Формирование информационно-терминологического базиса в мультилингвистических системах обучения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Огнерубов, Сергей Сергеевич

• Огнерубов, Сергей Сергеевич
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Огнерубов, Сергей Сергеевич

Введение.

1. Проблема анализа и обработки мультингвистической информации для адаптивно-обучающей технологии.

1.1 Анализ компьютерных технологий обучения иностранным языкам.

1.2 Системные аспекты организации и применения мультингвистической адаптивно-обучающей технологии.

1.3 Структура информационного обеспечения мультилингвистической адаптивно-обучающей технологии.

Выводы к разделу 1.

2. Модель изучения информационно-терминологического базиса на основе цепи Маркова.

2.1 Информационно-терминологический базис мультилингвистической обучающей технологии.

2.2 Моделирование динамики изучения информационно-терминологического базиса с использованием цепей Маркова.

2.3 Трудоемкость изучения информационно-терминологического базиса на основе цепи Маркова.

Выводы по разделу 2.

3. Формирование мультилингвистического информационно терминологического базиса.

3.1 Формирование и частотный анализ информационно-терминологического базиса.

3.2 Оптимизация информационно-терминологического базиса.

Выводы по разделу 3.

4. Система программно-алгоритмической поддержки оптимизации информационно-терминологического базиса мультилингвистической обучающей технологии.

4.1 Установка системы программно-алгоритмической поддержки оптимизации информационно-терминологического базиса мультилингвистической обучающей технологии.

4.1.1 Требования к аппаратному обеспечению.

4.1.2 Требования к программному обеспечению.

4.1.3 Установка программы.

4.2 Руководство пользователя системы формирования и разбиения мультилингвистического информационно-терминологического базиса.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Формирование информационно-терминологического базиса в мультилингвистических системах обучения»

Актуальность работы. Информационные технологии и компьютерные интерактивные средства обучения занимают все более существенное место в современном образовании. Одной из областей, в большой мере приветствующих применение компьютерных обучающих технологий, является изучение иностранных языков.

Количество, публикаций на иностранных языках о научных и технических достижениях растет в геометрической прогрессии. Считают, что оно удваивается каждые пять лет. Никакие службы бюро переводов и информации уже не в состоянии, обработать эту лавину разноязычной печатной продукции. Таким образом, становится, почти невозможно уследить за всеми новинками даже в довольно узкой области науки или техники. Более того, современного квалифицированного специалиста трудно себе представить без знания иностранного языка, без умения ориентироваться в зарубежной литературе по той отрасли, в которой он работает. В связи с этим возникает проблема повышения эффективности обучения иностранному языку.

Однако требование повысить уровень обучения иностранным языкам в неязыковом вузе вступает в противоречие с некоторыми условиями этого обучения, одним из которых является ограниченное количество часов, отводимых на изучение языка. Выходом из этого противоречия может стать лишь оптимизация процесса обучения. Для этого необходимо не только найти эффективные, наиболее экономные приемы обучения языку, но и определить тот информационно-лингвистический материал, на котором можно успешно применить эти приемы.

Следует отметить, что для подавляющего большинства обучаемых, овладение иностранным языком в совершенстве, как родным, является целью практически не достижимой. Поэтому методика должна строиться с учетом обучения не языку вообще, в целом, а с учетом выработки у обучаемых определенных навыков: например, в разговорно-бытовой речи, в письме, в понимании (переводном или беспереводном) текста - художественного, научного, 4 публицистического и т.д. Усилия преподавателя и обучаемого должны фокусироваться на достижении конкретной цели, на умении использовать знание иностранного языка в определенных ситуациях. Человека, работающего в технической области, прежде всего, интересует возможность понимать текст по своей специальности, а умение вести беседу о музыке или кино будет иметь для него второстепенное значение.

Направленной методике должен соответствовать и языковой материал, на который опирается эта методика. Этот материал необходимо сформировать и в дальнейшем разбить на части (блоки) для наиболее эффективного обучения.

Целью диссертационной работы является разработка, обоснование и реализация программно-алгоритмического комплекса, обеспечивающего повышение эффективности формирования; и оптимизации мультилингвистического базиса терминологической лексики для адаптивно-обучающих систем.

