Экспертные системы тестирования - Дипломная работа

Актуальность темы исследования: В программе стратегического развития Республики Казахстан до 2030 года наш президент Назарбаев Н.А. предусмотрел развитие не только народного хозяйства и экономики, но и развитие информационных технологий в Казахстане. В данном проекте уделено большое внимание внедрению новых инновационных технологий, программного обеспечения для организаций и программ по обучению населения компьютерной грамотности. Одной из сфер применения экспертных систем стало образование. Экспертные системы тестирования не определяют знания обучаемого, а определяют степень усвоения материала, степень соответствия обучаемого требуемому эталону, как бы ставят диагноз, показывая изъяны и пробелы с обоснованием и предлагают пути их устранения. Однако широкое распространение этих программных средств сдерживается отсутствием простых и нетрудоемких методик составления тестовых заданий, с помощью которых можно "начинять" оболочки. экспертная система тестирование программаЦель исследований по ЭС состоит в разработке программ, которые при решении задач, трудных для эксперта-человека, получают результаты, не уступающие по качеству и эффективности решениям, получаемым экспертом. Также одним из наиболее популярных определений экспертной системы является следующее: "Под экспертной системой понимается система, объединяющая возможности компьютера со знаниями и опытом эксперта в такой форме, что система может предложить разумный совет или осуществить разумное решение поставленной задачи. Назначение экспертных систем заключается в решении достаточно трудных для экспертов задач на основе накапливаемой базы знаний, отражающей опыт работы экспертов в рассматриваемой проблемной области. Достоинство применения экспертных систем заключается в возможности принятия решений в уникальных ситуациях, для которых алгоритм заранее не известен и формируется по исходным данным в виде цепочки рассуждений (правил принятия решений) из базы знаний. Экспертные системы способны пополнять свои знания в ходе взаимодействия с экспертом.Эти системы могут объяснять ход решения задачи понятным пользователю способом. Точно так же мы должны иметь возможность спросить систему, основанную на знаниях, как было получено конкретное заключение. Системы, основанные на знаниях, строятся по модульному принципу, что позволяет постепенно наращивать их базы знаний. Должен быть, по крайней мере, один эксперт, который способен явно сформулировать свои знания и объяснить свои методы применения этих знаний для решения задач. Многие системы оказываются доступными только тем экспертам, которые создавали базу знаний.В экспертных системах первого поколения знания представлены следующим образом: 1) знаниями системы являются только знания эксперта, опыт накопления знаний не предусматривается. По степени сложности решаемых задач экспертные системы можно классифицировать следующим образом: По способу формирования решения экспертные системы разделяются на два класса: аналитические и синтетические. Статические системы решают задачи при неизменяемых в процессе решения данных и знаниях, динамические системы допускают такие изменения. По видам используемых данных и знаний экспертные системы классифицируются на системы с детерминированными (четко определенными) знаниями и неопределенными знаниями. По числу используемых источников знаний экспертные системы могут быть построены с использованием одного или множества источников знаний.Указанные типы инструментальных средств перечислены в порядке убывания эффективности, требуемой квалификации пользователя и трудозатрат, необходимых для создания ЭС. Действительно, при использовании инструментальных средств первого типа в задачу разработчика входит программирование всех компонентов ЭС на языке довольно низкого уровня. Использование инструментальных средств второго типа позволяет значительно повысить уровень языка, что, как правило, приводит к некоторому снижению эффективности. Инструментальные средства третьего типа позволяют разработчику не программировать все или часть компонентов ЭС, а выбирать их из заранее составленного набора. Поэтому прототипы ЭС создаются с помощью оболочек или средств автоматизации разработки, т.к. основная цель на этой фазе - минимизация трудозатрат, а промышленные или коммерческие ЭС - на языках представления знаний или языках программирования, обеспечивающих более высокую эффективность.На наших глазах возникают нетрадиционные информационные системы, связанные с обучением; такие системы естественно называть информационно-обучающими. Он находит применение в обучении самым разнообразным дисциплинам и служит базой для создания большого числа новых информационных технологий обучения. Активизация обучения связана с диалоговым характером работы компьютера и с тем, что каждый учащийся работает за своим компьютером. При традиционном классном обучении основное - это восприятие учащимися информации в устной форме, при этом ученику не часто приходится проявлять активность на уроке и учитель не в состоянии

Содержание

Введение

1. Экспертные системы

1.1 Назначение и архитектура экспертных систем

1.2 Использование экспертных систем

1.4 Классификация экспертных систем

1.5 Инструментальные средства разработки экспертных систем

2. Компьютерные обучающие системы

2.1 Основные принципы новых информационных технологий обучения

2.2 Типы обучающих программ

2.3 Перспективные исследования в области компьютерного обучения

2.3.1 Интеллектуалъные обучающие системы

2.3.2 Учебная мультимеда и гипермедиа

3. Контроль знаний

3.1 Компьютерное тестирование

3.2 Технология разработки тестовых заданий

3.2.1 Классификация видов тестов

3.2.2 Требования к тестовым заданиям

3.2.3 Рекомендации по составлению тестовых заданий

4. Инструментальные средства создания приложения и разработка программы тестирования

4.1 Общие сведения о Delphi

4.2 Используемые компоненты Delphi при разработки программы тестирования

4.3 Разработка программы тестирования

4.3.1 Постановка задачи

4.3.2 Описание программы

4.4 Техника безопасности работы на персональных компьютерах и вычислительной технике

Заключение

Список использованных источников

Приложение

Актуальность темы исследования: В программе стратегического развития Республики Казахстан до 2030 года наш президент Назарбаев Н.А. предусмотрел развитие не только народного хозяйства и экономики, но и развитие информационных технологий в Казахстане. В данном проекте уделено большое внимание внедрению новых инновационных технологий, программного обеспечения для организаций и программ по обучению населения компьютерной грамотности.

