بخشی از مقاله
چکیده
کاهش زمان و افزایش بهره وری آموزشی، یکی از مسایل مهم در آموزش الکترونیکی دروس است که لازمه تحقق آن انتخاب محتویات درس مطابق با ویژگی های یادگیری هر یادگیرنده می باشد. برآوردن اهداف چنین مسئله ای با در نظر گرفتن منابع محدود از قبیل زمان آموزش دشوار است.
در این پژوهش، ما با استفاده از تکنیکهای طرح ریزی خودکار، الگوریتم ممتیک و یکی از تئوریهای آموزشی، روشی جهت حل این مسئله ارائه می دهیم. عمل های طرح ریزی در این روش، شامل فعالیتهای یادگیری هر درس است که هر فعالیت دارای کارایی - با توجه به ویژگیهای یادگیرنده مورد نظر - و هزینه - زمان آموزش - می باشد. آزمایش ها حاکی از توانایی بالای طرح ریز با پیش پردازش الگوریتم ممتیک در یافتن طرح های آموزشی است که بیشترین کارایی را برای یادگیرندهی مورد نظر دارد.
1 مقدمه
در یک سیستم آموزش الکترونیکی، آنچه دارای اهمیت ویژه است ارائه آموزشهای مورد نیاز و اطمینان از دریافت این آموزش ها توسط یادگیرندگان می باشد. مسئلهاصلی در آموزش، جذب هدفمند تمام اطلاعات ضروری توسط فراگیران است، پس به علت حجم زیاد اطلاعات و کمبود زمان در آموزش به رویکردهای جدید جهت یافتن بهترین مسیرآموزشی، نیاز داریم
طرح ریزی خودکار یکی از رویکردهای جدید برای تولید مسیر آموزشی است، که طرح ریز دنباله ای از اعمال را می - یابد که انجام آن اهداف طرح را نتیجه دهد. از اینرو، لازمه یافتن چنین طرحی، جستجو در فضایی شامل تمام حالات ممکن است که برای مسایل دنیای واقعی، بسیار بزرگ و پیچیده است. مشکل عمده طرح ریز ها، فضای جستجوی بزرگ است که محققین با تکنیکهای مختلف سعی کرده اند آنراکاهش دهند
در این مطالعه، با استفاده از طرح ریزی خودکار طرحهای آموزشی سازگار با ویژگیهای یادگیری دانشجو، تولید کرده ایم. مسئله مورد بحث، از دسته مسایل منابع محدودF0 است
در این مسئله به علت محدودیت زمان آموزش درس، امکان انتخاب همه فعالیتهای یادگیری در طرح درس وجود ندارد . ما در پژوهش قبلی اقدام به تولید مسیر آموزشی با طرح ریزی خودکار و برنامه ریزی خطی کردیم
در این مطالعه در صدد برآمدیم که با استفاده از الگوریتم ممتیک بهره آموزشی بدست آمده از مسیر آموزشی را افزایش داده و بار محاسباتی برنامه را کاهش دهیم. در این راستا برای هر مفهوم آموزشی درس، مجموعه ای از فعالیتهای مختلف یادگیری، تعریف کرده ایم و فعالیتهای یادگیری را به عملها در طرح ریزی تبدیل کرده ایم و درصدد یافتن طرحی بودیم که علاوه بر عملی بودن، بهینه بودن طرح، روابط بین فعالیتهای یادگیری و تقابل بین سود وهزینه هر عمل در طرح را در نظر بگیرد و به این مهم، با تعریف معیارهای سنجش مناسب در طرح ریزی و پیش پردازش الگوریتم ممتیک دست یافتیم و همچنین با استفاده از پژوهشهای گذشته و تشخیص سبک یادگیری دانشجو،مقدار کا رایی برایهر فعالیت یادگیری محاسبه کردیم
ادامه مقاله به شرح زیر است، بخش دوم طرح ریزی خودکار و زبان طرح ریزی را معرفی می کند، بخش سوم طریقه مدل کردن مسئله در طرح ریزی را بیان می دارد، بخش چهارم مرحله پیش پردازش طرح ریزی با الگوریتم ممتیک را توضیح می دهد و بخش پنجم از آزمایشات مربوط به ارزیابی صحت این روش گزارش می دهدو در نهایت بخش ششم نتیجه گیری را تشریح می کند.
