопросы совершенствования учебно-воспитательной работы в школе и вузе. - Славянск, 1996. - Вып. 2. - С. 8-10.

38. Тверезовська Н.Т. Формування творчої активності молодших школярів в гуртковій роботі // Шляхи підвищення навчально-виховного процесу в школі та педагогічному вузі. - Харків: ХДПУ, 1994. - С. 48-57.

39. Тверезовська Н.Т. Навчально-методичний комплекс дисципліни „Основи інформатики та комп'ютерної техніки” для студентів спеціальності „Фінанси”. - К., 2000. - 24 с.

40. Тверезовська Н.Т. Навчально-методичний комплекс дисципліни „Основи інформатики та комп'ютерної техніки” для студентів спеціальності „Облік і аудит”. - К., 2000. - 24 с.

41. Тверезовська Н.Т. Навчальні експертні системи в діяльності викладачів вищих економічних закладів освіти // Матеріали наук.-практ. конференції молодих вчених за 2002 рік. - Харків: ОВС, 2003. - С. 13-14.

42. Тверезовська Н.Т. Підготовка викладачів вищої школи до використання навчальних експертних систем // Матеріали міжвуз.наук.-практ. конфер. “Педагогічна підготовка викладачів вищих навчальних закладів”. - Харків: ОВС, 2002. - С. 67-72.

43. Тверезовская Н.Т. К проблеме экспертных систем // Материалы Всероссийской научн.-практ.конф. “Творческая самореализация личности в контексте профессионально-педагогической культуры”. - Белгород: Изд-во БелГУ, 2001. - С. 376-378.

44. Тверезовська Н.Т. Психолого-педагогічні аспети вивчення та використання експертних систем у навчанні // Матеріали наук.-практ. конф. молодих вчених за 2001 рік. - Харків: ОВС, 2001. - С. 129-133

45. Тверезовська Н.Т. Роль і місце експертних систем серед педагогічних програмних засобів // Наук.-практ. конф. молодих вчених. - Харків: ОВС, 2000. - Вип. 1. - С. 6-7.

46. Тверезовська Н.Т. Інформаційні технології навчання у системі вищої освіти // Матеріали всеукраїнської наук.-практ.конф. “Сучасні освітні технології”. - Харків: ХДПУ, 2001. - С. 58-59.

47. Тверезовська Н.Т. Вплив факультативних занять на розвиток творчої активності молодших школярів // Матеріали міжвуз. наук.конфер. “Нові педагогічні технології начання і виховання”. - Слов'янськ, 1997. - С. 20-25.

48. Тверезовська Н.Т.. Верлань А.Ф. Специфіка педагогічних умов розвитку творчої активності молодших школярів // Матеріали обласної наук.-практ.конфер. “Розвивальний потенціал сучасного уроку в початковій школі” - Суми, 1996. - С. 10-11. - 0,05 авт. арк.

49. Тверезовська Н.Т. Розвиток творчої активності молодших школярів: сучасний стан // Матеріали обласної наук.-практ.конфер. “Розвивальний потенціал сучасного уроку в початковій школі”. - Суми, 1996. - С. 36-37.

50. Тверезовская Н.Т., Велев Д.Г. Использование информационных технологий на факультативных занятиях в начальной школе // Матеріали обласної наук.-практ.конфер. “Розвивальний потенціал сучасного уроку в початковій школі”. - Суми, 1996. - С. 36-37. - 0,07 авт. арк.

51. Тверезовська Н.Т. Питання творчої активності дитини в процесі педагогічного спілкування з метою збудження її до самовдосконалення // Матеріали міжрегіональної наук.конфер. “Культура педагогічного спілкування як фактор гуманітаризації сучасної освіти”. - Суми, 1996. - С.158-159.

52. Тверезовська Н.Т. Від творчої особистості вчителя до творчої активності молодших школярів // Зб. матеріалів регіональної наук.-практ.конфер. “Актуальні проблеми формування творчої особистості вчителя початкових класів”. - Вінниця, 1996. - С. 3-8.

53. Тверезовська Н.Т. Формування естетичного ставлення молодих школярів до природи засобами екології (на матеріалі факультативного курсу „Вірші. Казки. Фантастика” // М-ли наук.-практ. конф. “Проблеми екологічної освіти та виховання учнівської молоді”. - Глухів. - 1995. - С.69-72.

