Metody umělé inteligence ve vzdělávacím procesu

Mgr. Zdeňka KRIŠOVÁ

Doctoral thesis

Artificial Intelligence Methods in Educational Process

Abstract:

Téma disertační práce je zaměřeno do oblasti vývoje adaptivního e-learningu a inteligentního výukového softwaru. Takové programy se přizpůsobují studentovi, respektují jeho individuální učební vlastnosti a potřeby a zefektivňují a urychlují proces učení. K adaptaci výuky lze využít různé technologie, v současné době se stále častěji uplatňují nástroje a metody vědního oboru umělá inteligence, především expertní systémy. Cílem disertační práce je návrh struktury, funkcí a algoritmů adaptivního systému řízení výuky, využívajícího přístupů a nástrojů umělé inteligence, jeho implementace, simulační a experimentální ověření funkcí systému. V teoretické části práce se zabýváme zasazením problematiky do kontextu výuky a vzdělávání pomocí e-learningu a uvádíme stručný přehled o současném stavu poznání a řešení problematiky českými i zahraničními odborníky. Představíme strukturu adaptivního výukového systému a detailněji popíšeme funkce jeho adaptačních smyček a podpůrných bloků. V praktické části práce popíšeme implementaci výukového systému, ověření jeho funkcí pomocí simulačních pokusů. Zabýváme se také přípravou a realizací pedagogického experimentu. Pomocí pedagogického experimentu a analýzou dat získáme odpovědi na otázky výzkumu a hypotézy zformulované v disertační práci. V závěru uvádíme výsledky, k nimž jsme řešením tématu disertační práce dospěli, spolu s doporučeními pro další výzkum a vývoj.

Abstract:

Dissertation topic is focused in the development of adaptive e-learning and intelligent educational software. Such programs are adapted to the student, respecting their individual learning characteristics and needs, and streamline and accelerate the learning process. To adapt teaching to use various technologies currently increasingly apply tools and methods of discipline artificial intelligence, especially expert systems. The aim of the dissertation is to design the structure, functions and algorithms of adaptive learning management system, utilizing approaches and tools of artificial intelligence, implementation, simulation and experimental verification of system functions. The theoretical part of the deal by putting the issue in the context of teaching and learning via e-learning and a brief overview of the current state of knowledge and solving problems of Czech and foreign experts. We introduce a structure of adaptive learning system and describe in detail its features and support adaptation loop blocks. In the practical part we will describe the implementation of the educational system, verifying its functions through simulation experiments. We are also preparing and implementing pedagogical experiment. Using pedagogical experiment and analysis of data obtained answers to research questions and hypotheses formulated in the thesis. In conclusion, we report the results for which we have solutions dissertation topic came, along with recommendations for further research and development.

Keywords

inteligentní výukový systém, umělá inteligence, učební styl, elektronické vzdělávání, adaptivní výukový systém, personalizace výuky, expertní systém, fuzzy logika

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 7. 2015

Accessible from:: 30. 7. 2015

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Miroslav Pokorný, Dr.

University of Ostrava

Pedagogical Faculty

Doctoral programme / field:
Specialization - Pedagogy / Information and Communication Technologies in Education