Sistem Educațional Dezvoltat pe Baza unui Model Computațional

I - Introducere

Abstract

Recent, unele iniţiative stinghere despre sistemele de educaţie bazate pe semantica web (SWBES) au apărut în domeniul inteligenţei artificiale, mai precis în educaţie (AIED). Ideea principală este de a încorpora resursele semanticii web la proiectarea sistemelor de AIED cu scopul de a actualiza arhitectura lor pentru furnizarea unei adaptabilităţi mai mari, o robusteţe accentuată şi medii de învăţare mai bogate în informaţii. Cu toate acestea, construcţia de astfel de sisteme este extrem de complexă şi se confruntă cu mai multe provocări în ceea ce priveşte ingineria software şi aspecte ale inteligenţei artificiale. Această lucrare prezintă un model computaţional pentru dezvolatrea SWBES concentrându-se asupra problemei de a face dezvoltarea acestuia mai uşoară şi mai utilă pentru ambele tabere, atât din perspectiva dezvoltatorilor, dar şi din perspectiva autorilor. În scopul de a ilustra caracteristicile modelului propus, această lucrare prezintă un studiu de caz. În plus este disponibilă şi o discuţie despre rezultatele ce rezultă în urma construirii modelului computaţional.

În prezent, inteligenţa artificială în sistemele educaţionale (AIED) a încercat să încorporeze resursele semanticii web în construirea şi arhitectura lor. Ideea principală din acest scop este încercarea de a reprezenta informaţiile de la nivelul web, astfel încât un computer să le înteleagă şi să le manipuleze, conducând astfel către medii de învăţare cu o adaptabilitate ridicată, personalizate şi inteligente. De fapt, există un mare interes din partea comunitaţii AIED în direcţia evaluării sistemelor e-learning. Noua generaţie de sisteme AIED provine din combinaţia a două sisteme educaţionale mari, bazate pe resursa web:

i) sistemul e-learning (sau sistemul de managementul al instruirii – LMS), care oferă interacţiune între studenţi şi profesori prin utilizarea tehnologiei informaţiei (prin utilizarea instrumentelor sincrone şi asincorne), pentru asigurarea acestei interacţiuni dintre cele două părţi şi cel de-al doilea;

ii) sistemele AIED care folosesc tehnici de inteligenţă artificială pentru a oferii interacţiuni personalizate, cu scopul de a îmbunătaţii învăţarea şi rezolvarea proceselor. Astfel, rezultatul unei astfel de combinaţii sunt aşa numitul Sistem educaţional bazat pe o semantică web (SWBES).

Cu toate acestea, construirea unui SWBES este o sarcină destul de complexă, care se confruntă cu provocări din domeniul inginerie software, dar şi din al inteligenţei artificiale, aspecte precum: extensibilitatea, interoperabilitatea, contextualizarea şi consistenţa metodelor, secvenţa dinamică a învăţării şi conţinutului, integrarea şi reutilizarea conţinutului şi tehnici ale inteligenţei artificiale, distribuţia serviciilor şi noi modele de învăţare[15]. Aceste probleme au fost influenţate de scopul reprezentării informaţiilor de pe web într-un mod în care computerele să le poată înţelege şi manipula. Prin urmare, se presupune că SWBES ca nouă generaţie de sisteme educaţionale web, ce utilizează tehnologii web pentru a genera sisteme educaţionale mai personalizate, mai adaptate şi mai inteligente [13].

Structura lucrării

Această lucrare prezintă un model computaţional pentru dezvoltarea SWBES concentrându-se asupra problemei de a face dezvoltarea mult mai uşoară şi mai utilă pentru dezvoltatori şi utilizatori. Înainte, un model de referinţă este introdus în scopul utilizării acestuia în definirea modelului computaţional. Pentru a face înţeles modelul şi a ilustra caracteristicile acestuia, este prezentat un studiu de caz. În plus, o discuţie cu privire la rezultatele privitoare la construcţia modelului computaţional este disponibilă.

Restul acestei lucrari este structurată astfel: o privire de ansamblu evoluţia sistemelor educaţionale inteligente şi unele probleme apărute în construirea acestora sunt prezentate în secţiunea II. Secţiunea III prezintă un model de referinţă adaptat la noua generaţie de sisteme educaţionale, ce îşi asumă denumirea de SWBES. Secţiunea IV prezintă un model computaţional pentru dezvoltarea SWBES. Un studiu de caz pentru a evidenţia modelul computaţional este prezentat în secţiunea V. Secţiunea VI prezintă discuţiile rezultate în urma construirii modelului computaţional. Lucrările conexe privind SWBES sunt detaliate în secţiunea VII. Concluzii şi activităţi viitoare sunt prezentate în secţiunea finală VIII.

Definirea noţiunii de e-Learning

Pentru mulţi dintre cei care o folosesc, e-Learning este o noţiune confuză. Este evident că “e” nu înseamnă “electronic”. “e” din e-Learning trebuie asociat unor noţiuni precum evoluţie, extindere, dezvoltare, creştere.

Procesul de e-Learning înglobează metode şi tehnici tradiţionale sau moderne de transmitere a cunoştinţelor. Folosind tehnologii IT&C (procesare multimedia şi comunicare asincronă sau sincronă), el permite persoanei care îl utilizează să înţeleagă şi să stăpânescă cunoştinţe şi îndemânări într-un domeniu al cunoaşterii.

e-Learning reprezintă un mediu de educaţie cu tendinţă continuu ascendentă, un proces colaborativ, orientat spre creşterea performanţei individuale şi organizaţionale. În esenţă, succesul său rezultă din accesul prietenesc şi eficient la informaţiile şi cunoştinţele cele mai noi, la formele cele mai evoluate de prezentare, de asimilare şi de evaluare a cunoştinţelor, asigurând acces diferenţiat celor mai diverse categorii de cursanţi, adresare către cele mai diverse categorii de largă instruire şi formare permanentă, folosirea unor instrumente precum: platforme web, sisteme de comunicare, elaborare de documente şi managementul cunoştinţelor.

Pentru a uşura înţelegerea sensului procesului de e-Learning şi a înlătura confuziile care pot apare în legătură cu modalităţile de realizare şi cu utilitatea acestui sistem modern de instruire, în Tabelul 1 se prezintă comparativ “ce este” şi “ce nu este” o instruire de tip e-Learning.