54. Тверезовська Н.Т., Тверезовський В.А. Екологічна спрямованість натуралістичної екскурсії в умовах міста // М-ли наук.-практ. конф. “Проблеми екологічної освіти та виховання учнівської молоді”. - Глухів. - 1995. - С.77-80. - 0,1 авт. арк.

55. Тверезовська Н.Т., Гриньова В.М. Екологічна казка для першокласників // М-ли наук.-практ. конф. “Проблеми екологічної освіти та виховання учнівської молоді”. - Глухів. - 1995. - С.83-86. - 0,1 авт. арк.

56. Тверезовська Н.Т. Формування творчої особистості вчителя-вихователя в процесі педагогічного спілкування // Тези Всеукраїнської наук.-практ.конф. “Психолого-педагогічні фактори підвищення професійної майстерності вчителя-вихователя”. - Житомир: ЖДПІ, 1995. - С. 68-69.

57. Тверезовська Н.Т. Технологія використання гри при розвиваючому навчанні // Матеріали міжвуз. наук.-практ.конф. “Актуальні проблеми впровадження нових педагогічних технологій та інновацій в навчальний процес сучасної школи”. - Рівне: РДПІ, 1995. - С. 19-20.

58. Тверезовська Н.Т. Застосування інформаційних технологій в початковій школі // Тези доповідей IV міжвуз. конфер. “Нові інформаційні технології у навчальному процесі загальноосвітньої школи та вузу”. - К., 1995. - С.86-88.

59. Тверезовська Н.Т., Гриньова В.М. Педагогічне спілкування як один із факторів формування майстерності вчителя-вихователя // М-ли I міжнар.наук.-практ. конф. “Високі технології виховання”. - Харків. - 1994. - Ч.І. - С. 199-201. - 0,1 авт. арк.

60. Тверезовська Н.Т., Голуб В.О. Вплив особистості культури вчителя на розвиток творчої активності молодших школярів // М-ли I міжнар. наук.-практ. конф. “Високі технології виховання”. - Харків. - 1994. - Ч.2. - С. 24-25. - 0,05 авт. арк.

61. Тверезовська Н.Т. Розвиток творчої активності молодших школярів засобами природи при проведенні інтегрованого факультативного курсу // М-ли I міжнар.наук.-практ. конф. “Високі технології виховання”. - Харків. - 1994. - Ч.2. - С. 208-211.

62. Тверезовська Н.Т. Сучасна освіта і проблеми виховання творчої особистості // Доповіді та повідомлення на межрегіональній наук.-практ. конф., присвяченій 70-річчю Сумського державного педагогічного інституту ім. А.С. Макаренка. - Суми, 1994. - С. 293-298.

Анотація

Тверезовська Н.Т. Теоретичні та методичні основи створення і використання навчальних експертних систем у підготовці фахівців вищих навчальних закладів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора педагогічних наук за спеціальністю 13.00.04 - теорія і методика професійної освіти. - Харківський державний педагогічний університет ім. Г.С. Сковороди, Харків, 2003.

У дисертації досліджуються основи створення та використання у процесі навчання НЕС, її методологічні, теоретичні та методичні засади. Науково обґрунтовано концепцію створення НЕС як складової освітньо-інформаційних технологій. Розроблено інформаційну структуру НЕС та визначено вимоги до кожного інформаційного блоку; обґрунтовано необхідність визначення граничних умов; введено поняття “ключових інформаційних зон”; впроваджено в педагогічний науковий обіг математичний термін “гранична умова”; обумовлено необхідність і важливість його використання в процесі роботи НЕС; введено поняття “точка гармонії”, інформаційна, технологічна, міжособистісна площини; розроблено технологічну та методичну структуру НЕС, що дозволило розглянути процес підготовки фахівця як інформаційний потік. Теоретично обґрунтовано методи апроксимації теоретичної моделі студента на структуру навчальної експертної системи, яка забезпечує єдність загальнонаукової, психолого-педагогічної та прикладної його підготовки. Доведено, що використання НЕС є підґрунтям професійної підготовки майбутнього спеціаліста (сформованість системи знань і системи умінь). Розроблено технологію використання НЕС у практиці роботи ВНЗ.

