Образовательный веб-ресурс «Логическое программирование на языке Prolog»

6. Проблема («импульс»): Отсутствие рефлексии преподавателя. Решение проблемы («исправная деятельность»): Разработка рекомендаций по устранению ошибок в организации исследовательской деятельности студентов. Проектирование новых форм вовлечения студентов в исследовательскую деятельность.

В условиях «информационного бума» профессиональная самореализация педагога возможна на основе сформированного исследовательского стиля мышления. «Чтобы быть не щепкой в буре волн, а кораблем, который плывет по воле хозяина, человек должен владеть научным методом познания в современном информационном мире». [Сергеева М.Г. Наука и образование в современном мире // Развитие исследовательской деятельности учащегося: методический сборник. - М.: Народное образование, 2001. - С. 33] Можно констатировать, что умения исследовательской деятельности существенно улучшают качество человека профессионального и социального характера.

Е. В. Федоркевич

Образовательный веб-ресурс «Логическое программирование на языке Prolog»

В последние годы в системе образования Российской Федерации проводятся работы по интеграции средств информационно-телекоммункационных технологий, научно-методического обеспечения учебного процесса и научных исследований с целью объединить наработки системы образования с новейшими информационными технологиями, что вызвано желанием сформировать открытое образовательное пространство, доступное для широких слоев населения. По этой причине многие учебные заведения приступили к освоению и внедрению в практику технологий дистанционного и открытого обучения. Основным средством дистанционного обучения является образовательный веб-ресурс, который представляет собой информационную модель учебного материала и обеспечивает поддержку информационного взаимодействия субъектов учебной деятельности, а также представление результатов проектно-исследовательской деятельности обучаемых.

Для поддержки создания и сопровождения целостного дистанционного процесса обучения существует разнообразное программное обеспечение, среди которого выделяется особый класс программных средств, называемых платформами дистанционного обучения. На наш взгляд наиболее универсальной из них является интегрированная система разработки и поддержки дистанционных

404

курсов WebCT и именно на ней мы остановили свой выбор для поддержки процесса дистанционного обучения.

Образовательный веб-ресурс «Логическое программирование на языке Prolog» предназначен для информационной поддержки учебных дисциплин, изучающих методы и языки представления знаний, а также основы разработки систем, основанных на знаниях («Интеллектуальные информационные системы», «Основы искусственного интеллекта» и др.). Веб-ресурс разработан средствами языка HTML и опубликован на сервере WebCT ЛГУ имени А.С. Пушкина (URL: http://webct.lengu.ru), процесс дистанционного обучения осуществляется при поддержке средств платформы дистанционного обучения WebCT.

Системой, основанной на знаниях (СОЗ, англ. Knowledge Based Systems, KBS) или интеллектуальной системой называют систему, ядром которой является база знаний или модель предметной области, описанная на языке сверхвысокого уровня, приближенном к естественному. При построении баз знаний традиционные средства, основанные на численном представлении данных, являются неэффективными. Для этого используются специальные языки представления знаний, основанные на символьном представлении данных. Они делятся на типы по формальным моделям. Существует десятки моделей (или языков) представления знаний для различных предметных областей. Большинство из них может быть сведено к следующим классам:

• продукционные модели (ЛИСП, РЕФАЛ, OPS5, ROISE);

• формальные логические модели (Prolog);

• семантические сети (SIMER+MIR, NET);

• фреймы (FRL);

• объектно-ориентированные модели (SMALLTALK, CLOS).

Для перечисленных моделей существует соответствующая математическая нотация, разработаны системы программирования, реализующие эти языки представления знаний, и имеется большое количество реальных коммерческих интеллектуальных систем.

Содержание образовательного web-ресурса «Логическое программирование на языке Prolog» посвящено изучению популярного языка искусственного интеллекта Prolog, являющимся языком представления знаний в формальной логической модели.

Prolog основывается на таком разделе математической логики, как исчисление предикатов. Его базис составляет процедура доказательства теорем методом резолюции для хорновских дизъюнктов. Программа на языке Prolog представляет собой модель фрагмента предметной области, о котором идет речь в решаемой задаче.

