Тема: ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ ПРИ ОБУЧЕНИИ ВЫСШЕЙ МАТЕМАТИКЕ В ВУЗЕ

В силу стремительных изменений, происходящих в мире, все больше растет потребность в специалистах различных сфер деятельности человека. Справедливо заметить, что темпы развития образования отстают от скорости развития общества. Получение актуального и качественного образования будущими специалистами является одной из главных проблем современного вуза, при этом большинство преподавателей университетов понимают, что без внедрения достижений технического прогресса проблему качества образования не решить.
В следствии этого, появляется необходимость в создании эффективных средств анализа полученной информации, связанной с различными аспектами и этапами обучения, в частности при изучении высшей математики в вузе, а именно результатов обучения, для дальнейшего использования этих данных с целью повышения уровня образования каждого студента.
Реализация возможностей технических средств, в частности, искусственного интеллекта, поможет усовершенствовать учебный процесс, таким образом, чтобы эта проблема разрешилась. При введении нейронных сетей в процесс обучения, вуз получает возможность оценивать: качество подготовки профессорско-педагогического состава, качество полученных знаний студентами с целью дальнейшей ликвидации пробелов в различных направлениях образовательного процесса, состояние материально¬технической базы университета, уровень конкурентоспособности специалистов на рынке труда.
Анализируя вышесказанное можно выделить сложившеюся в настоящее время потребность совершенствования учебного процесса за счет использования современных цифровых технологий. Наличие данной проблемы обуславливает актуальность и выбор темы исследования.
Научная проблема работы состоит в разработке методов и средств совершенствования математической подготовки студентов технических специальностей на основе внедрения нейронных сетей в процессе обучения.
Цель исследования состоит в повышении эффективности процесса обучения математике в вузе с помощью использования нейронных сетей.
Объект исследования - процесс обучения математике студентов технических вузов.
Предмет исследования - возможности применения некоторых свойств искусственного интеллекта для модернизации процесса обучения в вузе.
Достижение поставленной цели предполагает решение следующих задач:
- на основе анализа основных понятий нейронных сетей и их классификации, выделить возможности их использования в учебном процессе,
- обоснование выбора внедрения и использования возможностей нейронных сетей с целью повышения качества образовательного процесса,
- разработка системы, позволяющей использовать нейронные сети и их возможности при обучении математике.
Практическая ценность работы.
Внедрение нейронных сетей в обучении математике позволит проанализировать такие основополагающие направления деятельности вуза как:
- ведение учебного процесса (методы и формы обучения, стимулирование и мотивация, цель и результат),
- управление профессорско-педагогическим составом кафедры,
- научно-исследовательская, инновационная работа,
- обеспечение учебно-методическими материалами,
- социальное и техническое обеспечение.
Таким образом, использование нейронных сетей при обучении математике в вузе имеет важное значение в управлении и развитии высшего учебного заведения для достижения наилучшего результата во всех вышеперечисленных аспектах.

Купить

В диссертации решена задача, заключающаяся в разработке системы, позволяющей использовать нейронные сети и их возможности при обучении математике с целью повышения уровня знаний студентов.
Основные результаты работы состоят в следующем:
- полученные данные, соответствующие трем уровеням
обученности (удовлетворительный, достаточный, продвинутый) с помощью компьютерного тестирования и разноуровневых задач,
- проведен анализ имеющихся архитектур нейронных сетей для классификации уровня обученности студента. В результате была выбрана архитектура многослойного персептрона,
- был реализован алгоритм стохастического обучения нейронной сети, которая осуществляет классификацию трех уровней успеваемости студентов по 6 имеющимся признакам,
- разработана и реализована нейронная сеть, определяющая уровень знаний студентов с целью повышения их познавательной и мыслительной активности. Успешно обученная нейронная сеть протестирована и показала свою работоспособность.
Практической значимостью данного исследования является возможность использования разработанной нейронной сети в образовательном процессе с целью повышения эффективности процесса обучения студентов при изучении различных дисциплин.
Таким образом, цель работы достигнута, все поставленные задачи решены.

Купить