Подальшого розвитку набули основні дефініції процесу створення та використання НЕС; система критеріїв і показників її продуктивності й ефективності.

Ключові слова: освітньо-інформаційні технології, експертна система, навчальна експертна система, база знань, модель студента.

Аннотация

Тверезовская Н.Т. Теоретические и методические основы создания и использования экспертной обучающей системы в подготовке специалистов высших учебных заведений. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора педагогических наук по специальности 13.00.04 - теория и методика профессионального образования. - Харьковский государственный педагогический университет им. Г.С. Сковороды, Харьков, 2003.

В диссертации исследуются основы создания и использования в процессе обучения обучающих экспертных систем (ОЭС), методологические, теоретические и методические основы. Методологической основой служит взаимосвязь и взаимодействие разных подходов к изучению проблемы ОЭС. Так, системный подход позволяет раскрывать закономерности, связи между отдельными структурными элементами учебной экспертной системы (база данных, база знаний, модель студента и др.); синергетический позволяет рассматривать учебный процесс с использованием ОЭС как открытый, систему, которая поддается саморазвитию, саморегуляции; личностно-деятельностный подход предусматривает такую организацию деятельности объекта, в которой он сознает себя как личность, проявляет и раскрывает свои возможности. Интеграция экспертных систем в процессе обучения создает ЭОС, которая диалектически связывает знания, умения и навыки личности, которые формируются, реализуются и совершенствуются в разнообразных видах профессиональной деятельности. ЭОС отличает направленность на конечный результат - профессионализацию личности специалиста. Основанием для её создания выступают подходы, динамический закон, дидактические закономерности, принципы. Технологическая основа включает в себя как разработку, так и использование ЭОС как динамической системы обучения и развития студента как будущего специалиста, контроль его знаний, умений и навыков.

Научно обоснована концепция создания ОЭС как компонента информационно-образовательных технологий.

В диссертации современный процесс обучения в вузе рассматривается как плоскость, которая имеет две координаты, одна из которых - уровень профессиональных знаний, другая - срок обучения студентов. С началом внедрения компьютерных технологий (Т-плоскость) в образовательный процесс состоялось его “продавливание”, что сразу же отозвалось “продавливанием” в противоположном направлении уровня методики преподавания (М-плоскость). Одновременно состоялось “искривление” пространства: с одной стороны, - удвоение количества информации каждые пять лет (закон Мура) (И-плоскость), с другой, - кризис межличностных отношений в системе “преподаватель-студент” (МО-плоскость). Возникла насущная необходимость учета в этих отношениях промежуточного звена - информационно-образовательных технологий. В результате плоскость образования превратилась в объемную фигуру, гранями которой выступают: 1) информационные технологии и противоположная им методика преподавания; 2) коэффициент усвоения профессиональных знаний студентами и соответственно противоположное им “падение уровня преподавателя” как носителя информации. Если сейчас не начать внедрения новейших методик и технологий с использованием ИОТ, то этот объем будет разрастаться, что является недопустимым. Доказано, что объединение этих плоскостей разрешает рассмотреть необходимость внедрения технологически совместимых информационных средств в методику преподавания и межличностные отношения. Сейчас такими средствами могут выступать только программные, а в контексте исследования - учебные экспертные системы. Именно использование ЭС разрешает превратить ее в ЭОС, которая выполняет роль персонального ассистента преподавателя, поскольку в идеале в этих четверых плоскостях должен работать один преподаватель.

Изучение философской, информационной, кибернетической, психолого-педагогической литературы позволило определить теоретико-методологические предпосылки создания ОЭС, которыми являются динамический закон, дидактические (содержательно-процессуальные), гносеологические, психологические, кибернетические, социологические, организационные закономерности, принципы обучения (научности, связи теории с практикой, активности, доступности, наглядности, прочности, систематичности и системности), а также системный, синергетический, личностно-деятельностый подходы.

