Д.т.н., профессор, профессор кафедры «Кибернетика» Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия
Dr. Sci. (Eng.), Professor, Professor of the Cybernetics department National Research Nuclear University “MEPhI” Moscow, Russia
Основная цель данной работы – ознакомить читателей журнала «Открытое образование» с накопленным опытом создания и практического использования в учебном процессе кафедры «Кибернетика» НИЯУ МИФИ особого класса интеллектуальных обучающих систем, построенных на базе архитектур обучающих интегрированных экспертных систем, разработка которых осуществляется на основе авторской задачно-ориентированной методологии и интеллектуальной программной среды инструментального комплекса АТ-ТЕХНОЛОГИЯ, обеспечивающих автоматизированную поддержку всех этапов жизненного цикла построения и сопровождения систем этого типа.В контексте базовых моделей, методов, алгоритмов и средств, реализующих концептуальные основы задачно-ориентированной методологии, и которые эволюционно развиваются и экспериментально исследуются в процессе построения различных архитектур обучающих интегрированных экспертных систем, в том числе веб-ориентированных, рассматриваются некоторые особенности обобщённой модели интеллектуального обучения и её компонентов (в частности, компетентностно-ориентированная модель обучаемого, адаптивная модель обучения, модель онтологии курса/дисциплины и др.), а также методы и способы их реализации в текущих версиях обучающих интегрированных экспертных систем. Для обобщённой онтологии «Интеллектуальные системы и технологии» описываются примеры реализации типовых задач интеллектуального обучения (индивидуальное планирование методики изучения учебного курса, интеллектуальный анализ учебных задач, интеллектуальная поддержка принятия решений) в текущих версиях обучающих интегрированных экспертных систем.Даётся краткое описание концептуальных основ модели интеллектуальной программной среды комплекса АТ-ТЕХНОЛОГИЯ и приводится описание некоторых компонентов модели с акцентом на базовые компоненты – интеллектуальный планировщик, типовые проектные процедуры и повторно-используемые компоненты, на основе которых обеспечивается автоматизированная поддержка процессов прототипирования обучающих интегрированных экспертных систем. Приводится краткая характеристика моделей и подходов, использованных при формализации процессов планирования и управления прототипированием.Описываются схемы выполнения типовой проектной процедуры «Построение обучающих ИЭС и веб-ИЭС» в различных режимах функционирования, а также анализируется технология использования повторно-используемых компонентов при создании обучающих интегрированных экспертных систем. Приводятся количественные оценки различных компонентов/параметров обучающих интегрированных экспертных систем и анализируются дальнейшие перспективы их применения.
The main aim of this paper is to acquaint readers of the journal “Open Education” with the accumulated experience of construction and practical use in the educational process of Cybernetics Department of the National Research Nuclear University MEPhI of a special class of intelligent tutoring systems, based on the architectures of tutoring integrated expert systems. The development is carried out on the problem-oriented methodology basis and intelligent software environment of AT-TECHNOLOGY workbench. They provide automation of support of all the stages of construction and maintenance of the life cycle of such systems.In the context of basic models, methods, algorithms and tools that implement the conceptual foundations of a problem-oriented methodology, and which are evolutionarily developed and experimentally investigated in the process of constructing various architectures of training integrated expert systems, including webbased ones, some features of the generalized model of intellectual learning and its components are considered (in particular, the competence-based model of the trainee, the adaptive tutoring model, the ontology model of the course /discipline et al.) as well as methods and means of their realization in the current versions of tutoring integrated expert systems.In current versions of tutoring integrated expert systems examples of implementation of typical intelligent tutoring problems are described for the generalized ontology “Intelligent systems and technologies” (individual planning of the method of studying the training course, intelligent analysis of training tasks, intelligent support for decision making).A brief description of the conceptual foundations of the model of the intelligent software environment of the AT-TECHNOLOGY workbench is given and a description of some components of the model is presented with a focus on the basic components – intelligent planner, standard design procedures and reusable components, which provide automated support for the prototyping processes of tutoring integrated expert systems. A brief description of the models and approaches, used in the formalization of the planning and management processes of prototyping is presented.Schemes for the implementation of the standard design procedure “Construction of training IES and web-IES” in different modes of operation are described, as well as the technology of using reusable components for the development of tutoring integrated expert systems. Quantitative estimations of various components/ parameters of tutoring integrated expert systems are given and further prospects for their application are analyzed.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.