Intelligent Knowledge Assessment Tool

The paper presents a novel approach regarding adaptive and intelligent knowledge assessment using concept maps. The paper describes the knowledge assessment software system that has twofold goals in the context of the integration of technology into the traditional educational process: 1) to promote learners’ knowledge self-assessment, and 2) to support the teacher in the improvement of the learning course through systematic assessment of learners’ knowledge and analysis of its results. The goals are reached by the use of concept maps as an assessment tool and by providing opportunities to extend an initially created concept map for the next assessment stages and to present a learner information about his/her errors at the end of each assessment stage. The latter feature supports process oriented learning and makes the system unique among other similar systems. The system has been being developed already for 6 years by continuously improving its functionality. At the moment it offers a graphical user interface for manipulations of concept maps by the teacher and learners, the presentation of information about learners' errors, six tasks of different degrees of difficulty with adaptation of tasks’ difficulty to each particular learner, an intelligent algorithm for the comparison of teacher’s and learner’s concept maps. In this paper the overview of the system is given specifying goals of the system, its discriminative features, the scenario of usage of the system and the results of testing the system in different study courses

Studenta modeļa izstrāde intelektuālo apmācības sistēmu funkciju atbalstam

Mūsdienās mācību procesā ieviešamās datorizētās apmācības sistēmas daļēji pārľem cilvēka-skolotāja lomu, un tāpēc ir svarīgi nodrošināt šo sistēmu intelektuālās un adaptīvās funkcijas, kas izpaužas sistēmu spējā analizēt apmācāmos un personalizēt apmācības vidi katra apmācāmā vajadzībām. Iepriekšminētā iemesla dēļ ir aktuāla pētījuma veikšana par studenta modeli kā galvenā datu avota datorizēto apmācības sistēmu intelektuālo un adaptīvo funkciju nodrošināšanā. Šī promocijas darba pētījuma objekts ir intelektuālās apmācības sistēmas un tajās lietotie modeļi. Promocijas darba mērķis ir identificēt saistības starp datorizēto apmācības sistēmu intelektuālajām un adaptīvajām funkcijām un studenta modeļa datiem un definēt pilnīga studenta modeļa saturu šo funkciju atbalstam. Darba teorētiskajā daļā tiek veikta datorizēto apmācības sistēmu intelektuālo un adaptīvo funkciju izpēte, teorētiskā un praktiskā studenta modeļa satura izpēte, pilnīga studenta modeļa satura definēšana un saistību starp apmācības sistēmu intelektuālajām un adaptīvajām funkcijām un pilnīga studenta modeļa datiem identificēšana. Darba praktiskajā daļā ir veikta programmatūras sistēmas „SM builder” izstrāde studenta modeļa automātiskai ģenerēšanai atkarībā no vajadzīgajām intelektuālajām un adaptīvajām funkcijām, kā arī tiek veikta RTU zināšanu vērtēšanas sistēmas IKAS intelektuālo un adaptīvo funkciju paplašināšana ar jaunas studenta modeļa atbalstu. IKAS jaunā funkcionalitāte tiek pārbaudīta trīs mācību kursos, kuros kopumā bija 298 apmācāmie. Pārbaudes rezultāti liecina par to, ka IKAS kļuva adaptīvāka un lietderīgāka apmācāmajiem un ir sasniegts mērķis pārvērst IKAS par sistēmu, kas atbalsta gan zināšanu vērtēšanu, gan jaunu zināšanu iegūšanu Šajā promocijas darbā galvenie iegūtie rezultāti ir pilnīga studenta modeļa satura iegūšana, programmatūras sistēmas „SM builder” izstrāde studenta modeļa automātiskai ģenerēšanai un RTU zināšanu vērtēšanas sistēmas IKAS intelektuālo un adaptīvo funkciju paplašināšana ar jaunā studenta modeļa atbalstu. Par promocijas darba galvenajiem rezultātiem ir nolasīti 9 referāti 5 starptautiskās konferencēs un 4 Latvijas mēroga konferencēs, kā arī tie ir atspoguļoti 13 zinātniskajos rakstos. Darbs sastāv no ievada, 5 nodaļām un secinājumiem. Tajā ir 119 lappuses, 67 attēli un 32 tabulas pamattekstā, 118 nosaukumu literatūras saraksts un 3 pielikum

