978-5-7764-0767-3
.pdf
|
|
|
|
Продолжение табл. 5.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
структуру ИИС |
|
|
|
|
общую схему функционирования ИИС |
Способен ставить и решать прикладные |
Иметь представление: |
|||
задачи с использованием современных |
|
об основных терминах и понятиях, |
||
информационно-коммуникационных |
|
процессах связанных с реализацией различных |
||
технологий (ПК-6); |
|
|
стратегий вывода знаний |
|
|
|
|
|
процессах связанных с объяснением полученных |
|
|
|
|
результатов. |
|
|
|
Знать: |
|
|
|
|
|
области применения ИИС, |
|
|
|
|
этапы проектирования ИИС, |
|
|
|
|
методы и инструментальные средства проектиро- |
|
|
|
|
вания ИИС. |
|
|
|
Уметь: |
|
|
|
|
|
выбрать инструментальное средство разработки |
|
|
|
|
ИИС для конкретной предметной области, |
|
|
|
|
спроектировать базу знаний, |
|
|
|
|
выбрать стратегию вывода знаний |
Способен осуществлять и обосновы- |
Иметь представление: |
|||
вать выбор программных средств и |
|
процессах связанных с реализацией различных |
||
операционной среды при проектирова- |
|
стратегий вывода знаний |
||
нии информационной системы, про- |
|
процессах связанных с объяснением полученных |
||
граммировать и тестировать приложе- |
|
результатов. |
||
ния (ПК-7); |
|
Знать: |
||
|
|
|
|
области применения ИИС, |
|
|
|
|
методы и инструментальные средства проектиро- |
|
|
|
|
вания ИИС. |
|
|
|
Уметь: |
|
|
|
|
|
выбрать инструментальное средство разработки |
|
|
|
|
ИИС для конкретной предметной области |
Способен моделировать и проектиро- |
Иметь представление: |
|||
вать виды обеспечения информацион- |
|
процессах связанных с проектированием базы зна- |
||
ных систем: математическое, техниче- |
|
ний |
||
ское, программное, лингвистическое, ин- |
процессах связанных с описанием БЗ |
|||
формационное, организационно-право- |
Знать: |
|||
вое (ПК-8); |
|
|
методы представления знаний в ИИС |
|
|
|
|
|
методы и инструментальные средства проектиро- |
|
|
|
|
вания ИИС |
|
|
|
Уметь: |
|
|
|
|
|
выбрать инструментальное средство разработки ИИС |
|
|
|
|
для конкретной предметной области |
Способен |
документировать |
процессы |
Иметь представление: |
|
создания |
информационных |
систем на |
|
об основных терминах и понятиях, |
всех стадиях жизненного цикла (ПК-9); |
|
процессах связанных с проектированием базы зна- |
||
|
|
|
|
ний, |
|
|
|
|
процессах связанных с формализованным описа- |
|
|
|
|
нием предметной области |
|
|
|
|
процессах связанных с описанием БЗ |
|
|
|
|
процессах связанных с наполнением БЗ, |
231
|
|
Продолжение табл. 5.1 |
|
|
|
|
|
процессах связанных с реализацией различных |
|
|
стратегий вывода знаний процессах связанных с |
|
|
объяснением полученных результатов. |
|
Знать: |
|
|
|
структуру ИИС |
|
общую схему функционирования ИИС, |
|
|
методы представления знаний в ИИС, |
|
|
|
этапы проектирования ИИС, |
|
методы и инструментальные средства проектиро- |
|
|
|
вания ИИС. |
|
Уметь: |
|
|
выбрать форму представления знаний |
|
Способность использовать технологи- |
Иметь представление: |
|
ческие и функциональные стандарты, |
|
о процессах связанных с проектированием базы |
современные модели и методы оценки |
|
знаний, |
качества и надежности при проектиро- |
|
о процессах связанных с формализованным описа- |
вании, конструировании и отладке про- |
|
нием предметной области |
граммных средств (ПК-10); |
|
о процессах связанных с описанием БЗ |
|
Знать: |
|
|
общую схему функционирования ИИС, |
|
|
методы представления знаний в ИИС, |
|
|
|
этапы проектирования ИИС, |
|
Уметь: |
|
|
|
спроектировать базу знаний, |
|
|
выбрать стратегию вывода знаний, разработать |
|
|
методы поддержания базы знаний в работоспособ- |
|
|
ном состоянии. |
Способен проводить обследование ор- |
Иметь представление: |
|
ганизаций, выявлять информационные |
|
процессах связанных с описанием БЗ |
потребности пользователей, формиро- |
|
процессах связанных с наполнением БЗ, |
вать требования к информационной си- |
Знать: |
|
стеме (ПК-11); |