Одной из сфер применения экспертных систем стало образование. Обучение - многогранный процесс, и контроль знаний - лишь одна из его сторон. Однако именно в ней компьютерные технологии продвинулись максимально далеко, и среди них экспертные системы тестирования занимают ведущую роль. В ряде стран компьютерное тестирование потеснило традиционные формы контроля - устные и письменные экзамены и собеседования.

Экспертные системы тестирования не определяют знания обучаемого, а определяют степень усвоения материала, степень соответствия обучаемого требуемому эталону, как бы ставят диагноз, показывая изъяны и пробелы с обоснованием и предлагают пути их устранения.

Именно поэтому особую актуальность для преподавателей школ и вузов приобретают программы для создания компьютерных тестов - тестовые оболочки. Подобных программных средств существует множество, и программисты-разработчики готовы строить новые варианты, так называемых, авторских систем. Однако широкое распространение этих программных средств сдерживается отсутствием простых и нетрудоемких методик составления тестовых заданий, с помощью которых можно "начинять" оболочки. экспертная система тестирование программа

К процессу тестирования каждое учебное заведение может предъявлять свои требования. В настоящий момент на рынке программного обеспечения имеется определенная часть программ, позволяющих осуществлять проведение компьютерного тестирования. Однако они не всегда удовлетворяют ожидаемым запросам пользователей.

Актуальность заключается в инновационном подходе к созданию экспертной тестирующей программы для студентов.

Цель исследования: · Освоение принципов организации и функционирования экспертных систем, а также получения практических навыков их проектирования

· Овладение систематизированными представлениями о возможностях и областях использования экспертных систем и в частности в образовании, их архитектурных особенностях и средствах их создания.

· Создание программы тестирования, которая удовлетворяла бы всем требованиям, предъявляемым к процессу тестирования.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи исследования: - представлен широкий круг проблем, связанный с применением и перспективами использования ЭС и в особом случае - образовании;

- показана классификация ЭС, модели представления знаний, вывода решений и модели общения в ЭС;

- предложены теоретические и практические аспекты получения, формализации и структуризации проблемных знаний;

- создана тестирующая программа на языке Delphi в качестве экспертной системы тестирования.

Объектом исследования являются экспертные системы.

Предметом исследования - экспертные системы в образовании.

Степень изученности проблемы. Теоретическую и методологическую основу исследования составили, указанные в списке использованной литературы, научные труды ведущих казахстанских и зарубежных ученых по рассматриваемым вопросам.

Методы исследования: всеобщий диалектический, сравнительный, аналитический, исторический, и логический методы, а также системно-структурный, системно-функциональный методы и метод обобщения.

Научная новизна, практическая значимость: Существует ряд электронных учебников по системам искусственного интеллекта, научных статей, методических пособий, в которых затронута тема экспертных систем. В данной дипломной работе эта часть об экспертных системах собрана из разных источников и систематизирована. Выделена основная часть исследований по экспертным системам в образовании. Сделан анализ основных принципов новых информационных технологий обучения. Приведены основные типы обучающих программ и особенности компьютерного тестирования.

Новизна и практическая значимость также заключается в приятном пользовательском интерфейсе тестирующей программы, в добавлении новых функций и возможностей для пользователя.

Результаты исследований могут быть использованы при чтении курса "Системы искусственного интеллекта" на четвертом курсе университета специальности "Информационные системы", и в школьном курсе по предмету "Информатика", а также проведено тестирование по экспертной тестирующей программе в 38 школе города.

Данная программа облегчит и даст учащимся новый материал, как в теоретической части, так и в практической.

Практической базой написания дипломного проекта - современные тенденции применения информационных технологий в образовании и непосредственно в дистанционном обучении.

Структура дипломного проекта: состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованной литературы и приложения. Общий объем работы состоит из 97 страницы машинописного текста, 13 рисунков, 5 таблиц и 1 приложения.

Во введении раскрыты актуальность, цель, задачи, научная новизна, объект и предмет исследования, структура работы.

В первом разделе рассматриваются общие сведения об экспертных системах, их назначение и архитектура, использование, приводятся примеры известных классических экспертных систем, представлена классификация экспертных систем.

Во втором разделе отражены, основные принципы новых информационных технологий обучения, типы обучающих программ, общие понятия и роль, обучающих и контролирующих программ в процессе обучения, перспективным исследованиям в области компьютерного обучения.

Третий раздел посвящен компьютерному тестированию, дается классификация и виды тестов, требования к тестовым заданиям, даются рекомендации по составлению тестовых заданий.

Четвертый раздел посвящен инструментальным средствам создания приложения и разработке экспертной программы тестирования, где приводится постановка задачи и дается описание программы. В конце четвертого раздела уделяется внимание технике безопасности работы на персональных компьютерах и вычислительной технике

Результаты исследования обобщены в заключении.