Основні поняття, компоненти та архітектура

Почали розвиватися спеціалізовані системи, кожна з яких була експертом в певній предметній галузі, які отримали назву експертних систем (EC). По суті експертні системи є комп’ютерними програмами, що моделюють дії людини-експерта в вузькій предметній галузі на ґрунті накопичених знань, що складають базу знань (БЗ). Сформувалася технологія побудови експертних систем, що отримала назву інженерії знань.

Загальна структура такої системи показана на малюнку

З нього видно, що до складу експертних систем входять типові блоки: діалоговий процесор, база знань, планувальник Новим блоком є підсистема пояснення Її поява пов’язана з характером експертних систем. Їх основною задачею є допомога фахівцям за рахунок використовування знань про проблемну галузь, одержаних з найрізноманітніших джерел: книг, статі, науково-технічної документації, експертів-фахівців тощо. Таким чином, в експертних системах зберігається колективний досвід, накопичений в даній проблемній галузі, наприклад, в медицині або геології, археології або історії

На малюнку, окрім кінцевого користувача, показаний ще й експерт (Е). У реальних системах це може бути і цілий колектив експертів або інформаційний вхід для введення текстів з книг.

У галузі роботи зі знаннями існують наступні напрямки

· здобування знань із різних джерел;

· здобування знань від фахівців;

· подання знань;

· оперування знаннями;

· підтримка прийняття рішень.

Дослідження в напрямку видобування знань реалізуються двома розділами: формування якісних знань та інтеграція знань.

Формалізація якісних знань полягає у створенні методів, що дозволяють переходити від знань у текстовій формі до їх аналогів, ‘ придатних для введення в пам’ять та використання інтелектуальною системою

Здобування знань від фахівців необхідне тому, що знання, отримані з різних джерел відчужено від фахівця-експерта не дозволяють побудувати ефективну інтелектуальну систему. Знання, отримані від експертів, необхідно оцінити з точки зору відповідності їх до тих знань, що накопичені системою раніше, та формалізувати.

Окрім того знання, що отримані від різних експертів, можуть бути взаємно суперечливими, і тому виникає завдання їх узгодження.

Моделі продукції та логічні системи — ґрунтуються на класичній логічній моделі доведення. Це з одного боку логічні, числення на кшталт числення предикатів та його розширень, або ж системи продукцій, що задають елементарні кроки перетворень або умовиводів.

Для зберігання та використання знань у ЕС створюються спеціальні системи оперування та подання знань. Системи оперування знаннями та подання знань по суті є базами знань — природним розвитком концепції баз даних. Саме в базах знань зосереджені основні процедури оперування (маніпулювання) знаннями.

Процедури оперування знаннями підрозділяються наступні основні класи:

a) поповнення знань;

b) класифікація знань;

c) узагальнення (агрегування) знань;

d) виведення за допомогою знань.

Процедури класифікації забезпечують системне зберігання знань у ЕС, тобто утворення певних структур, що полегшує пошук потрібних знань та забезпечує підтримання працездатності БЗ. Ці процедури є двох основних типів:

1) родовидова класифікація (за типом "частина — ціле");

2) ситуативна класифікація (в одну множину об’єднуються знання, що релевантні до деякої типової ситуації).

У цій галузі штучного інтелекту дослідження тісно пов’язані з кластерним аналізом — теорією класифікації, яка існує в якості самостійної науки.

Основними характеристиками ЕС є:

· накопичення й організація знань – одна з найважливіших характеристик ЕС;

· знання – основа ЕС, вони є явними і доступними, що відрізняє ці системи від більшості традиційних програм;

· ЕС застосовує для вирішення проблем високоякісний досвід кваліфікованих експертів. Саме високоякісний досвід у поєднанні з умінням його застосовувати робить систему рентабельною. Цьому також сприяє гнучкість системи;

· Наявність прогностичних здібностей. ЕС може пояснити яким чином нова ситуація привела до змін;

· Провідні фахівці йдуть, але їх, досвід залишається й використовується в ЕС;

· ЕС можна використовувати для навчання й тренування.

Переваги ЕС.

· Хоча ЕС добре справляються зі своєю роботою, але в деяких областях діяльності людська компетентність перевершує будь-яку штучну.