|
методы представления знаний в ИИС, |
|
|
области применения ИИС, |
|
Уметь: |
|
|
выбрать форму представления знаний |
|
Готов к участию в процессе создания и |
Иметь представление: |
|
управления ИС на всех этапах жизнен- |
|
процессах связанных с проектированием базы зна- |
ного цикла (ПК-14); |
|
ний, |
|
|
процессах связанных с формализованным описа- |
|
|
нием предметной области |
|
процессах связанных с описанием БЗ |
|
|
процессах связанных с наполнением БЗ, |
|
|
|
процессах связанных с реализацией различных |
|
|
стратегий вывода знаний процессах связанных с |
|
|
объяснением полученных результатов. |
|
Знать: |
|
|
|
структуру ИИС |
|
общую схему функционирования ИИС, |
|
|
|
области применения ИИС, |
232
Продолжение табл. 5.1
|
|
|
этапы проектирования ИИС, |
|
|
методы и инструментальные средства проектиро- |
|
|
|
|
вания ИИС. |
|
|
Уметь: |
|
|
|
выбрать форму представления знаний |
|
|
|
|
выбрать инструментальное средство разработки |
|
|
|
ИИС для конкретной предметной области, |
|
|
|
спроектировать базу знаний, |
|
|
|
выбрать стратегию вывода знаний, разработать |
|
|
|
методы поддержания базы знаний в работоспособ- |
|
|
|
ном состоянии. |
Способен |
выявлять необходимые для |
Иметь представление: |
|
организации информационные ресурсы |
|
об основных терминах и понятиях, |
|
и источники знаний в электронной сре- |
|
процессах связанных с реализацией различных |
|
де, обеспечивать их формирование и |
|
стратегий вывода знаний процессах связанных с |
|
использование (ПК-15); |
|
объяснением полученных результатов. |
|
|
|
Знать: |
|
|
|
|
структуру ИИС |
|
|
общую схему функционирования ИИС, |
|
|
|
методы представления знаний в ИИС, |
|
|
|
|
области применения ИИС, |
|
|
|
этапы проектирования ИИС. |
|
|
Уметь: |
|
|
|
выбрать форму представления знаний |
|
|
|
|
спроектировать базу знаний, |
|
|
|
разработать методы поддержания базы знаний в |
|
|
|
работоспособном состоянии. |
Способен эксплуатировать и сопровож- |
Иметь представление: |
||
дать информационные системы, ин- |
|
об основных терминах и понятиях, |
|
формационные сервисы (ПК-16); |
|
процессах связанных с наполнением БЗ, |
|
|
|
|
процессах связанных с объяснением полученных |
|
|
|
результатов. |
|
|
Знать: |
|
|
|
|
структуру ИИС |
|
|
общую схему функционирования ИИС, |
|
|
|
|
области применения ИИС, |
|
|
Уметь: |
|
|
|
|
разработать методы поддержания базы знаний в |
|
|
|
работоспособном состоянии. |
Способен |
анализировать прикладную |
Иметь представление: |
|
область на концептуальном, логиче- |
|
об основных терминах и понятиях, |
|
ском, математическом, алгоритмиче- |
|
процессах связанных с проектированием базы зна- |
|
ском и физическом уровнях (ПК-24); |
|
ний, |
|
|
|
|
процессах связанных с формализованным описа- |
|
|
|
нием предметной области |
|
|
процессах связанных с описанием БЗ |
|
|
|
|
процессах связанных с объяснением полученных |
|
|
|
результатов. |
|
|
|
|
233
Окончание табл. 5.1
|
Знать: |
|
|
|
структуру ИИС |
|
общую схему функционирования ИИС, |
|
|
методы представления знаний в ИИС, |
|
|
Уметь: |
|
|
выбрать форму представления знаний |
|
|
|
разработать методы поддержания базы знаний в |
|
|
работоспособном состоянии. |
Способен анализировать рынок про- |
Иметь представление: |
|
граммно-технических средств, инфор- |
|
об основных терминах и понятиях, |
мационных продуктов и услуг для ре- |
|
процессах связанных с проектированием базы зна- |
шения прикладных задач и создания |
|
ний, |
информационных систем (ПК-26). |
|
процессах связанных с формализованным описа- |
|
|
нием предметной области |
|
процессах связанных с описанием БЗ |
|
|
процессах связанных с наполнением БЗ |
|
|
Знать: |
|
|
|
структуру ИИС |
|
общую схему функционирования ИИС, |
|
|
|
этапы проектирования ИИС, |
|
Уметь: |
|
|
|
выбрать инструментальное средство разработки |
|
|
ИИС для конкретной предметной области |
На основании данных таблицы 2 формируются общие элементы компе-
тенций, которые представлены ниже.
