Введение к работе
Актуальность темы обусловлена тем, что в экономике любой развитой
траны или региона обладание экономической информацией определяет темпы
азвития экономики. Информационный компонент начинает доминировать в
иобой деятельности. Степень развития информационного компонента становится
дновременно индикатором развития страны или региона. Информация — ресурс
азвития, уровень развития информационных технологий определяет темп этого
азвития. По мнению Э. Брукинга, "Интеллектуальный капитал - это термин для
бозначения нематериальных активов, без которых компания не может
уществовать, усиливая конкурентные преимущества. Составными частями
-штеллектуального капитала являются: человеческие активы, интеллектуальная
обстЕенность, инфраструктурные и рыночные активы. Под человеческими
ставами подразумевается совокупность коллективных знаний сотрудников
зедприятия, их творческих способностей, умения решать проблемы, лидерских
ачеств, предпринимательских и управленческих навыков"1. Интеллектуальный
апитал, наряду с другими видами капитала, является важным фактором развития
экономики. Компания может увеличить свой интеллектуальный капитал,
инвестируя в обучение своих сотрудников. Данная диссертация посвящена
проблеме совершенствования технологий компьютерной поддержки обучения по
экономико-прикладным дисциплинам.
На современном уровне развития культуры («системно-информационная культура» по Н.Н. Моисееву) во все области знания проникают математические и информационные методы. Экономисты вынуждены работать с математическими методами в компьютерных инструментальных системах, что влечет за собой необходимость владения математикой, программированием и навыками работы в инструментальных системах компьютера - «рациональной грамотностью». Экономист в современных условиях изучает множество курсов, как собственно экономических, так и курсов по другим дисциплинам. Роль рациональной части
1 Брукинг Э. Интеллектуальный капитал: ключ к успеху в новом тысячелетии / Пер. с англ, под ред. Л. H. Ковачин Питер, 2001
курсов (курсы по математике, программированию, информатике) - в «увязывании» между собой различных предметов. Эта роль фундаментальна для формирования межпредметного охвата изучаемых дисциплин.
Увеличение числа учебных дисциплин вызывает увеличение числ изучаемых курсов. Кроме традиционных книг на бумажных носителях широко распространение в последнее десятилетие получили электронные книги гипертекстовые документы сети Интернет. Это дополняется усложнение учебных курсов, вызванным ростом сложности используемых экономист» компьютерных инструментальных систем. Источников информации становите все больше и учащемуся все труднее в них ориентироваться. Следовательно необходимо обеспечить условия для развития учащегося при наличии множеств сложно организованных учебных материалов. Это формирует противоречие исследуемой проблеме: между увеличением количества источников информаци и их усложнением, и отставанием технологий работы с учебным материалом.
Новые информационные технологии широко используются в образовании. Использование компьютера в обучении становится повсеместным. Компьютерны системы поддерживают различные аспекты образования, облегчая тру преподавателей и повышая доступность информации для студентов. Однако, компьютерной системы, которая позволила бы интегрировать используемые в течение всего периода обучения материалы для формирования целостног (межпредметного) охвата учебных дисциплин, до сих пор не создано. Так;-система должна быть «дневником интеллектуального развития» студента, фиксировать его деятельность с учебным материалом, помогать структурироват имеющиеся знания и получать новые путем подключения к системе новы учебных курсов. Автором предлагается создание системы «Интеллектуально Компьютерное Место Экономиста» для поддержки непрерывного обучения.
Степень разработанности проблемы. На проходившей в 2009 году 21-" Международной объединенной конференции по искусственному интеллекту ряде докладов создание Интеллектуальных обучающих систем определяется к-
еждисциплинарная область, объединяющая достижения таких отраслей знания, ах искусственный интеллект, теория познания, обучение.
