Использование экспертных систем в качестве инструментов познания

Кадровая политика - Маркетинг знаний

Экспертные системы используются главным образом в бизнесе в качестве советчиков, которые контролируют деловые процессы, или в качестве инструментов, которые используют профессионалы при принятии решений. Однако экспертные системы также широко используются в образовании. Большое количество исследований посвящено разработке экспертных систем-советчиков, помогающих учителям идентифицировать и классифицировать неспособных к обучению учеников. Экспертные системы-советчики были разработаны для прохождения новичками процесса обучения (Tennyson & Christensen, 1991) и для того, чтобы помочь ученикам выбрать правильную статистическую проверку (Karake, 1990; Saleem & Azard, 1992).

Экспертные системы также могут работать как инструменты познания. Trollip, Lippen, Starfield & Smith (1992) считают, что создание экспертных систем приведет к более глубокому пониманию предмета, так как эти системы обеспечивают интеллектуальную среду, которая:

требует улучшения знаний, связанных с конкретной областью знаний,

помогает при решении проблем,

контролирует приобретение знаний.

При создании экспертной системы разработчик должен четко смоделировать знания эксперта. Это требует идентификации декларативных (факты и представления), структурных (знания относительно взаимных связей между понятиями в памяти) и процедурных знаний (как применять предыдущие). Фактически, создание экспертных систем является одним из нескольких формализмов для описания процедурных знаний. Когда ученики определяют структуру ЕСЛИ ТО области знаний, они вынуждены четко формулировать принципы принятия решения; это более глубокое понимание должно сделать последующие практические возможности более значимыми. Нельзя считать, что просто разработка экспертной системы обязательно приведет учеников к получению полных процедурных знаний в данной области. Представьте себе, например, ученический проект, в котором правильно устанавливаются правила ЕСЛИ ТО, относящиеся к вождению самолета; однако, чтобы на самом деле приобрести навыки по управлению самолетом, необходима большая практика в реальных условиях.

Экспертные системы стали использоваться как инструменты познания сравнительно недавно. Uppert (1988) пришел к выводу, что анализ материала по изучаемому предмету, необходимый для создания экспертной системы, является настолько глубоким, что ученики получают лучшее представление о материале предмета вследствие того, что в процессе построения базиса правил экспертной системы они должны выполнять аналитическое обоснование, вырабатывать стратегии, такие, как, например, синтез, а также использовать мета-познавательное обоснование. Lippert (1988), который является одним из пионеров применения экспертных систем в качестве инструментов познания, утверждает, что задания по созданию небольших базисов правил являются очень полезными для решения педагогических проблем и структурирования знаний для учеников от шестого класса до взрослых. Изучение при этом становится более осмысленным, так как ученики оценивают не только сам процесс мышления, но также и результаты этого процесса, т. е. полученную базу знаний. Создание базы данных требует от учеников умения отделять друг от друга факты, переменные и правила, относящиеся к связям между составляющими области знаний.

Дополнительные исследования подтвердили эти результаты. Например, Lal (1989) установил, что, после того как студенты-медики создадут медицинскую экспертную систему, они повышают свое умение в плане аргументации и получают более глубокие знания по изучаемому предмету. Шесть студентов-первокурсников физического факультета, которые использовали экспертные системы для составления вопросов, принятия решений, формулировки правил и объяснений относительно движения частицы в соответствии с законами классической физики, получили более глубокие знания в данной области благодаря очень тщательной работе, связанной с кодированием информации и обработкой большого материала для получения ясного и связного содержания, а следовательно, и большей семантической глубины (Lippert & Finley, 1988).

Lippert (1988) описал разработку студентами-физиками базиса правил для решения проблем, связанных с силами. Студенты определяли такие факторы, как тип силы, действующей на объект (свободное падение, круговое движение, скольжение и т. д.), скорость объекта и т. д. Полученные студентами решения включали в себя законы, определяющие движение, формулы, которые должны использоваться, и т. д. Благодаря выполнению оценки своего собственного процесса мышления студенты приобрели более глубоки.; знания, они обучались с повышенным энтузиазмом и изучили предмет в большем объеме, чем предполагалось.

Knox-Quinn (1992) указывает, что студенты, разрабатывающие базы данных по законам налогообложения в ходе занятий по бухгалтерскому учету, были вовлечены в процессы мышления высшего порядка, такие, как классификация информации, разбивка содержания на составляющие, организация информации и объединение и обработка информации. Все студенты, которые разрабатывали базисы правил, добились заметных успехов (в количественном и качественном смысле) в области декларативных и процедурных знаний и улучшили свои способности в плане решения проблем. Студенты, которые создали экспертные системы, аргументировали свои решения подобно экспертам.

Создание базиса правил экспертной системы обязательно заставляет учащихся мыслить более глубоко. Создатели экспертной системы должны выполнять анализ области знаний, а затем создавать правила и последовательности правил для того, чтобы можно было использовать эту область знаний. Умение анализировать включает в себя идентификацию результатов, факторов и важности этих факторов. Изменение структуры этой информации в структуру правил ЕСЛИ ТО требует от разработчика синтезирования этой информации в новую форму. Для всякого, кто хоть однажды попробовал создать даже простой базис правил, понятно, насколько занимательным является этот процесс.