Моделирование процесса обучения на основе кластерного подхода

Abstract

Представлен способ моделирования управляющей реакции «электронного» учителя на основе техники кластеризации с использованием дискриминаторной функции. Рассматривается система обучения, где роль преподавателя выполняет компьютерная программа. Поведенческая модель задается как множество таблиц. В каждой таблице описывается одна реакция; столбцы таблицы соответствуют переменным состояния системы, причем последний столбец определяет реакцию в данной ситуации с нечеткой мерой, характеризующей, например, ее релевантность (соответствие ситуации). Для каждого типа реакции используется отдельная таблица. Например, такими реакциями могут быть: «усложнить пример», «поднять эмоциональный фон», «опросить любого ученика», «дать дополнительное объяснение» и т. п. В колонке «управляющая реакция» каждой таблицы записываем число от 0 до 1 (крайние значения: не выдавать реакцию (0) и выдать реакцию (1)). Итак, в каждой таблице имеется, по сути, два кластера, условно назовем их 0-кластер и 1-кластер. Выбор реакции зависит от того, к какому кластеру следует отнести данный набор текущих переменных системы. При этом мы допускаем выдачу нескольких реакций одновременно при условии, что они не исключают друг друга. Описанная таким образом задача относится к задаче нечеткой классификации. Мы излагаем оригинальный метод ее решения, специфика которого состоит в достаточно простом математическом аппарате и наличии множества обучающих таблиц.