<<
>>

Нечеткая логика при тестовом контроле знаний

При программном контроле знаний, как правило, требуется дать однозначный ответ на заданный вопрос, выбрав один из предложенных вариантов или сформулировав из ограниченного набора слов, букв, цифр или графических символов собственный вариант ответа.

В любом случае студент должен на основе имеющихся у него знаний создать такую формулировку ответа, которая содержала бы заключение об истинности предлагаемого суждения в терминах строгой логики, не имея возможности вы

сказать сомнение, или указать, насколько ответ может отличаться от истины. При этом программный контроль в силу отчужденности от личности преподавателя не позволяет непосредственно использовать опыт преподавателя для выявлений действительных знаний студентов.

В связи с этим предлагается для проведения программного контроля знаний использовать экспертную систему, основанную на аппарате нечеткой логики (рис. 2.2). Такая система даст студенту возможность оперировать не только классическими значениями логических переменных «ложь» и «истина», но и употреблять их промежуточные значения, плавно переходящие от одного крайнего значения («ложь») к другому крайнему значению («истина»).

Для определения принадлежности оценки знаний студента и высказываемого им суждения к нечетким логическим подмножествам предлагается использовать функции принадлежности в виде кусочно-непрерывных функций, имеющих начальный и конечный участки с нулевыми уровнями достоверности и

Рис. 2.2. Блок-схема аппарата нечеткой логики

Рис. 2.2. Блок-схема аппарата нечеткой логики

Рис. 2.3. Аппроксимирующие кривые

Рис. 2.3. Аппроксимирующие кривые

промежуточные участки, соответствующие переходу к единичному (максимальному) уровню достоверности (рис.

2.3). Такие промежуточные участки описываются теоретическими кривыми нормального распределения или аппроксимируются кривыми 1-го или 2-го порядка.

Аналогичными кривыми могут быть описаны и участки, характеризующие принадлежность оценки знаний или высказываний студента к граничным значениям логической переменной. (В этом случае функция принадлежности имеет нулевой или единичный начальные участки и, соответственно, единичный или нулевой конечные участки). Очевидно, что в зависимости от конкретных условий тестирования функции принадлежности могут быть построены преподавателем как для каждого вопроса в отдельности, так и для группы вопросов, предназначенной для выявления знаний по одной, нескольким темам или дисциплине в целом.

Наличие связанных между собой нечетких логических множеств позволяет делать соответствующие им нечеткие утверждения типа «если.., то...». Например, для четкой логики возможны только два крайних утверждения: «если ответ студента не совпадает с эталонным ответом, то знания студента могут быть оценены как неудовлетворительные» или (другая крайняя степень утверждения) «если ответ студента и эталонный совпадают, то студент обладает необходимыми знаниями». Кроме указанных граничных утверждений, для нечеткой логики допускается и любое другое промежуточное утверждение, связывающее между собой определенную степень точности ответа и соответствующую ей оценку знаний.

Для согласования элементов подмножества постулирующей и констатирующей частей утверждения может быть использована функция управления, построенная на базе метода correlation

product encoding или метода correlation - min encoding. В настоящее время нет каких-либо доказательств, подтверждающих предпочтительность применения одного из этих методов при программном контроле знаний, однако вследствие ряда причин при создании курсов дистанционного обучения нами используется метод correlation - product encoding, который подтвердил свою высокую эффективность.

Для получения обобщенного результата по нечетким множествам в постулирующей Y(X) и констатирующей W(Y) частях логического вывода может быть использован метод Sum combination.

При этом суперпозиция функций принадлежностей нечетких множеств определяется как

©.,„m(Z) = ?{©,(?)}V,/e [l,3l,

1=1

где 0(Z) - соответственно V(X) или Q(Y).

Частным случаем достижения обобщающего результата является отказ от суперпозиции функций принадлежностей и их независимое использование для определения достоверности логических утверждений. Такой подход обычно используется при работе с функциями принадлежности, соответствующими постулирующей части утверждений.

Наличие экспертной системы с заданными функциями принадлежности и управления позволяет на основе нечетких логических утверждений оценить знания студентов таким образом, чтобы итоговая оценка знаний допускала для студента возможность дать ответ с определенной степенью уверенности в своей правоте, а для преподавателя - получить более достоверную оценку его знаний. В этом случае для преобразования нечеткого множества в единственное решение, принимаемое на основе нечетких логических утверждений, следует использовать центр тяжести функции принадлежности нечеткого множества из констатирующей части утверждения. При необходимости такое решение, полученное по отдельному вопросу, может быть встроено в общую систему оценки знаний по предмету введением индексов сложности, учитывающих сложность и типичность каждого из вопросов, входящих в общую систему оценивания.

<< | >>
Источник: Алексеев А.Н.. Дистанционное              обучение              инженерным              специальностям:              Мо нография. 2005

Еще по теме Нечеткая логика при тестовом контроле знаний:

  1. Многоуровневый тестовый контроль качества знаний по количественным показателям
  2. Аспекты, связанные с использованием нечеткой логики
  3. Глава 2 Тестовый контроль знании
  4. Основные функиии и принципы контроля знаний
  5. ФОРМЫ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ
  6. Тест для контроля знаний
  7. Тест для контроля знаний
  8. МАТЕРИАЛЫ ТЕКУЩЕГО, ПРОМЕЖУТОЧНОГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ
  9. Тест для контроля знаний
  10. Тест для контроля знаний
  11. Тест для контроля знаний
  12. Общий обзор отборочных тестов, используемых при приеме на работу
  13. 9. ПРИМЕРНЫИ ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ НА КАНДИДАТСКОМ ЭКЗАМЕНЕ ПО ФИЛОСОФИИ И МЕТОДОЛОГИИ НАУКИ ДЛЯ АСПИРАНТОВ И СОИСКАТЕЛЕЙ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ 1.
  14. 10. ПРИМЕРНЫМ ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ IIA КАНДИДАТСКОМ ЭКЗАМЕНЕ ПО ФИЛОСОФИИ И МЕТОДОЛОГИИ НАУКИ ДЛЯ АСПИРАНТОВ И СОИСКАТЕЛЕМ ГУМАНИТАРНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ 1.
  15. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПРИ МОНТАЖЕ ПОЛНОСБОРНЫХ ЗДАНИЙ
  16. б) Синдром нарушения регуляции, программирования и контроля деятельности при поражении префронтальных отделов
  17. 12.1.2. Теории (модели) структурной организации знаний (информации) в долговременной памяти и репрезентации знаний
  18. ДИАЛЕКТИЧЕСКАЯ ЛОГИКА МАРКСИЗМА — ЛОГИКА НОВОГО ТИПА