Доклад описывает обучающую программную систему, базирующуюся на owl-онтологиях и разрабатываемую в рамках проекта One Laptop Per Child (Один ноутбук ребенку, сокращенно olpc)




Скачать 45.12 Kb.
Название Доклад описывает обучающую программную систему, базирующуюся на owl-онтологиях и разрабатываемую в рамках проекта One Laptop Per Child (Один ноутбук ребенку, сокращенно olpc)
Дата публикации 13.06.2014
Размер 45.12 Kb.
Тип Доклад
literature-edu.ru > Лекции > Доклад
ПРИМЕНЕНИЕ СРЕДСТВ КОГНИТИВНОЙ ГРАФИКИ И ОНТОЛОГИЧЕСКОГО ИНЖИНИРИНГА К СОЗДАНИЮ ОБУЧАЮЩИХ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ

Катков Ю. В., Починок И.Н.

Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет «ЛЭТИ»

Доклад описывает обучающую программную систему, базирующуюся на OWL-онтологиях и разрабатываемую в рамках проекта One Laptop Per Child (Один ноутбук ребенку, сокращенно OLPC).

В начале доклада приводится обзорная информация по проекту OLPC, его цели и направления развития. Затем будет рассматриваться проект программной системы:

  • постановка задачи создания интеллектуальной обучающей системы

  • требования к системе, обусловленные целевой аудиторией

  • описание и обоснование выбранной модели представления знаний

  • и наконец, вопросы, связанные с визуализацией модели и проблемой повышения самомотивации учащихся.

Международный образовательный некоммерческий проект OLPC (One Laptop Per Child) направлен на концентрацию технологий в области разработки аппаратуры и программного обеспечения с целью снабдить каждого ребенка в мире дешевым персональным ноутбуком. Вопрос особенно актуален развивающихся странах, где уровень жизни не позволяет гражданам приобретать компьютерную технику.

Кроме ряда новшеств в аппаратной части ноутбука (противоударные и водонепроницаемые свойства, саморегулирующаяся mesh-сеть, чрезвычайно ёмкая батарея, экран для работы под прямыми солнечными лучами), детский лаптоп имеет основанную на свободном программном обеспечении операционную систему и ряд образовательных приложений. Разработка этих программ продолжает активно вестись, и в университетах всего мира находятся заинтересованные проектом люди. Областью, привлекшей студентов СПб ГЭТУ «ЛЭТИ» стали программы развития системного мышления.

Задача создания такой системы, стоит предельно ясно: несмотря на то, что на сегодняшний день существует большое количество методов когнитивной графики, несмотря на то, что визуальные методы представления знаний, такие как mindmapping [1] и conceptmapping, – уже хорошо зарекомендовали себя в бизнесе и промышленности – процесс адаптации этих средств к детскому образованию все еще идет. И важным фактором такой адаптации следует назвать необходимость в автономности обучающей системы, в возможности самостоятельного ее освоения.

Таким образом, требования к системе формулируются следующим образом:

  • игровой характер диалога с пользователем;

  • интуитивно понятный графический интерфейс, ориентированный на детей;

  • наличие развитого механизма ведения диалога и, как следствие, обеспечение хорошей обратной связи, адаптивный интерфейс

Ключевыми решениями, определяющими облик системы, являются:

  • модель представления знаний, не противоречащая положениям системного подхода;

  • интерфейс пользователя на основе когнитивной графики

Следует также заметить, что специфика целевой аудитории повышает важность средств для создания внутренней мотивации у пользователей. В основе нее должен лежать игровой момент, стимулирующий построение когнитивной модели. В основе диалога лежит модель взаимодействия со смешанной инициативой (mixed-initiative interaction model) [2]. В рамках этой модели сценарием работы является диалог. В качестве инициатора диалога может выступать как программа, так и пользователь. Система может формировать вопросы, основываясь на созданной пользователем когнитивной модели. В таком случае возможны вопросы двух типов:

  • «Как это связано?» – пользователю предъявляются два класса понятий и предлагается придумать между ними ассоциативную связь, или отказаться от нее;

  • «Что ты об этом думаешь?» – пользователь может ввести текстовое описание к предъявленному объекту;

После того, как определен вид системы для конечного пользователя, следует выбрать способ представления когнитивной модели [3]. В системе для этой цели применяются онтологии. Такой выбор обусловлен следующими факторами:

  • простое представление кластеризации и классификации – объединение индивидных концептов в классы

  • богатый выбор параметров связей между объектами

  • возможность естественной визуализации модели, которая может быть ориентирована на неподготовленного пользователя.

  • и наконец, наличие стандартизированных языков представления онтологий и программных средств, облегчающих их создание и изменение. Использовался язык OWL и редактор Protege.

Для визуализации когнитивной модели выбраны графовые структуры. Причем, если в случае связи «индивид-индивид» выбор графа как средства отображения очевиден, то для показывания иерархии классов более предпочтительной представляются вложенные множества.



Рис. 1. Прототип системы с загруженной онтологией «Экологический лагерь»
Связь «индивид-индивид» – наиболее проработанная часть визуализации (см. рисунок 1). Достаточно воспользоваться повсеместно распространенными технологиями ментальных карт Бузана и идеями концепт-маппинга, чтобы эффективно и наглядно представлять отношения.