Доказано, что основная педагогическая цель создания ЭОС - развитие личности студента путем создания благоприятной среды, используя которую он приобретает необходимые знания; задача - синтез целенаправленной системы управления учебными действиями, при выполнении которых состояние знаний и умений студента приближается к необходимому; функции - обучения, демонстрации учебного материала, тестирования, диагностики, тренировки.

На основе использования композиции технологии разработки педагогических систем (В.Беспалько), автором разработана структурная схема ЭОС, которая отвечает предъявляемым к ней требованиям.

Обосновано, что элементами ЭОС являются база знаний и модель студента.

В ходе исследования выявлено, что база знаний служит основой любой интеллектуальной системы, совокупностью единиц знаний, которые формализованы при помощи некоторого метода их представления, отображением объектов проблемной области и их взаимосвязей, действий над объектами и возможно неопределенностей, с которыми эти действия осуществляются, то есть основу ЭОС составляют знания, на основе которых формируются умения.

Доказано, что составляющей частью ЭОС является модель студента, под которой понимаем объединение его ментальных проекций на все плоскости. Конкретность этих проекций определяется общностью многих параметров.

В диссертационном исследовании рассмотрены модели ЭОС, которые дали возможность разработать ее структурно-логическую схему, в основе которой - переход к проблемному структурированию общеобразовательных и специальных знаний, что дает возможность подготовить студента к эффективному решению профессиональных задач в будущем.

Представлена методика подготовки ЭОС к работе, которая делится на десять этапов, первый-восьмой из которых предполагают работу преподавателя с нею, а девятый-десятый - совместную работу и преподавателя, и студента.

Доказано, что критериями оценки эффективности ЭОС служат: степень и прочность усвоения учебной информации и время, израсходованное на его усвоение.

Констатировано, что познавательные мотивы студентов изменяются таким образом: интерес к отдельным фактам перерастает в интерес к закономерностям, принципам.

Установлено, что эффективность использования ЭОС в процессе обучения зависит от уровня усвоения студентами системы знаний и сформированности системы умений.

Анализ результатов экспериментальных исследований дал основания говорить о целесообразности использования ЭОС в процессе обучения, поскольку она обеспечивает прочность усвоения системы знаний и сформированность умений студентов, равномерность распределения нагрузки, постепенное усложнение учебной информации, устраняет ошибки в оценивании знаний, обеспечивает уверенность в своих знаниях за счет систематичности в подготовке к занятиям.

Полученные результаты дают основание считать, что исходная методология правильна, поставленные задачи выполнены, цель достигнута. Полученные теоретические и практические выводы имеют значение для использования ЭОС при дистанционном обучении, а также для повышения уровня профессиональной подготовки студентов к своей работе.

Ключевые слова: информационно-образовательные технологии, экспертная система, обучающая экспертная система, база знаний, модель специалиста.

Summary

Tveresovskaya N.T. Theoretical and methodic grounds for creation and using the educational expert systems in training of experts of Higher schools. - Manuscript.

The thesis for Doctor degree in Pedagogics, speciality 13.00.04.- the Theory and Methods of Professional Education.- Kharkiv Skovoroda State Pedagogical University, Kharkiv, 2003.

The thesis is a theoretical and experimental research of basis of creation and using EES in the process of education, its methodological, theoretical and methodic principles. The conception of EES creation as a component of educational and information technologies has been substantiated.

The information structure of EES has been worked out; the requirements for every information section have been defined; the necessity of determination of border conditions has been substantiated; the conception of “key information zones” has been introduced; the mathematic term “border condition” has been introduced into pedagogic scientific circulation; the necessity and importance of its using in the process of working of EES system has been conditioned; the concept “point of harmony”, information, technological and interpersonal areas has been introduced; the technological and methodic structure of EES has been worked out, it has made possible to examine the process of experts? training as information flow.

The students? methods of theoretical model approximation on the structure of educational expert system which provides the unity of his (student's) scientific, psychological, pedagogical and applied training have been grounded. It has been proved that the using of EES is a ground for future experts? training (the creation of the system of knowledge and skills).

The technology of using of EES has been worked out at Higher educational school.

The main definitions of process of creation and using EES acquired further development ; the system of criteria and indications of its productivity and efficiency.

Key words: educational-information technologies, expert system, educational expert system, base of knowledge, the model of student.

Размещено на Allbest.ru

...