На сегодняшний день существует довольно много реализаций языка (BinProlog, AMZI-Prolog, Arity Prolog, Micro Prolog, Turbo Prolog,

405

Visual Prolog, Prolog-Д, акторный Prolog и др.). Исходя из соображений малого объема, доступности, малой ресурсоемкости, традиций, а также отсутствия всего лишнего, в том числе графической оболочки, автором образовательного ресурса сделан выбор в пользу версии Arity Prolog 6.0.

Образовательными задачами веб-ресурса являются: знакомство с декларативной парадигмой программирования, используемой при решении задач искусственного интеллекта, и элементами инженерии знаний; изучение и практическое освоение логического программирования на языке Prolog.

Требованиями к начальному уровню подготовки обучаемых является наличие следующих знаний, умений и навыков: (а) знакомство с математической логикой предикатов первого порядка; (б) базовые навыки работы с ПК и текстовыми редакторами; (в) умение работать с браузерами; (г) умение работать с диспетчером архивов WinRar или любым другим архиватором. Наличие опыта программирования на языках процедурной парадигмы программирования, таких как Pascal, Basic не требуется, поскольку в связи со спецификой изучаемого языка, навыки программирования могут затруднить освоение Arity Prolog.

Содержание обучения представлено в виде двух модулей.

Первый модуль «Предварительные сведения о логическом программировании на языке Prolog» содержит теоретический материал и является вводным в логическое программирование на языке Prolog. Данный модуль реализует следующее содержание обучения: методы представления знаний; логическая модель представления знаний; понятие декларативной парадигмы программирования, назначение и особенности языков декларативной парадигмы; введение в язык логического программирования Prolog; система Arity Prolog.

Второй модуль представлен в виде совокупности теоретического материала, семи лабораторных работ и контролирующих материалов по основам программирования на языке Prolog. Модуль реализует следующее содержание обучения: разработка статистических баз данных на языке Prolog; стандартные предикаты ввода-вывода; арифметические предикаты; организация ветвлений; рекурсия в языке Prolog; обработка списков; обработка строк; работа с внутренними (динамическими) базами данных в языке Prolog.

Для контроля знаний студентов, изучающих основы логического программирования на языке Prolog, предусмотрены следующие формы контроля: текущий контроль реализуется в виде контрольных вопросов по каждой теме и отчета по каждой лабораторной работе, итоговый контроль осуществляется с помощью итоговой контрольной работы.

406

Используемые методы обучения: метод демонстрационных примеров; метод целесообразно подобранных задач; программирование как метод обучения; метод ручной прокрутки программ.

Взаимодействие учителя со слушателями и обучающихся друг с другом возможно при помощи следующих инструментов WebCT:

• почты, которая позволяет участникам процесса обучения (преподавателю, студентам, помощникам преподавателя) отправлять, получать, отвечать и пересылать почтовые сообщения другим пользователям курса;

• чата, позволяющего участникам процесса обучения проводить беседы в реальном режиме времени. Имеются четыре тематические чат-группы «Выступления на уроке. Основная группа», «Выступления на уроке. Дополнительная группа», «Обсуждение организационных вопросов», «Личные разговоры»;

• дискуссий - этот инструмент позволяет участвовать в обсуждении различных вопросов. Участникам процесса ДО предоставляется возможность участия в дискуссионных форумах по следующим темам: «Особенности языков декларативной парадигмы программирования», «Механизмы языка Prolog, которыми не обладают традиционные языки программирования», «Средства управления выполнением программы на языке Prolog», «Ввод-вывод данных», «Организация ветвлений в языке Prolog», «Рекурсия в языке Prolog», «Обработка строк в языке Prolog», «Обработка списков в языке Prolog», «Работа с внутренними (динамическими) базами данных».

Мониторинг образовательного процесса осуществляется при помощи следующих инструментов WebCT:

• «Управление студентами» используется для того, чтобы рассчитывать оценки за представленные студентами лабораторные и контрольные работы; добавлять статистическую информацию к студенческим записям; показывать студентам результаты лабораторных работ и оценки за контрольную работу;

• «Проследить работу студентов» позволяет просматривать статистику посещения каждым студентом страниц ресурса и отправки сообщений в дискуссионные группы;

• «Проследить посещение страниц» используется для просмотра общей статистики посещения страниц ресурса (количества вхождений, длительности вхождений, количества отправленных сообщений);

• «Тесты/Опросы» позволяет просмотреть, изменить и проанализировать оценки выполненных тестовых заданий.

407