Адаптация гибридной интеллектуальной обучающей среды с подкреплением

  • Pavel Dmitrievich Basalin Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского http://orcid.org/0000-0003-4703-6687
  • Dmitrii Alexandrovich Kulikov Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского http://orcid.org/0000-0002-9661-9056
  • Yuliya Vladimirovna Maskina Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского http://orcid.org/0000-0003-0567-8227

Аннотация

Обучение рассматривается как процесс взаимодействия двух сторон. Одной стороной является виртуальный преподаватель - интеллектуальная обучающая среда, аккумулирующая в своей базе знаний дидактически и методически структурированный материал изучаемой дисциплины для передачи его обучаемому. Другой стороной является обучаемый, "погруженный" своим сознанием в обучающую среду и активно воспринимающий передаваемый ему материал, т.е. не просто укладывающий его в своем сознании (памяти), но и способствующий рациональной организации процесса обучения.
Излагаются принципы организации гибридной интеллектуальной обучающей среды, интегрирующей в себе модели, основанные на знаниях продукционного типа, и нейросетевые технологии принятия решений, направленные на реализацию двух стратегий обучения: стратегии самонавигации обучаемого по материалу дисциплины и стратегии его полного подчинения интеллекту обучающей среды. Это способствует поддержанию активной роли обучаемого в формировании сценария обучения и облегчает решение проблем адаптации интеллектуальной обучающей среды к индивидуальным особенностям обучаемого, не просто адаптации с подкреплением, но и в определенной степени с учителем, в роли которого выступает обучаемый.

Сведения об авторах

Pavel Dmitrievich Basalin, Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

доцент кафедры информатики и автоматизации научных исследований, Институт информационных технологий, математики и механики, кандидат технических наук, доцент

Dmitrii Alexandrovich Kulikov, Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

студент кафедры информатики и автоматизации научных исследований, Институт информационных технологий, математики и механики

Yuliya Vladimirovna Maskina, Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

студент кафедры информатики и автоматизации научных исследований, Институт информационных технологий, математики и механики

