Человеческий фактор. Том 3. Часть 1 - Сальвенди Г.
ISBN 5-03-001815-8
Скачать (прямая ссылка):
190 Глава 3
Другим примером ИПОК является система WHY, обучающая студентов понятиям метеорологии, относящимся к выпадению атмосферных осадков. Тема атмосферных осадков небогата фактическим материалом, однако причинные и временные связи между вызывающими их метеорологическими факторами представляют большой интерес. Например, ни один из этих факторов по отдельности не может рассматриваться как необходимая и достаточная причина атмоеферных осадков. Система WHY была создана Стивенсом и Коллинзом ГН7], изучавшими возможности программной реализации некоторых аспектов теории обучения, чтобы выявить ее слабые стороны и найти пути ее совершенствования. По мнению Коллинза [27], лучший способ изучения сложных процессов, которые, подобно атмосферным осадкам, обусловлены взаимосвязанными факторами, состоит в рассмотрении частных случаев и попытках их обобщения.
Функционирование отдельных компонентов этой системы охарактеризовано в табл. 3.10. Оно основано на 24 эвристиках, управляющих взаимодействием «студент — система». Например, одним из этих эвристических правил является следующее:
ЕСЛИ Студент приводит пример причинной связи между несколькими факторами, которые не являются необходимыми
ТО. Привести контрпример с неправильным значением одного из факторов и спросить студента, почему указанная им причинная связь в данном случае не работает.
Система SOPHIE, разработанная с целью создать для учащихся обстановку, поощряющую самостоятельную работу мысли и выдвижение собственных гипотез относительно поставленной задачи, поддерживает обратную связь с учащимися, подробно излагая свою оценку предлагаемых ими решений. Проблемно-ориентированные знания, которыми она обладает, в сочетании с мощными проблемно-независимыми механизмами логического вывода позволяют ей отвечать на вопросы, которые могли бы поставить в тупик инструктора-человека. Структура системы SOPHIE отображена на рис. 3 9.
Гипотезы, которые студент формулирует на естественном языке, поступают в обучающий модуль системы SOPHIE (табл. 3 10). Экспертный модуль оценивает их с помощью метода порождения и проверки гипотез. Результаты оценки он сообщает студенту тоже через обучающий модуль. Система SOPHIE I была молчаливым экспертом; однако SOPHIE II — это уже общительный эксперт, реализующий метод дефектов и предусматривающий организацию деловой игры по части поис-
Экспертные системы
191
Рис 39 Системы SOPHIE I и SOPHIE II [2]
ка и устранения неисправностей оборудования силами двух" групп студентов.
Система WEST — это ИПОК, ведущий свое происхождение от настольной игры «Завоевания Запада» и обучающий применению математических формул. Эта система стремится найти такую стратегию обучения, при которой оптимально выбираются моменты оказания помощи студенту советом и содержание выдаваемых рекомендаций. Модуль-имитатор этой системы (табл. 3.10) ненавязчиво оценивает знания студента, ни о чем того не спрашивая. Модель поведения студента выводится из.
192 Глава 3
сравнения этого поведения с поведением специалиста в аналогичной ситуации.
Методика преподавания материала в системе WEST основана на использовании примеров, иллюстрирующих отдельные темы (табл. 3.10). Момент, когда следует помочь учащемуся советом, определяется в соответствии со следующими принципами.
1. Общий принцип преподавания — сообщать учащемуся новые сведения лишь тогда, когда их усвоение существенно повысит уровень его знаний и профессиональных навыков.
2. Поддерживать интерес учащегося, но не прерывать его самостоятельные действия слишком часто.
3 Необходимо немедленно поправлять лишь грубые ошибки учащегося; в этом случае ему следует демонстрировать наилучший способ действий, объяснив, почему он оптимален.
4. Обучающий модуль должен проявлять «снисходительность» к учащемуся.
Основное внимание в этой системе уделяется обратной связи с обучаемым лицом и незаметному моделированию его поведения.
Перечисленные нами принципы построения ИПОК не воплощены в полной мере ни в одной из рассмотренных выше систем; в каждой из них реализован лишь один или два из них. Тем не менее эти системы уже доказали свои широкие потенциальные возможности в сфере преподавания и иногда демонстрируют значительную глубину «понимания» причин несовершенства знаний учащегося. Чтобы расширить область их применения, необходима дополнительная работа по созданию таких систем, в которых удовлетворительно решены не только какой-нибудь один, а все вопросы, относящиеся к представлению знаний и учебного материала, моделированию поведения учащегося и умению правильно строить учебный диалог.
3 4.4. Приложения в области теоретической химии
Здесь приложения систем, основанных на базах знаний, охватывают две широкие области — органический анализ и органический синтез. Задача органического анализа, называемая также задачей описания молекулярной структуры, заключается в том, чтобы определить, из каких атомов состоит данная молекула, и перечислить все способы размещения этих атомов в трехмерной структуре. Потом из полученных размещений отбираются те, которые удовлетворяют заданным ограничениям. (Эти огра-личения формулируются с учетом свойств атомов, составляющих молекулу.) Перечислить атомы, из которых состоит молеку-