Существующие компьютерные обучающие системы обычно делят на два асса: интеллектуальные обучающие системы и системы дистанционного бучения. Интеллектуальные обучающие системы используют технологии скусственного интеллекта для моделирования предметной области и развития чащегося. Однако, такие системы обычно специализированны для работы в дной предметной области. Для работы в другой предметной области требуется ерепрограммирование базы знаний системы. Системы дистанционного обучения аправлены на поддержку обучения через Интернет, мультимедийность и шертекстовое представление учебных материалов. Зачастую такие системы 'ниверсальны, т.е. могут использовать любой учебный материал, оответствующий выбранному стандарту. В настоящее время актуально создание истем, сочетающих в себе преимущества систем обоих классов.
Исследования по созданию интеллектуальных обучающих систем ведутся о многих отечественных и зарубежных институтах и университетах. Важную оль в этой области знаний имеют работы Д. Поспелова, Г. Атанова, П. русиловского, Б.ГТ. Вулфа, Дж. Андерсона, К. Конати, Дж. Брауна, Д. Слимана, . Венгера и др. Каждые два года проводится международная научная онферєнция «Интеллектуальные обучающие системы», доклады по обучающим истемам регулярно присутствуют в программах ведущих мировых научных
конференций по искусственному интеллекту.
Проблемы совершенствования экономических информационных систем и
информационных технологий разрабатывались в трудах Т.П. Барановской, Е.П.
Бочарова, В.И. Варфоломеева, Е.Н. Ефимова, АЛ. Ильченко, В.И. Калиниченко,
В.А. Камаева, В.В. Дика, Б.Е. Одинцова, Н.М. Абдикеева, В.П. Грибанова и
других отечественных и зарубежных ученых.
Однако необходимо отметить, что, несмотря на примеры успешного
создания специализированных обучающих систем, работающих в фиксированной
предметной области, и систем управления обучающим контентом, работающих со
специально подготовленными для них учебными курсами, до сих пор не создан системы, работающей с учебными материалами на основе электронных книг гипертекстовых документов в широкой предметной области (экономико прикладные дисциплины) и при этом ориентированной на формирование учащегося целостного представления об изучаемых предметах.
Область исследования соответствует специальности 08.00.13 «математические и инструментальные методы экономики» паспорт номенклатуры специальностей научных работников ВАК Минобрнауки Росс (пункт 2.6 «Развитие теоретических основ методологии и инструментар проектирования, разработки и сопровождения информационных систем субъекто экономической деятельности: методы формализованного представлен предметной области, программные средства, базы данных, корпоративны хранилища данных, базы знаний, коммуникационные технологии»; пункт 2. «Развитие гипертекстовых технологий и разработка модельных тренажеров сфере педагогической деятельности по обучению экономическим специальностя и подготовке управленческих кадров»).
Целью исследования является повышение качества учебных материалов п экономико-прикладным дисциплинам путем адаптации гипертекстовы технологий и разработки методик подготовки учебных материалов.
Для достижения указанной цели в исследовании поставлены следующи задачи:
спроектировать архитектуру системы «Интеллектуальное компьютерно место экономиста» (далее - «система») и основные алгоритмы ее работы н основе анализа состояния проблемной области.
разработать модели представления учебных материалов и алгоритм работы с ними, позволяющие строить связи между курсами различны предметных областей.
разработать метод создания технологий гипертекстовой навигации п учебным материалам и их визуализации в виде графов.
а разработать методику подготовки электронных учебных материалов на
основе электронных книг.
о разработать методику подготовки семантически связанных учебных курсов
в предметной области по экономико-прикладным дисциплинам.
о выработать критерии оценки экономической эффективности разработанной
системы при решении практических задач образовательной деятельности
экономических вузов и провести ее оценку.
Объектом исследования являются интеллектуальные обучающие системы,
снованные на метазнаниях, используемые в обучении студентов экономических
пециальностей.
Предметом исследования является система обучения по экономико-
зикладным дисциплинам на основе современных компьютерных технологий и
истем.
В качестве методов и теоретической основы исследования в
еоретической части работы использованы методы системного анализа и синтеза,
атематического и компьютерного моделирования, экспериментальных
исследований, экспертных оценок, теории управления. В практической части
работы использованы объектно-ориентированные технологии проектирования,
методы искусственного интеллекта и интеллектуального анализа данных.