Иметь представление:
об основных терминах и понятиях,
процессах связанных с проектированием базы знаний,
процессах связанных с формализованным описанием предметной обла-
сти,
процессах связанных с описанием БЗ,
процессах связанных с наполнением БЗ,
процессах связанных с реализацией различных стратегий вывода знаний,
процессах связанных с объяснением полученных результатов.
Знать:
структуру ИИС,
общую схему функционирования ИИС,
методы представления знаний в ИИС,
234
области применения ИИС,
этапы проектирования ИИС,
методы и инструментальные средства проектирования ИИС.
Уметь:
выбрать форму представления знаний,
выбрать инструментальное средство разработки ИИС для конкретной предметной области,
спроектировать базу знаний,
выбрать стратегию вывода знаний,
разработать методы поддержания базы знаний в работоспособном со-
стоянии.
Рис. 5.9. Список концептов компетенций
В дальнейшем создание описания компетенции связано с выполнением ряда операций. Используя СУБЗ “AIGeneral” создается структура компетен-
235
ции. В данном случае для получения такой визуализации были проделаны
следующие шаги:
создание концептов с наименованием Пi i=1..16 и ОПj j={1,4,6,10} и со-
ответствующим комментарием, который служит для пояснения смысло-
вого значения каждого концепта.
определение для каждого концепта предусловия, постусловия, а так же имен верхнего и нижнего уровня.
в результате выполненных действий формирование списка концептов,
отображающих компетенции для дисциплины ИИС (рис. 5.9), и модели компетенций (рис. 5.10).
Рис. 5.10. Визуальное представление модели компетенции «Уметь спроектировать БЗ»
236
На рис. 5.11 представлена структура компетенций для курса ИИС в об-
щем виде.
П1 Уметь спроектировать
БЗ
ОП 1 Уметь спроектировать
БЗ
П2 |
|
П6 |
|
П5 |
|
|
|
П4 |
|
|
|
||||||
Уметь выбрать |
Уметь накапливать |
П3 |
Уметь выбрать методы |
|
|
|
|||||||||||
Уметь наполнять БЗ |
|
|
|
||||||||||||||
инструментальное средство |
|
знания |
Уметь определить ПО |
представления знаний |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ОП4 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
ОП6 |
|
|
|
|
|
|
Уметь выбрать методы |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
представления знаний |
|
|
|
|||||
|
|
Уметь выбрать |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
интсрументальное средство |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П8 |
П9 |
П10 |
П11 |
П12 |
|||||||||||
П7 |
Уметь выбрать |
Уметь применять методы |
|||||||||||||||
Уметь сделать |
Принять решение о |
Знать методы анализа |
|||||||||||||||
Уметь сделать анализ |
формальные методы ПЗ |
нализа |
|||||||||||||||
сравнительную |
выборе ПО |
|
|
|
|||||||||||||
ПО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
характеристику ПО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ОП10 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Уметь выбрать |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
формальные методы ПЗ |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
П13 |
П14 |
|
П15 |
|
П16 |
||||||
|
|
|
|
|
Уметь выбрать логическую |
Уметь выбрать сетевые |
Уметь выбрать |
Уметь выбрать |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
модель |
модели |
продукционные модели |
фреймовые модели |
||||||||
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
Элементарные единицы концепта
Рис. 5.11. Структура компетенций для курса ИИС
Ниже представлен пример разработки компетенций «Уметь спроекти-
ровать БЗ», «Уметь выбрать инструментальное средство», «Методы пред-
ставления знаний» в формате интегрированной модели представления зна-
ний.