Литература

[1] Zakharova I.V., Kuzenkov O.A. The Experience of Updating the Educational Standards of Higher Education in the Field of ICT. Sovremennye informacionnye tehnologii i IT-obrazovanie = Modern Information Technologies and IT-Education. 2017; 13(4):46-57. (In Russ., abstract in Eng.) DOI: https://doi.org/10.25559/SITITO.2017.4.510
[2] Kuzenkov O.A., Zakharova I.V. Mathematical Programs Modernization Based on Russian and International Standards. Sovremennye informacionnye tehnologii i IT-obrazovanie = Modern Information Technologies and IT-Education. 2018; 14(1):233-244. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.25559/SITITO.14.201801.233-244
[3] Gergel V.P., Kuzenkov O.A. Razrabotka samostojatel'no ustanavlivaemyh obrazovatel'nyh standartov Nizhegorodskogo gosuniversiteta v oblasti informacionno-kommunikacionnyh tehnologij [Development of independently established educational standards of the Nizhny Novgorod State University in the field of information and communication technologies]. School of the Future. 2012; (4):100-105. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=17926157 35050063 (accessed 19.07.2020). (In Russ., abstract in Eng.)
[4] Gugina E.V., Kuzenkov O.A. Educational Standards of the Lobachevsky State University of Nizhni Novgorod. Vestnik of Lobachevsky University of Nizhni Novgorod. 2014; (3-4):39-44. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=22862964 (accessed 19.07.2020). (In Russ., abstract in Eng.)
[5] Kuzenkov O.A., Kuzenkova G.V., Kiseleva T.P. Ispol'zovanie jelektronnyh sredstv obuchenija pri modernizacii kursa "Matematicheskoe modelirovanie processov otbora" [The use of electronic teaching aids in the modernization of the course "Mathematical modeling of selection processes"]. Educational Technology & Society. 2018; 21(1):435-448. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=32253185 (accessed 19.07.2020). (In Russ.)
[6] Grezina A.V., Panasenko A.G. Use of Modern Technologies in Teaching Physics During Education of Buchelors. Sovremennye informacionnye tehnologii i IT-obrazovanie = Modern Information Technologies and IT-Education. 2018; 14(1):293-303. (In Russ., abstract in Eng.) DOI: https://doi.org/10.25559/SITITO.14.201801.293-303
[7] Grezina A.V., Panasenko A.G. Jelektronnyj obrazovatel'nyj kontent, prednaznachennyj dlja formirovanija professional'nyh kompetencij bakalavrov napravlenija podgotovki "Prikladnaja matematika i informatika" [Electronic educational content intended for the formation of professional competencies of bachelors of the direction of training "Applied Mathematics and Informatics"]. Educational Technology & Society. 2019; 22(1):198-208. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=37037795 (accessed 19.07.2020). (In Russ.)
[8] Basalin P.D., Belousova I.I. Interactive Learning Forms in the Educational Process. Vestnik of Lobachevsky University of Nizhni Novgorod. 2014; (3-4):18-21. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=22862959 (accessed 19.07.2020). (In Russ., abstract in Eng.)
[9] Basalin P.D., Timofeev A.E. Computer Science Interactive Learning. In: Khenner E.K. (ed.) Proceedings on Teaching Mathematics and Computer Science in Higher Education. PSU, Perm; 2017. p. 4-8. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=29943009 (accessed 19.07.2020). (In Russ., abstract in Eng.)
[10] Basalin P.D., Timofeev A.E. Obolochka gibridnoj intellektual'noj obuchajushhej sredy produkcionnogo tipa [Production-Type Hybrid Intelligent Learning Environment Wrapper]. Educational Technology & Society. 2018; 21(1):396-405. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=32253182 (accessed 19.07.2020). (In Russ.)
[11] Basalin P.D., Kumagina E.A., Neumark E.A., Timofeev A.E., Fomina I.A., Chernyshova N.N. Ule-based Hybrid Intelligent Learning Environment Implementation. Sovremennye informacionnye tehnologii i IT-obrazovanie = Modern Information Technologies and IT-Education. 2018; 14(1):256-267. (In Russ., abstract in Eng.) DOI: https://doi.org/10.25559/SITITO.14.201801.256-267
[12] Basalin P.D. Organizacija intellektual'noj obuchajushhej sredy s primeneniem novyh informacionnyh tehnologij [Organization of an intellectual learning environment using new information technologies]. Bulletin of the Volga State Academy of Water Transport. Nizhny Novgorod; 2002. p. 21-25. (In Russ.)
[13] Basalin P.D., Kumagina E.A., Neumark E.A., Timofeev A.E., Fomina I.A., Chernyshova N.N. IT-education Using Intelligent Learning Environments. Sovremennye informacionnye tehnologii i IT-obrazovanie = Modern Information Technologies and IT-Education. 2017; 13(4):105-111. (In Russ., abstract in Eng.) DOI: https://doi.org/10.25559/SITITO.2017.4.384
[14] Basalin P.D., Bezruk K.V. Hybrid Intellectual Decision Making Support System Architecture. Neurocomputers. 2012; (8):26-35. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=17997728 (accessed 19.07.2020). (In Russ., abstract in Eng.)
[15] Basalin P.D., Timofeev A.E. Hybrid Itelligent Decision Support System Shell. Sistemy upravlenija i informacionnye tehnologii = Automation and Remote Control. 2018; (1):24-28. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=32614303 (accessed 19.07.2020). (In Russ., abstract in Eng.)
[16] Basalin P.D., Belokrylov P.Yu., Plekhov A.S., Timofeev A.Ya, Yashunin D.A. Intellektual'nye obrazovatel'nye tehnologii v uchebnom processe [Intellectual educational technologies in the educational process]. Educational Technology & Society. 2019; 22(4):186-196. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=41233714 (accessed 19.07.2020). (In Russ.)
[17] Basalin P.D., Timofeev А.E. Fuzzy Models for the Functioning of the Rule-Based Hybrid Intelligent Learning Environment. International Journal of Open Information Technologies. 2019; 7(2):49-55. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=36915740 (accessed 19.07.2020). (In Russ., abstract in Eng.)
[18] Sukhomlin V., Zubareva E. Analytical Review of the Current Curriculum Standards in Information Technologies. In: Sukhomlin V., Zubareva E. (ed.) Modern Information Technology and IT Education. SITITO 2018. Communications in Computer and Information Science. 2020; 1201:3-41. Springer, Cham. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-46895-8_1
[19] Harrer A. Hybrid Learning Communities in Agent-Based Intelligent Distributed Learning Environments. In: Saam N.J., Schmidt B. (ed.) Cooperative Agents. Theory and Decision Library (Series A: Philosophy and Methodology of the Social Sciences). 2001; 32:165-182. Springer, Dordrecht. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-017-1177-7_10
[20] Grosan C., Abraham A. Hybrid Intelligent Systems. In: Intelligent Systems. Intelligent Systems Reference Library. 2011; 17:423-450. Springer, Berlin, Heidelberg. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-21004-4_17
[21] Pugliesi J.B., Rezende S.O. Intelligent hybrid system for a training and teaching environment. In: Proceedings Third International Conference on Computational Intelligence and Multimedia Applications. ICCIMA'99 (Cat. No.PR00300). New Delhi, India; 1999. p. 148-152. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1109/ICCIMA.1999.798519
[22] Negoita M., Neagu D., Palade V. Practical Implementation Aspects Regarding Real-World Application of Hybrid Intelligent Systems. In: Computational Intelligence. Studies in Fuzziness and Soft Computing. 2005; 174:71-150. Springer, Berlin, Heidelberg. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-32369-3_6
[23] Zhou Z. An intelligent teaching assistant system using deep learning technologies. In: Proceedings of the 2020 5th International Conference on Machine Learning Technologies (ICMLT 2020). Association for Computing Machinery, New York, NY, USA; 2020. p. 18-22. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1145/3409073.3409079
[24] Hadsell R., Rao D., Rusu A.A., Pascanu R. Embracing Change: Continual Learning in Deep Neural Networks. Trends in Cognitive Sciences. 2020; 24(12):1028-1040. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1016/j.tics.2020.09.004
[25] Botvinick M., Ritter S., Wang J.X., Kurth-Nelson Z., Blundell Ch., Hassabis D. Reinforcement Learning, Fast and Slow. Trends in Cognitive Sciences. 2019; 23(5):408-422. (In Eng.) DOI: https://doi.org/10.1016/j.tics.2019.02.006
Опубликована
2020-11-30
Как цитировать
BASALIN, Pavel Dmitrievich; KULIKOV, Dmitrii Alexandrovich; MASKINA, Yuliya Vladimirovna. Адаптация гибридной интеллектуальной обучающей среды с подкреплением. Международный научный журнал «Современные информационные технологии и ИТ-образование», [S.l.], v. 16, n. 3, p. 788-798, nov. 2020. ISSN 2411-1473. Доступно на: <http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/692>. Дата доступа: 25 sep. 2021 doi: https://doi.org/10.25559/SITITO.16.202003.788-798.
Раздел
Образовательные ресурсы и лучшая практика ИТ-образования