Для достижения,поставленной цели решались следующие задачи:

- анализ компьютерных технологий и систем обучения* иностранной лексике;

- построение модели изучения информационно-терминологического базиса на основе цепей Маркова;

- разработка алгоритмов формирования информационно-терминологического базиса;

- разработка алгоритмов разбиения информационно-терминологического базиса на модули, оптимальные по трудоемкости изучения;

- программная реализация и тестирование построенных алгоритмов.

Методы исследования.

При выполнении работы использовались методы системного анализа, оптимизации, методология структурного анализа и статистические методы обработки данных.

Научная новизна работы:

1. Разработана модель изучения мультилингвистического информационно-терминологического базиса, позволяющая рассчитывать трудоемкость его освоения с последующим, разбиением его на блоки.

2. Разработаны алгоритмы формирования мультилингвистического информационно-терминологического базиса, учитывающие взаимосвязи и частоты встречаемости слов при обучении иностранным языкам.

3. Разработаны алгоритмы оптимального разбиения на равновеликие модули и субоптимальные алгоритмы разбиения мультилингвистического информационно-терминологического базиса, на модули* из блоков, позволяющие находить решение за существенно меньшее время, чем алгоритм полного перебора.

4. Разработан программный комплекс, позволяющий формировать мультилингвистическую информационно-терминологическую базу для последующего использования в комплексах обучения. г

Практическая ценность.

Разработанная в диссертации модель изучения мультилингвистического информационно-терминологического базиса. Позволяет построить алгоритмы разбиения базиса на части, для последующего эффективного обучения иностранным языкам. Разработанная программная реализация алгоритмов формирования и разбиения базиса может применяться в более крупных комплексах адаптивного обучения иностранным языкам.

Достоверность полученных результатов

Подтверждается корректным использованием методологии системного анализа при обосновании полученных результатов, выводов, рекомендаций, а также успешной апробацией и демонстрацией возможностей разработанной системы при проведении экспериментов на базе информационно-управляющей б среды в ФГУП ЦКБ «Геофизика».

Реализация результатов работы.

Диссертационная работа выполнялась в рамках проекта РНП 2.2.2.3.9676 «Модельно алгоритмическое обеспечение мультилингвистической технологии интерактивного формирования многоязычных информационных ресурсов» аналитической ведомственной целевой программы "Развитие научного потенциала высшей школы (2006-2008 годы)". Полученные в диссертационной работе результаты внедрены в учебный процесс Политехнического института ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет». На основе моделей и математических методов были разработаны программные системы, предназначенные для формирования и оптимизации мультилингвистического информационно-терминологического базиса. Программные системы прошли экспертизу и зарегистрированы в Отраслевом- фонде алгоритмов и программ (ОФАП), что делает их доступными широкому кругу специалистов по системному анализу и специалистов, занимающихся техническим переводом.

На защиту выносятся:

1. Модель изучения мультилингвистического информационно-терминологического базиса.

2. Алгоритмы формирования мультилингвистического информационно -терминологического базиса.

3. Алгоритмы разбиения мультилингвистического информационно-терминологического базиса на модули, оптимальные по трудоемкости изучения.

4. Программная реализация модельно-алгоритмического обеспечения системы формирования и оптимизации мультилингвистического информационно-терминологического базиса.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы прошли апробацию на XI Международной научно-методической конференции "Новые информационные технологии в университетском образовании" (2006г.) и V-й Всероссийской научно-практической конференции "Недра Кузбасса. Инновации" (2006г.) Кемеровского государственного университета, научно-методической конференции "Современные информационные технологии в образовании: Южный федеральный округ" Ростовского Государственного Университета (2006г.). Диссертационная работа в целом обсуждалась на научных семинарах Красноярского государственного технического университета, НИИ Систем управления, волновых процессов и технологий (2005-2007гг.).

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Огнерубов, Сергей Сергеевич

Выводы по разделу 4

1) Разработана программная реализация алгоритма формирования мультилингвистического информационно-терминологического базиса, которая позволяет формировать мультилингвистические словари в базы данных, для последующего использования в комплексах адаптивного обучения иностранным языкам.

2) Разработана программная реализация алгоритмов разбиения мультилингвистического информационно-терминологического базиса на блоки, оптимальные по трудоемкости изучения, которая позволяет использовать их в более крупных программных комплексах адаптивного обучения иностранным языкам, работающих в режиме реального времени.