· Навчання: людська компетентність поки перевершує штучну. Експерти адаптуються до умов, що змінюються, пристосовують свої стратегії до нових обставин.

· Експерти можуть безпосередньо сприймати комплекс вхідної сенсорної інформації (візуальної, звукової, дотикової, нюхової й тактильної). ЕС – тільки символи. Хоча в окремих напрямах розробки інженерних і виробничих інтелектуальних систем одержані реальні результати певної обробки сенсорної інформації.

· Експерти – люди можуть охопити картину в цілому, всі аспекти проблеми і зрозуміти, як вони співвідносяться з основною задачею.

Функціональні можливості ЕС визначаються двома її головними системними частинами: середовищем розвитку й середовищем рекомендацій

Хоча взагалі ЕС можуть містити наступні компоненти:

· підсистема видобування знань;

· БЗ;

· механізм висновку;

· призначений для користувача інтерфейс;

· робоча область

· підсистема пояснення;

· підсистема верифікації знань.

Видобування знань з експертів є складною задачею, яка часто створює «вузькі місця» при побудові ЕС.

Механізм висновку є мозком ЕС, його також називають «керуюча структура» або «інтерпретатор правил» (в ЕС, заснованих на правилах).

Механізм висновку має два головні елементи:

· інтерпретатор, який виконує вибрані позиції оренди, використовуючи відповідні правила БЗ.

· Планувальник, який підтримує управління агендою. Він оцінює результати правил висновку, що використовуються, в світлі їх, пріоритетів або інших критеріїв в агенді.

Робоча область – це область, розташована окремо для опису поточної задачі, як визначено вхідними даними.

Підсистема пояснення. Здатність відстежувати відповідність висновків їх джерелам є вирішальною і при проведенні експертизи, і при рішенні задачі.

11.3. Системи дистанційного економічного навчання

Електронне дистанційне навчання (E-Learnіng/ДН) розглядається як одна з форм організації неперервного навчального процесу, що базується на комп’ютерних і телекомунікаційних технологіях, що використовують кращі педагогічні традиції й інноваційні методи навчання.

Дистанційна форма передбачає переважне навчання слухачів і побудова ними знань поза залежністю від місця перебування (на відстані від самого навчального закладу, навчального середовища, поза безпосереднім контактом із викладачами й іншими слухачами тощо), із метою одержання кваліфікації і навичок, сполучаючи потребу працювати й учитися.

Звичайно, традиційні заняття нікуди не зникнуть, але віртуальні заняття починають грати сьогодні значну роль в освіті. Університети почали з успіхом поєднувати стаціонарні (традиційні) і дистанційні (віртуальні) заняття (B-Learnіng/змішане навчання). Корпорації застосовують цю модель для навчання технічного й управлінського персоналу (корпоративні тренінги).

Як можна коротко охарактеризувати основні зміни в освітній парадигмі, що принесла із собою ця форма навчання?

Уся система навчання побудована навколо слухача, а не навколо викладача, як у традиційній моделі;

Практично відсутні бар’єри, типові для традиційної моделі (географічні, тимчасові, вікові й ін.);

Змінена роль викладача і слухача, практично зведена до мінімуму "дистанція влади"

Границя відмінності між освітою і тренінгом стає усе більш розмитою;

Розвиток партнерств і залучення бізнесу та суспільного сектора в процес навчання;

Взаємодія між слухачами, слухачем і викладачем вимагає спеціальної системи спілкування (віртуальний клас).

Із самого початку потрібно підкреслити розходження між мультимедійним навчальним посібником - статичним (навіть при наявності елемента технічної інтерактивності) набором матеріалів на веб-сайті чи CD-ROM - і дистанційним курсом у мережі Інтернет, "душею" якого є спілкування між усіма задіяними суб’єктами процесу навчання.

Роль викладача, що у ДН виконують фасилитатор чи модератор, які об’єднані під терміном "інструктор" - той, хто несе відповідальність за організацію навчання за програмою, у курсі, семінарі тощо

Слухач (студент чи учасник) є частиною групи, він займається на програмі, вивчає курс, бере участь у семінарі тощо

Методика чи педагогіка для роботи зі змістом є основою взаємодії між слухачем і інструктором. Презентація змісту і завдань, теми і ситуаційні вправи, контрольні тести, самотести, проекти, звертання уваги на різні стилі навчання, навчання індивідуальне чи в групі, навчання в співробітництві чи за заздалегідь заданим алгоритмом - це педагогічні питання, спрямовані на досягнення навчальних цілей, елемент, найбільш відповідаючий за адаптацію до змін у навчальному середовищі.

