Общая структура АОС.

Задача обучения может быть сформулирована как задача управления. Ученик при этом выступает в качестве объекта управления (ОУ), а АОС выполняет функции устройства управления (УУ) - рисунок 1. На рисунке приняты следующие обозначения:

Y– состояние внешней среды;

Y – состояние ученика;

I_Y,I_y, - соответствующие измерители;

Y’, Y’- результаты измерения величин Y, Y;

X- управляющие (обучающие и контролирующие) воздействия;

D_x - ресурсы (ограничения на управление);

Z*– цель управления, состоящая в переводе ученика в требуемое состояние Y.

Рисунок 1 – Общая структура АОС

Во введенных обозначениях общее правило функционирования АОС можно представить в следующем виде. АОС, получая на входе информацию о состоянии среды Y’и ученика Y’, а также информацию о цели Z* и ресурсах D_x, выдает на выходе допустимое управление

X=A(Y’, Y’, Z*)Î D_x,

переводящее ученика из текущего состояния в каком-то смысле близкое к Y состояние. Здесь А - алгоритм управления (процессом обучения).

Цель адаптивной обучающей системы – передать обучаемому знания, которые в нее заложены. Определить степень достижения этой цели система может с помощью модели обучаемого. Для этого в МОбуч, следует включить целевую модель обучаемого, при достижении которой задача системы считается выполненной.

Для разработки модели адаптивной среды обучения необходимо в первую очередь выделить и формализовать входные управляющие воздействия, моделирующие опосредственное присутствие в обучающей среде обучающего, через систему рекомендуемых этапов и необходимых операций для решения учебной задачи. Но, учитывая, что присутствие обучающего в автоматизированной среде обучения при выполнении учебной задачи опосредовано, а основные процедуры управления выполняет компьютерная программа, следовательно, и эффективность компьютерного обучения будет зависеть от степени формализации, гибкости и разнообразия выполнения управляющих воздействий со стороны компьютерных средств обучения.

Учитывая характеристики объекта управления - обучающегося задачами управления в автоматизированной системе обучения, являются:

· формирование целей управления;

· установление исходного состояния объекта управления;

· определение программы воздействий, предусматривающей основные переходные состояния объекта управления;

· систематический сбор информации обратной связи;

· переработка информации обратной связи с целью выработки и реализации корректирующих воздействий;

· определения стратегии обучения.

В основе организации процессов управления лежит математическая модель процесса обучения. На алгоритмическом уровне ее можно описать следующим образом:

· на основании текущего состояния обучаемого и методики обучения генерируется очередная задача, требующая ответных действий обучаемого;

· ответ обучаемого сравнивается с эталонным решением, и на основании различий диагностируются ошибки обучаемого;

· по результатам диагностики корректируются текущие характеристики обучаемого.

Рис. 2. Схема управления учебным процессом

На рисунке 3 представлена формализованная структурная схема поддержки процесса управления объектом обучения.

Будем считать объект обучения специфическим запоминающим устройством, обладающим рядом свойств, которые проявляются лишь в процессе его обучения. Самообучение представим в виде процесса управления формализованными параметрами объекта обучения (входные потоки, возмущающие воздействия и внутреннее состояние объекта) для определения стратегии и тактики поведения системы.

Рис.3. Структурная схема процесса управления объектом обучения

где:

U, С - каналы управления, обучения и контроля соответственно;

Y - канал обратной связи в виде результатов контроля;

R - канал управления обучаемым;

A - алгоритм управления;

Z - цель обучения;

Q - относительный вес обучающей информации;

J - обучающая информация;

P - состояние обучаемого;

Fy, Fp - операторы состояния и результатов контроля обучаемого соответственно.