Заключение

Таким образом, в работе решена задача разработки, обоснования и реализации программно-алгоритмического комплекса, обеспечивающего повышение эффективности формирования и оптимизации мультилингвистического базиса терминологической лексики для адаптивно-обучающих систем.

В качестве самостоятельных научных результатов, достигнутых при решении поставленной задачи, можно указать следующие.

1. Проведена формализация задачи изучения информационно-терминологического базиса мультилингвистической адаптивной обучающей технологии. Предложена модель изучения информационно-терминологического базиса на основе цепи Маркова, которая позволяет реализовать алгоритмы формирования и оптимизации базиса.

2. Разработаны и реализованы алгоритмы формирования мультилингвистического информационно-терминологического базиса, которые используют взаимосвязи и частоты встречаемости слов в текстах на нескольких языках.

3. Разработаны и реализованы алгоритмы по разбиению информационно-терминологического базиса на модули, которые позволяют изучать базис с наименьшими затратами времени.

4. Разработан программный комплекс формирования частотных словарей и разбиения их на блоки, который , может быть использован в более крупных программных комплексах адаптивного обучения иностранным языкам, t работающих в интерактивном режиме.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Огнерубов, Сергей Сергеевич, 2008 год

1. Агапова, О.И. О трех поколениях компьютерных технологий обучения Текст.

2. О.И. Агапова, А.О.-Кривошеев, А.С. Ушаков // Информатика и образование. 1994. - №2. - С.34-40.

3. Александров, Г.Н. Программированное обучение и новые информационные технологии обучения • Текст. / Г.Н. Александров // Информатика и образование. 1993. - №5. - С.7-19.

4. Атанов, Г.А. Структурирование понятий предметной области с помощью методов представления знаний Текст. / Г.А. Атанов, И.Н. Пустынникова //Искусственный интеллект. 1997. - №2. — С.29-40.

5. Бовтенко, М.А. Компьютерная лингводидактика: Учебное пособие. Текст. / М.А. Бовтенко. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000.

6. Брусиловский, П.Л. Интеллектуальные обучающие системы. Текст. / П.Л. Брусиловский //Информатика. Информационные технологии. Средства и системы. 1990. - №2. - С.3-22.

7. Васильев, В.И. Интеллектуальные системы управления с использованием нечеткой логики: Учебное пособие. Текст. / В.И. Васильев, Б.Г.Ильясов. — Уфимск: гос. авиац. техн. ун-т, 1995. - 80 с.

8. Вендров, A.M. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. Текст. / A.M. Вендров. М.: Финансы и статистика, - 1998.

9. Галеев, И.Х. Модели и методы построения автоматизированных обучающих систем (обзор). Текст. / И.Х. Галеев // Информатика. Научно-технический сборник. Серия Кадровое обеспечение. 1990. - №1. - С.64-72.

10. И.Горбаченко, И.М. Методы моделирования процесса обучения и разработка интерактивных обучающих курсов Текст. / И.М. Горбаченко //Красноярск:1.*1. КГТУ.-2001.- 174с.

11. Данилин, А.Р. Создание специализированных автоматизированных систем обучения на базе АОС общего назначения Текст. / А.Р. Данилин // Обучающие и контролирующие системы на базе ЭВМ. Сборник научных трудов*. 1982.-С.3-10.

12. Демушкин, А.С. Компьютерные обучающие программы Текст. / А.С. Демушкин // Информатика и образование. 1995. - №3. - С.72-76.

13. Джексон, Г. Проектирование реляционных баз данных для использования с микро-ЭВМ Текст. / Г. Джексон. М.:Мир, 1991. 325с.

14. Довгялло, A.M. Обучающие системы нового поколения Текст. / A.M. Довгялло, Е.Л. Ющенко // УсиМ. 1988. - №1. - С.83-86.

15. Домрачев, В.Г. О классификации компьютерных образовательных информационных технологий. Текст. / В.Г. Домрачев, И.В. Ретинская // Информационные технологии. 1996. -№2. - С.10-14.

16. Кабальнов Ю.С. Информационно-обучающие среды образовательных, систем Текст. / Ю.С. Кабальнов, С.В. Тархов, Ш.М. Минасов // Вестник УГАТУ. Т.З.- 2002. №2. - С.187-196.