Процес оцінки визначає ступінь успіху курсу, досягнення навчальних цілей і позитивну чи негативну реакцію слухача.

Навчальний дизайн - це набір систематичних процедур для розробки навчальний матеріалів і створення навчального середовища. Він поєднує теорію навчання з практикою підготовки ефективного викладання (підтримки ефективного навчання).

Дизайнери дистанційних курсів повинні реалізувати плюралістичний підхід до створення навчального середовища, що пристосовується до різноманітних шляхів досягнення цілей і стилів навчання.

Проблема, з якою зіштовхується електронне дистанційне навчання - це незалежність і ізоляція слухачів. У її рішенні допомагає новий підхід - конструктивістська концепція мережного навчання (слухачі розділяють контроль і несуть відповідальність за конструювання власних знань).

Щоби визначити готовність корпорації чи вузу до впровадження електронної дистанційної форми навчання, наведемо перелік критеріїв:

А. Організаційні:

Готовність адміністрації вузу до змін, застосуванню нових технологій для досягнення стратегічних навчальних цілей.

Бажання навчального закладу розширити клієнтську базу, уводячи дистанційно-модульні програми.

Наявність фондів і готовність інвестувати в інноваційні проекти.

Надання адміністративної підтримки викладачам, що впроваджують дистанційні форми навчання у свої освітні послуги.

Наявність “чемпіона” у вузі, готового зробити перші кроки в цьому напрямку і “тягти лямку” і далі.

Б. Технічні:

Розвинута інформаційна структура, що базується на комп’ютерних технологіях і комунікаційних мережах (комп’ютерна культура).

Програмне забезпечення й авторські права на зміст курсів (культура авторських прав).

В. Методологічні:

Розвинута система перепідготовки викладачів і бажання самих викладачів відповідати сучасним вимогам до освіти і підтримувати свою конкурентноздатність;

Існує у корпорації, вузі розуміння того, що широкомасштабна переробка курсу і його адаптація для викладання через Інтернет вимагає співробітництва між викладачами, ІТ-персоналом, методистами й адміністрацією як на етапі планування, так і на етапі впровадження ДН.

Розглядаючи переваги впровадження дистанційної форми навчання, слід зазначити:

Переваги для слухачів:

Гнучкість ДН дає можливість навчатись відповідно до власного графіка, в оптимальному темпі;

Цілодобовий доступ (24/7);

Можливість розширити мережу контактів з іншими учасниками – викладачами, представниками ділових кіл в галузі, що цікавить слухача;

Відсутність необхідності приходити на заняття, віртуальна аудиторія “переноситься” до слухача на робоче місце чи додому.

Переваги для викладачів і експертів:

ті ж, що й у слухача, а крім того – можливість розширити мережу консультування (аудиторія необмежена);

професійний розвиток і можливість постійно поповнювати і якісно поліпшувати курс (кейс) (а також навчальні матеріали);

можливість запрошувати на курс експертів і інших викладачів з усього світу;

імідж і конкурентноздатність.

Переваги для корпорації, ВНЗу:

залишатися конкурентноздатним;

працювати не тільки зі слухачами, але вже з потенційними слухачами – абітурієнтами;

запрошувати найкращих і відомих викладачів навіть з інших регіонів країни і з-за кордону;

надавати навчальні послуги слухачам, що, за певних причин, не можуть відвідувати традиційні аудиторні заняття;

значно розширити слухацьку базу, не прив’язуючись до визначеного місця розташування;

співробітничати з іншими компаніями, комерційними банками навчальними закладами і бізнесовими структурами;

ефективно застосовувати новітні технології;

поліпшити загальну якість викладання і навчання завдяки постійному підвищенню кваліфікації персоналу.

Звичайно, слухачами, викладачами, корпораціями і вузами список зацікавлених сторін у ДН не обмежується. У проекті також зацікавлені уряд, суспільний сектор і бізнес.