Adaptation of Intelligent Knowledge Assessment System Based on Learner’s Model

The Department of Systems Theory and Design of the Faculty of Computer Science and Information Technology of Riga Technical University has been developing the concept map based intelligent knowledge assessment system IKAS already for five years. The paper gives the outline of adaptation mechanism which is under the development and will be integrated with IKAS. The adaptation mechanism is based on learners’ psychological characteristics. Learning styles have been chosen as the most widely used psychological characteristic. Several models of learning styles are overviewed and the Felder-Silverman model has been chosen as the most appropriate for IKAS. For explanation why more flexible adaptation mechanism is needed in IKAS its architecture and functionality is presented. The conception of the design of adaptation mechanism which will be implemented in a user modeling shell AGENT-UM is described

A Conception of Agents-Based User Modeling Shell for Intelligent Knowledge Assessment System

The paper presents a conception of the AGENT-UM user modeling shell for students modeling purposes which will be integrated with the concept map based intelligent knowledge assessment system. The latter already has been developed and tested in several study courses at Riga Technical University. The AGENT-UM shell is an agents-based system, i.e. a multiagent system. It incorporates several useful features – open and editable user model, agent-based architecture, learning capabilities – that extend the functionality of existing user modelling shells. Key principles and requirements for the development of any modern user modelling shell are defined and explained. Software agents that will be used in the implementation of the AGENT-UM shell are described in details

Интеллектуальная система оценивания знаний: модель студента и методика экспериментальной проверки алгоритма адаптации

Сегодня в учебном процессе широко используются различные электронные системы обучения, спектр и количество которых увеличивается из года в год. Однако их конкурентоспособность и используемость на практике зависит уже не столько от функциональных возможностей системы, как это было на начальном этапе интеграции таких систем в учебный процесс, а от гибкости системы в терминах её соответствия характеристикам и потребностям отдельных обучаемых. Для достижения упомянутой гибкости, как правило, используется модель студента, которая хранит информацию о ходе учебного процесса, состоянии знаний и навыков обучаемого, его/её когнитивных, эмоциональных и психологических характеристиках. Данная статья рассматривает модель студента, которая осенью 2010 года была реализована в интеллектуальной системе оценивания знаний, позволяющей оценить структуру знаний обучаемого на основе решения задач, в которых применяются карты понятий. В статье описано применение модели для выбора такой степени трудности задачи, которая лучше всего соответствует уровню знаний и стилю обучения студента, а также методика экспериментальной проверки алгоритма адаптации, использующего данные о студенте

Architecture and Application of Knowledge Assessment Systems: an Overview

Rakstā ir sniegts pārskats par datorizētām zināšanu vērtēšanas sistēmām. Datorizētas zināšanu vērtēšanas vispārīga definīcija ir dota un objektīvas un subjektīvas testēšanas sistēmu pielietošanas iespējas ir aprakstītas. Turklāt rakstā ir identificētas priekšrocības un trūkumi, kas attiecas gan uz datorizētu zināšanu vērtēšanu pašu par sevi, gan arī atsevišėi uz objektīvas un subjektīvas testēšanas sistēmām. Zināšanu vērtēšanas sistēmu vispārīga arhitektūra ir atspoguĜota, noradot šādu sistēmu pamatkomponentes, to izpildāmas funkcijas un sadarbību. Rakstā ir pamatota nepieciešamība nodrošināt intelektuālu un adaptīvu atbalstu zināšanu vērtēšanas sistēmās un ir aprakstīti minētā atbalsta izpausmes veidi esošās sistēmās. Īpaša uzmanība ir veltīta studenta modelim, kas tiek izmantots, lai adaptētu sistēmu atsevišėa lietotāja vajadzībām. Ir definēti modelī glabātas informācijas pamatveidi un šīs informācijas iegūšanas avoti, kā arī ir piedāvāts apkopojums par studenta modeĜa klasifikācijām, Ħemot vērā dažādus kritērijus. Rakstā ir arī sniegta informācija par intelektuālu un adaptīvu atbalstu uz jēdzienu tīkliem balstītajā zināšanu vērtēšanas sistēmā, kas tiek izstrādāta Rīgas Tehniskajā universitātē, kā arī ir identificēti minētās sistēmas turpmākas attīstības virzieni