17. Калянов, Г.Н. CASE структурный и системный анализ. Автоматизация и применение Текст. / Г.Н. Калянов. М.: Изд-во «ЛОРИ», - 2006. - 203с.

18. Калянов, Г.Н. Консалтинг при автоматизации предприятий. Подходы, методы, средства Текст. / Г.Н. Калянов. М.: СИНТЕГ, 1997. - 354с.

19. Калянов, Г.Н. Сравнительный анализ структурных методологий Текст. / Г.Н. Калянов, А.В. Козлинский, В.Н. Лебедев //Системы управления базами данных. 1997. - №5. - С.75-78.

20. Карасева, М.В. Мультилингвистическая система обучения иностранной терминологической лексике Текст. / М.В. Карасева, Т.А. Ковалева, Е.А. Суздалева//Вестник НИИ СУВПТ. 1999. - №2. - С.181-189.

21. Карберри, С. Модели пользователя: проблема неадекватности Текст. / С. Карберри // Новое в зарубежной лингвистике. 1989. - Вып. 24. - С.259-291.

22. Кириллов, В.П. SSADM передовая технология разработки автоматизированных систем Текст. / В.П. Кириллов //Компьютеры + программы. - 2007. - №2. - С.8-17.

23. Кирилова Г.И. Динамизация процесса обучения как фактор перехода к информационному обществу Текст. / Г.И. Кирилова // Казанский педагогический журнал. 1996. - №3. - С.45-50.

24. Кларлащук, В.И. Обучающие программы Текст. / В.И. Кларлащук. М.: Солон-Р,-2001.-247с.

25. Ковалев, И.В. Разработка программного обеспечения. Информационно-обучающие технологии Текст. / И.В. Ковалев. Красноярск: ИПЦ КГТУ, -2004.

26. Ковалев, И.В. Оптимизация обработки данных в распределенных образовательных средах Текст. / И. В. Ковалев, С. А. Яркова, С. Ф. Шевчук, П. В. Зеленков // Программные продукты и системы. 2007. - № 3. - С.70-71.

27. Корпачева, JI.H. Новое образовательное направление Текст. / JI.H. Корпачева// Проблемы специалистов в системе непрерывного образования: Сб. статей. — Красноярск: ГУЦМиЗ, 2004. - Вып. 10. - С. 108-112.

28. Кривошеев, А.О. Разработка и использование компьютерных обучающих программ Текст. / А.О. Кривошеев // Информационные технологии. 1996. -№2. - С.14-18.

29. Кривошеев, А.О. Перспективные internet-технологии информационного обеспечения образовательных услуг. Часть 1. Текст. / А.О. Кривошеев, Г.С. Голомидов, А.Н. Таран //Информационные технологии. — 2006. №7. - С.38-44.

30. Кручинин, В.В. Разработка компьютерных учебных программ Текст. / В.В. Кручинин. Томск: ТМиЗ, - 2006. - 467с.

31. Лаутербах, Р. Программное обеспечение процесса обучения Текст. / Р. Лаутербах, К. Фрей // Перспективы. Вопросы образования. 1988. - №3. -С.70-79.

32. Макфредрис, П. Создание Web-страниц Текст. / П. Макфредрис. М.: Астрель,-2004.-230с.

33. Марка, Д.А. Методология структурного системного анализа и проектирования SADT Текст. / Д.А. Марка. М.: Метатехнология, - 2003. - 540с.

34. Машбиц, Е.И. Диалог в обучающей системе Текст. / Е.И. Машбиц. Киев: Иволга, - 1989.-376с.

35. Махмутов, М.И. Педагогические технологии развития мышления учащихся Текст. / М.И. Махмутов, Г.И. Ибрагимов, М.А. Чошанов. Казань: Метаиздание, - 1993. - 231с.

