بررسی مدل خبره برای آموزش روش های جستجوی مکاشفه ای
Abstract
سیستمهای آموزش هوشمند که دارای قابلیت همراهی دانشجو در طول حل مسئله و دادن بازخورد و راهنمایی هستند، با ایجاد محیطی شخصی شده کیفیت آموزش را افزایش میدهند. در این پژوهش یک مدل خبره برای آموزش جستجو به نحوی طراحی شده که سیستم با دقت بالا در ارزیابی دانش و انتخاب راهنمایی مناسب به سمت ایجاد محیطی شخصی شده پیش رود. برای طراحی مدل خبره نخست یک سناریو چندگامی برای آموزش طراحی میشود. چون سناریو دارای رویکرد یادگیری از حل است، بنابراین جنبه رویهای دانش موجود در سناریو غلبه دارد. یکی از روشهای موثر جهت نمایش دانش رویهای استفاده از قوانین است؛ از این رو پایگاه دانش مبتنی بر قانون است. با توجه به اینکه دانش با قوانین نمایش داده شده است، میتوان دانش دانشجو را با میزان فهم وی از هر قانون ارزیابی نمود. این ارزیابی در تصمیمگیری مربوط به چگونگی راهنمایی مناسب دانشجو به هنگام آموزش نقشی اساسی دارد. اما چنین ارزیابیهایی به دلایلی مانند وجود مسیرهای چندگانه برای رسیدن به جواب و پنهان بودن استنتاج دانشجو با عدم قطعیت همراه است. در این پژوهش برای غلبه بر عدم قطعیت موجود، از شبکه بیزی مستقل از دامنه آموزش استفاده شده است. از سوی دیگر انتخاب راهنمایی مناسب نیز تاثیر بسزایی در روند یادگیری دانشجو دارد. انتخاب راهنمایی بر اساس میزان دانش دانشجو انجام میگیرد. در این پژوهش برای انتخاب راهنمایی از یک شبکه عصبی مصنوعی پیش روندهی سه لایه استفاده شده است که این شبکه میزان دانش دانشجو را از خروجی شبکه بیزی یاد شده به عنوان ورودی دریافت میکند. هزینه شبیه‌سازی مدل خبره در این پژوهش به دلیل نبود موتور استنتاج حدود 10 برابر کمتر از پیادهسازی این مدل در سیستمهای آموزش هوشمند است. همچنین بیش از 80 در صد دانشجویان اذعان نمودند سیستم در یادگیری بهتر روش جستجوی اول سطح به آنها یاری می رساند. شبکه بیزی ارائه شده برای ارزیابی دانش دانشجو بطور میانگین 98 درصد دقت دارد. دقت شبکه عصبی مصنوعی پیش روندهی سه لایه نیز که برای ارتباط مدل خبره با مدل آموزش استفاده می شود، با روش ارزیابی متقابل k- بخشی برای تنها متغیر خروجی 5/92 درصد برآورد گردید. از شبکه بیزی و شبکه عصبی بررسی شده میتوان در هر سیستم دیگری بدون توجه به نحوه پیادهسازی موتور استنتاج جهت ارتباط مدل خبرهی مبتنی بر قانون با مدلهای دانشجو و آموزش بهره برد. این دو شبکه پیدرپی را میتوان جهت ارتقای کیفی در کنار سیستم مدیریت آموزشی که دانش آن با قانون نمایش داده شود نیز بکار برد.