Deciding on the Architecture of the Concept Map Based Knowledge Assessment System

Raksts ir veltīts optimālas klientservera arhitektūras izvēlei, realizējot uz tīmekli balstītu mācību sistēmu. Mūsdienās izplatītāko klientserveru arhitektūru, t.i. divslāņu, trīs slāņu un N-slāņu arhitektūru, sastāvdaļas, priekšrocības un trūkumi ir aprakstīti. Autoru pieredze jēdzienu tīklos sakņotas zināšanu vērtēšanas sistēmas izstrādē, realizējot to kā divslāņu un trīs slāņu arhitektūru, ir apspriesta

Computer-Based Plagiarism Detection Methods and Tools: an Overview

Raksts ir veltīts plaģiāta problēmai. Ir apskatītas dažādas iespējas cīņai ar plaģiātu. Ir aprakstītas bieži izmantotas plaģiāta atklāšanas metodes. Ir izanalizēti visplašāk lietoti plaģiāta atklāšanas rīki

Architecture and Application of Knowledge Assessment Systems: an Overview

Rakstā ir sniegts pārskats par datorizētām zināšanu vērtēšanas sistēmām. Tajā ir dota datorizētas zināšanu vērtēšanas vispārīga definīcija un ir aprakstītas objektīvas un subjektīvas testēšanas sistēmu pielietošanas iespējas, kā arī ir identificētas priekšrocības un trūkumi, kas attiecas gan uz datorizētu zināšanu vērtēšanu pašu par sevi, gan arī atsevišķi uz objektīvas un subjektīvas testēšanas sistēmām. Rakstā ir atspoguļota zināšanu vērtēšanas sistēmu vispārīga arhitektūra, noradot šādu sistēmu pamatkomponentes, to izpildāmas funkcijas un sadarbību, kā arī ir pamatota nepieciešamība nodrošināt intelektuālu un adaptīvu atbalstu zināšanu vērtēšanas sistēmās un ir aprakstīti minētā atbalsta izpausmes veidi esošās sistēmās. Turklāt, īpaša uzmanība rakstā ir veltīta studenta modelim, kas tiek izmantots, lai adaptētu sistēmu atsevišķa lietotāja vajadzībām, ir definēti modelī glabātas informācijas pamatveidi un šīs informācijas iegūšanas avoti, kā arī ir piedāvāts apkopojums par studenta modeļa klasifikācijām, ņemot vērā dažādus kritērijus. Rakstā ir arī sniegta informācija par intelektuālu un adaptīvu atbalstu uz jēdzienu tīkliem balstītajā zināšanu vērtēšanas sistēmā, kas tiek izstrādāta Rīgas Tehniskajā universitātē, kā arī ir identificēti minētās sistēmas turpmākas attīstības virzien

Development of the Adaptation Mechanism for the Intelligent Knowledge Assessment System Based on the Student Model

The paper provides the detailed description of the adaptation mechanism for the intelligent knowledge assessment system developed by the researchers from the Riga Technical University. Adaptation areas that are under consideration include selection of the difficulty degree of a task and presentation of the most suitable type of concept explanations for each student. Therefore, the main attention of the paper is devoted to the four algorithms developed to solve the mentioned issues. The overview of the mentioned assessment system and use of the student model in general is given as well