237
Таблица 5.2
Управляющие воздействия для формирования компетенций
Код |
Условия |
|
Условия возможности |
Содержание |
||
операции |
контроля |
выполнения |
|
|||
|
Имя |
|
ОДЗ |
Имя |
ОДЗ |
|
|
параметра |
|
|
параметра |
|
|
ОП1 |
П2 |
|
1 |
П1 |
1 |
Уметь спроектировать БЗ |
|
П3 |
|
|
|
|
|
|
П4 |
|
|
|
|
|
|
П5 |
|
|
|
|
|
|
П6 |
|
|
|
|
|
ОП4 |
П10 |
|
1 |
П4 |
1 |
Уметь выбрать методы представления |
|
П11 |
|
|
|
|
знания |
|
П12 |
|
|
|
|
|
ОП6 |
П7 |
|
1 |
П6 |
1 |
Уметь выбрать инструментальное |
|
П8 |
|
|
|
|
средство |
|
П9 |
|
|
|
|
|
ОП10 |
П13 |
|
1 |
П10 |
1 |
Уметь выбрать формальные методы ПЗ |
|
П14 |
|
|
|
|
|
|
П15 |
|
|
|
|
|
|
П16 |
|
|
|
|
|
В качестве исходного состояния начала формирования компетенций
принимаются:
знание пяти методов представления знаний – логическая, сетевая, се-
мантическая, продукционная, фреймовая;
умение наполнять БЗ;
умение определить ПО;
умение накапливать знание;
умение выбирать инструментальное средство – уметь сделать анализ ПО, уметь дать сравнительную характеристику, умение принять реше-
ние о выборе средства.
Для описания этого факта текущие значения параметров П7–П9, П11–
П16, П2-П5 равны 1, а значения остальных параметров равны 0.
База знаний (метаданных) об учебных объектах является важной частью интеллектуальной обучающей системы. Это связано с тем, что она должна обеспечивать хранение, актуализацию и применение в образовательных про-
238
цессах учебных объектов в соответствии с индивидуальной программой обу-
чения. Как отмечалось ранее, учебные объекты хранятся в репозитории и его создание включает две задачи. Одна связана с разработкой инструментария создания репозитория учебных объектов, а другая – с наполнением репозито-
рия учебными объектами. Задача разработки инструментария была подробно рассмотрена ранее, а задача наполнения репозитория включает ряд этапов,
основными из которых являются:
идентификация области знаний, которые должны храниться в репозито-
рии;
извлечение и структуризация знаний – построение онтологии системы учебных объектов;
формализация знаний в виде описаний учебных объектов;
выбор инструментального средства и создание с его помощью репозито-
рия;
использование репозитория На этапе идентификация области знаний, которые должны храниться в
репозитории анализируются:
целевые компетенции обучаемых;
имеющиеся и выделяемые ресурсы, для организации учебного процесса
(имеются сведения о тренажерах стоимостью в десятки миллионов дол-
ларов);
исходные знания, умения, навыки и способности к их использованию у обучаемых.
Кроме того на этапе идентификация области знаний определяются:
размеры области знаний, которые предполагается описать в виде учеб-
ных объектов,
множество концептов (сущностей), на основании которых будут описы-
ваться учебные объекты.
239
Для извлечения и структуризации знаний об учебных объектах исполь-
зуется концептуальное представление учебных объектов IT-дисциплин, ос-
нованное на интегрированном подходе к описанию знаний. Осуществляется извлечение и структуризация знаний с целью создания целостного и систем-
ного описания используемых знаний, отражающего сущность учебных объ-
ектов (преподаваемой дисциплины). Итогом является построение онтологии системы учебных объектов. Результат концептуализации учебных объектов фиксируется в виде наглядных графических схем. На рис. 5.12 показана он-
тология системы учебных объектов из области знаний «Технология создания программного обеспечения». Для этой онтологии использовались укрупнен-
ные учебные объекты.
Рис. 5.12. Онтология системы учебных объектов для формирования компетенций
240