2 طرح ریزی خودکار
طرح ریزی، تکنیکی از هوش مصنوعی است که دنباله ای مرتب از اعمال را انتخاب می کند، بطوریکه انجام ترتیبی اعمال، اهداف مسئله طرح ریزی را نتیجه دهد. طرح ریزی با دو عنصر تعریف می شود: یکی، دامنه طرح ریزی که شامل مجموعه ای از اعمال است. بعدی، مسئله طرح ریزی که حالت اولیه و مجموعه ای از اهداف طرح ریزی را شامل می شود. در دنیای مسئله هر حالت با مجموعه ای از محمولهای پایه و توابع توصیف می شود و هر عمل با پارامترها، پیش شرطها و تاثیرات عمل قابل بیان است. پیش شرطها محمولهایی دارد که قبل از اجرای عمل باید ارزش درستی داشته باشند و تاثیرات شامل محمولهایی است که بعد از اجرای عمل ارزش درستی می گیرد . اجرای هر عمل، محمولهایی را به دنیای مسئله اضافه یا کم می کند و حالت دنیای مسئله را عوض می کند
PDDL1F2 زبان نمایشی استاندارد برای طرح ریزی خودکار است که در نسخه ADL آن، امکان تعریف عملها با پیش شرطهای منفی و تاثیرات شرطی، PDDL نسخه 2/1 امکان بکار بردن مقادیر عددی ومعیارهای سنجش و سلیسها3F2 فراهم شده است - - Pednault et al. 1998، - . - Gerevini et al. 2005 در این مقاله، از حالت نمایش کلاسیک استفاده کر ده ایم. به عنوان مثال به مسئله بلوکها، در شکل 1 اشاره می کنیم. دراین مسئله بلوکهای A، B، C، میز T و ربات R را داریم.
شکل :1 مثالی از یک مسئله طرح ریزی - بلوکها -
جدول :1 اعمال قابل انجام در مسئله بلوکها
3 تعریف مسئله درpddl
تالیف درس، اولین قدم در آموزش الکترونیکی است، بطوریکه قابل استفاده در سیستم آموزشی مورد نظر باشدهر. موضوع آموزشی شامل مفاهیمی است که آموزش هر مفهوم را می توان با چند فعالیت یادگیری با منابع مختلف آموزشی از جمله اسلاید، سخنرانی و غیره توصیف کرد. پس از تعیی ن فعالیتهای یادگیری، همه فعالیتهایی که برای آموزش یک مفهوم بکار می روند، در یک دسته قرار میدهیم و بدین ترتیب فعالیتهای یادگیری درس را دسته بندی می کنیم، بطوریکه جهت یادگیری همه درس، دانشجو از هر دسته، حداقل یک فعالیت یادگیری را باید انجام دهد و برای آموزش بهتر یک مطلب می توان تعداد فعالیت بیشتری از آن دسته را انتخاب کرد
هر دانشجو سبک یادگیری خاص خود را برای فراگیری درس دارد بطوریکه متناسب بودن فعالیتهای یادگیری درس برای او، بستگی به این ویژگیها دارد. برای تشخیص متناسب بودن فعالیتها با سبک یادگیری دانشجوی مورد نظر، از تئوری آموزشی فلدراستفاده کردهایم. فلدر سبکهای یادگیری افراد را در چهار بعد قرار داده است: بعد ادراکی - حسی و شهودی - ، بعد پردازش اطلاعات - فعال و بازتاب - ، بعد ورودی - سمعی و بصری - ، بعد درک و هوش - ترتیبی و عمومی -
ما طبق جدول 2، برای هر فعالیت یادگیری با توجه به منبع یادگیری و ویژگی دانشجوی مورد نظر، مقدار کارایی را محاسبه کردیم. هر فعالیت یادگیری با کارایی و زمان آموزش خاص خود به صورت عملی در دامنه طرح ریزی مدل شده است. طرح ریز، اعمالی را انتخاب می کند که ماکزیمم مجموع کارایی در محدوده زمانی انجام درس، برای دانشجوی مورد نظر فراهم آید. در ادامه استفاده از طرح ریزی در حل این مسئله را در سه مرحله مدل کردن سبک یادگیری دانشجودر مسئله طرح ریزی، مدل کردن فعالیتها در دامنه طرح ریزی و بررسی عملکرد طرح ریزی در حل مسئله توضیح می دهیم.
31 مدل کردن سبک یادگیری دانشجو در pddl
برای استخراج سبک یادگیری دانشجو از پرسشنامه فلدر که شامل 44 سوال است، استفاده می کنیم. پس از تشخیص سبک یادگیری دانشجو، هر سبک را با یک محمول در فایل مسئله pddl مثل - sequential ?s_studentp_<profile_level_type> - بیان می کنیم. به جای <profile_level_type> مقادیر strong ، moderate یا balanced می تواند قرار بگیرد.