Информационной базой исследования послужили выбранные в
соответствии с задачами исследования учебные материалы по математике,
информатике и экономике. Эти учебные материалы были использованы для
подготовки семантически связанных учебных курсов по экономико-прикладным
дисциплинам.
Научная новизна работы заключается в разработке комплекса методик
обработки учебного материала в целях создания интеллектуальной обучающей
системы, ориентированной на формирование у учащегося целостного
представления о предметной области, что является новым решением актуальной
задачи разработки математических моделей и инструментальных средств в сфере
обучения экономико-прикладным дисциплинам.
В диссертации получены следующие результаты, которые отвечаю требованиям научной новизны и выносятся на защиту:
о спроектирована архитектура системы «Интеллектуальное компьютерно
место экономиста» как среды для работы с электронными учебннмі
документами в целях формирования целостного представления о
изучаемых предметах. разработана новая модель представления электронных учебных материало
в виде семантически связанных учебных курсов с поддержко
гипертекстовой навигации и визуализации учебного материала в вид
графов. Для связывания курсов между собой используется разработанны
автором алгоритм выделения синтезирующей структуры учебног
материала. » разработаны новые технологии гипертекстовой навигации, которы
расширяют традиционное понятие гиперссылки и повышают скорост
навигации по учебному материалу, в разработана новая методика подготовки электронных учебных документа
на основе существующих в электронном и бумажном виде учебны
материалов.
разработана новая методика подготовки семантически связанных учебны курсов предметных областей по экономико-прикладным дисциплинам которая позволяет с минимальными временными затратами подготавливат электронные учебные материалы с использованием межпредметных связей.
выработаны критерии оценки экономической эффективности предлагаемо системы и на основе оценки по этим критериям показано, чт использование системы в образовательной деятельности экономическ вузов экономически целесообразно, так как дает экономический эффект виде экономии денежных средств и времени в задачах подготовк электронных учебных материалов, разработки тезаурусов и комплектован библиотечных фондов.
Теоретическая и практическая значимость результатов исследования.
азработанные модели электронных учебных курсов, технологии гипертекстовой
авигации и графовой визуализации могут быть применены при обучении по
кономико-прикладным дисциплинам. Реализованные инструментальные
редства могут использоваться при формировании электронных учебных курсов
о различным дисциплинам. Технологии обработки документов, разработанные в
оде выполнения диссертационного исследования, также могут быть
спользованы для создания электронных библиотек и каталогов, подготовке
ловарных статей.
Апробация и реализация результатов исследования. Система прошла
іробацию в РГТЭУ на факультете информационных технологий на кафедре
^формационных технологий и телекоммуникаций в лаборатории проблем
информатизации в торгово-экономической деятельности (подтверждено
оответствующим актом о внедрении). Методика подготовки электронных
іебньїх материалов реализована автором в программной системе, которая
позволяет с высокой степенью автоматизации создавать электронные учебные
материалы для системы на основе электронных книг. В ходе экспериментальной
проверки методики, с ее помощью были подготовлены электронные учебные
материалы по экономико-прикладным дисциплинам. По теме диссертационного
исследования были сделаны доклады на международных научных конференциях:
«Национальные традиции в экономике, торговле, политике и культуре» (г.
Москва, РГТЭУ, 2009 г.); «Ценности и интересы современного общества» (г.
Москва, РГТЭУ, 2010 г.); «Ломоносовские чтения» (МГУ им М.В. Ломоносова)
2007, 2008, 2009, 2010 г; «Студенческая весна» (МГТУ им. Баумана) 2007, 2009,
2010 г.
Публикация результатов исследования. Основные положения, выводы и
рекомендации диссертационного исследования изложены в 7 опубликованных
работах, включая 3 статьи в сборнике, рекомендованном ВАК РФ. Общий объем
публикаций 3,6 печ.л. (из них авторских 3,15 печ.л.).
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения и 3 глав,