36. Огнерубов, С.С. Мультилингвистический переводчик по системному анализу Текст. / С.С. Огнерубов, И.В. Ковалев, К.В. Полянский, Р.Ю. Царев, П.М. Лохмаков, М.В. Карасева // Инновации в науке и образовании. 2007. — № 3 (26).-С. 19. ' f ,

37. Огнерубов, С.С. Алгоритмы оптимизации блочно-модульной структуры-информационно-терминологического базиса. Текст. / С.С. Огнерубов, Л.Н. Корпачева // Вестник университетского комплекса. 2005. - №6(20). — С. 6671

38. Огнерубов, С.С. Система оптимизации обработки и хранения информации в базах данных распределенных образовательных сред Текст./ С.С. Огнерубов, С.Ф. Шевчук, С.А. Яркова // Вестник НИИ СУВПТ. 2006. - выпуск 23. -С.175-177.

39. Савельев, А.Я. Подготовка информации для автоматизированных обучающих систем Текст. / А.Я.Савельев, В.А.Новиков, Ю.И.Лобанов. М.: Высшая школа, - 1986. - 175с.

40. Позин, Б.А. Современные средства программной инженерии для создания открытых прикладных информационных систем Текст. / Б.А. Позин // Системы управления базами данных. 1995. - №15. - С.139-144.

41. Растригин, Л.А. Адаптация сложных систем. Методы и приложения Текст. / Л.А. Растригин. Рига: Зинатне, - 1981. - 375с.

42. Растригин, Л.А. Адаптивное обучение с моделью обучаемого Текст. / Л.А.

43. Растригин. Рига: Зинатне, - 1988. - 354с.122

44. Русскин, В.М. Информационная методология SSADM: методика моделирования информационных потоков при разработке автоматизированных систем Текст. / В.М. Русскин, В.П. Кириллов //Компьютеры + программы. — 1995. №3. - С. 15-23.

45. Савельев, А .Я. Подготовка информации для автоматизированных обучающих систем Текст. / А.Я Савельев. М.: Высшая школа, — 1986. - 339с.

46. Семенов, В.В. Информационные основы кибернетической компьютерной технологии обучения Текст. / В.В. Семенов // Информатика и вычислительная техника. — 1997. №3. - С.37-40.

47. Соловов, А.В. Проектирование компьютерных систем учебного назначения: учебное пособие Текст. / А.В. Соловов. Самара: СГАУ, - 1995. - 237с.

48. Талантов, М. Поиск в Интернете: подводные камни Текст. / М. Талантов // КомпьютерПресс. 1999. - №9. - С.46-52.

49. Тархов С.В. Управление адаптивным обучением и его оптимизация на базе теории абстрактных автоматов и марковских процессов Текст. /С.В. Тархов //V

50. Тархов С.В. Оценка эффективности адаптивного электронного обучения Текст. / С.В. Тархов // Информационные технологии моделирования и управления. 2005. - №3 (21). - С.337-346.

51. Тихомиров, В.П. Дистанционное обучение: к виртуальным средам знаний. Часть 1 Текст. / В.П. Тихомиров, В.И. Солдаткин, C.JI. Лобачев, О.Г. Ковальчук // Дистанционное образование. 1999. - №2. - С.8-16.

52. Усачев, А.В. Адаптивная информационная технология управления образованием Текст. / А.В. Усачев. // Материалы IX Международной студенческой школы-семинара "Новые информационные технологии". — М.: НИИ МЭИИТ МГИЭМ, 2003. - С.366-368.

53. Усачев, А.В. Адаптивная технология управления качеством образования Текст. / А.В. Усачев. // Материалы III Всероссийской научно-практической конференции "Влияние образовательных технологий на развитие регионов". — Красноярск: КФ МЭСИ, 2003. - С.29-31.

54. Усачев, А.В. Нейросетевая кластеризация множественных значений терминологии с учетом лингвистической избыточности Текст. / А.В. Усачев. // Вестник НИИ СУВПТ. 2003. - С. 140-150.

55. Усачев, А.В. Нейросетевая мнемотехнология обучения. Текст. / А.В. Усачев. // Материалы XLI Международной научной студенческой конференции "Студент и научно-технический прогресс": Информационные технологии. -Новосибирск: НГУ, 2003. - С. 159-160.

56. Филлипс, Д. Методы анализа сетей Текст. / Д. Филлипс, А. Гарсиа-Диас. М.: Мир, 1984.-496с.

57. Шибанов, А.П. Нахождение закона распределения выходной величины GERT-сети большой размерности Текст. / А.П. Шибанов // Информационные технологии. 2002. - № 1. - С.42-45.