Решая задачу визуализации таксономии, традиционно появляются трудности, связанные с тем, что связи между индивидами и связи индивидов с таксонами не должны загромождать пространство. Часто для визуализации иерархии классов применяют графы-деревья, но это усложнило бы восприятие. На рабочем холсте возможно следующее решение для индивидных концептов одного класса: по требованию пользователя можно окружать их областями разных цветов, при этом перестраивая их порядок. Таким образом возможно переключаться от одного представления (где в центре внимания – отношения между объектами), к другому (где на первый план выходит идея объекта как элемента домена)

Последняя часть доклада посвящена описанию испытаний программного средства на целевой платформе. Испытания прототипа проходили в летнем лагере «Цифровая экология 2008». В распоряжении команды разработчиков было 50 ноутбуков ХО и 32 ребенка 5-7 классов. С помощью инструментальных средств Freemind и Vym было проверено, что представителям целевой аудитории не требуется обучение идеям майндмаппинга и графового представления знаний.

Также были внесены важные дополнительные пункты в программу развития нашего инструментального средства. Одно из самых главных планируемых изменений – программа в отличие от прототипа должна поддерживать кооперативную работу. В связи с этим планируется перевод приложения на Web-основу и интеграция с т.н. вики-движком.

В заключение следует отметить, что методическая база обучения в бизнесе, развитие интеллектуальных обучающих систем, и наконец, наличие крупных образовательных проектов – все это создает благоприятную почву для создания действительно эффективных программных средств, развивающих детское мышление.
ЛИТЕРАТУРА


  1. T. Buzan, The Mind Map Book: Radiant Thinking - Major Evolution in Human Thought – BBC Active, 2003.




  1. M. A. Hearst. Mixed-initiatite Interaction // IEEE Intelligent systems, Sep-Nov 1999, – pp. 14-24.




  1. Зенкин А.А. Поспелов Д.А. Когнитивная компьютерная графика. – М: Наука, 1991. — 192 с.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Доклад описывает обучающую программную систему, базирующуюся на owl-онтологиях и разрабатываемую в рамках проекта One Laptop Per Child (Один ноутбук ребенку, сокращенно olpc) icon Отчет по производственной практике 230201
Становится очевидным, что чем позже начать тестировать программную систему, тем выше риски, и тем менее надежной она может получиться....
Доклад описывает обучающую программную систему, базирующуюся на owl-онтологиях и разрабатываемую в рамках проекта One Laptop Per Child (Один ноутбук ребенку, сокращенно olpc) icon План мероприятий в рамках проекта «Этот загадочный Шерлок Холмс»
Составление учителями визитки проекта, методических и дидактических материалов к проекту и размещение их на школьном сайте
Доклад описывает обучающую программную систему, базирующуюся на owl-онтологиях и разрабатываемую в рамках проекта One Laptop Per Child (Один ноутбук ребенку, сокращенно olpc) icon Темы вашего учебного проекта
Краткий обзор вашего учебного проекта включает тему проекта в рамках вашего предмета, описание основных учебных практик и краткое...
Доклад описывает обучающую программную систему, базирующуюся на owl-онтологиях и разрабатываемую в рамках проекта One Laptop Per Child (Один ноутбук ребенку, сокращенно olpc) icon Обоснование необходимости проекта
Проект «Путешествие в леголэнд» представляет собой систему организационно-педагогических мероприятий и действий, обеспечивающих интеграцию...
Доклад описывает обучающую программную систему, базирующуюся на owl-онтологиях и разрабатываемую в рамках проекта One Laptop Per Child (Один ноутбук ребенку, сокращенно olpc) icon Название конкурса
Районная краеведческая конференция «Мой первый доклад» в рамках Всероссийской программы «Отечество»
Доклад описывает обучающую программную систему, базирующуюся на owl-онтологиях и разрабатываемую в рамках проекта One Laptop Per Child (Один ноутбук ребенку, сокращенно olpc) icon Доклад Московского бюро по правам человека
Бюрократическое государственное управление – один из важнейших факторов широкого распространения коррупции в России 8
Доклад описывает обучающую программную систему, базирующуюся на owl-онтологиях и разрабатываемую в рамках проекта One Laptop Per Child (Один ноутбук ребенку, сокращенно olpc) icon Доклад «Художественно эстетическое воспитание на занятиях по ручному...
Введение стр. 3
Доклад описывает обучающую программную систему, базирующуюся на owl-онтологиях и разрабатываемую в рамках проекта One Laptop Per Child (Один ноутбук ребенку, сокращенно olpc) icon Авторы: Ника Агладзе (18), Леван Чхеидзе (18)
В своей книге «Нам нужны сообразительные» Леонид Климович описывает командную игру под названием «Златая цепь». Климович утверждает,...
Доклад описывает обучающую программную систему, базирующуюся на owl-онтологиях и разрабатываемую в рамках проекта One Laptop Per Child (Один ноутбук ребенку, сокращенно olpc) icon Сценарий проекта Полное название проекта «Солнце Русской поэзии»
Участники проекта – воспитанники, воспитатель, музыкальный родители
Доклад описывает обучающую программную систему, базирующуюся на owl-онтологиях и разрабатываемую в рамках проекта One Laptop Per Child (Один ноутбук ребенку, сокращенно olpc) icon Публичный доклад Муниципального общеобразовательного бюджетного учреждения...
Участие образовательного учреждения в реализации приоритетного национального проекта «Образование»
Литература


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
literature-edu.ru
Поиск на сайте

Главная страница  Литература  Доклады  Рефераты  Курсовая работа  Лекции