Модель адаптивного процесса обучения на основе учета индивидуальных особенностей объекта обучения

В рамках работ [1,2] процесс обучения рассматривается как управление социальным объектом. Управление – это процесс организации целенаправленного воздействия на объект, в результате которого этот объект переходит в требуемое (целевое) состояние. Объект управления - совокупность самого ученика и той части окружающего его мира, на которую можно воздействовать. Изменения в состоянии самого ученика происходят под воздействием среды, в которой он находится и по средством его внутренних процессов, показатель X- это состояние среды, , а показатель Y- состояние самого объекта (рис. 1), тогда состояние объекта можно представить в виде:

Y=F⁰(X) (1),

где F⁰ оператор связи X и Y.

Рис. 1. Объект как преобразователь состояния  X в состояние Y

Обучение предполагает наличие источника целей. Цели понимаются не только в заданном итоговом состоянии объекта обучения, но и в кратковременных целях управления на каждом из сеансов обучения.

Требование продолжения процесса состоит в соответствии состояния объекта обучения Y с потребностями субъекта, в случае невыполнения этого соответствия организовывается воздействие Uна объект F⁰, переводящее его в новое состояние.

Можно считать, что субъект, исходя из состояния объекта, всегда формулирует свою цель Z^*, реализация которой в объекте приводит к достижению требуемого состояния Y. Обозначим YϵZ^*выполнение, а противный случай - невыполнение целевого состояния в объекте. Цели субъекта не реализуются без целенаправленного управления. Что приводит к дуальной ситуации либо некоторое не достижение целей, либо выделение значительных средств на его создание и реализацию управления полностью достигающего цели.

В зависимости от важности цели Z^*субъект идет на создание системы управления. Для этого ему нужно выделить возможности воздействия на объект, т.е. назначить каналы управления U, которыми могут быть некоторые из входов объекта X, поддающиеся целенаправленному изменению. В общем случае нужно создавать новые каналы воздействия на объект, которые ранее не существовали.

Для реализации управления нужно создать канал управления U, с помощью которого можно изменять состояние ОУ:

Y=F⁰(X,Y) (2)
 где F⁰ — оператор объекта, учитывающий управление U.

Рассмотрим примерную блок-схему управления объектом обучения (рис. 2). D_xи D_y- датчики, измеряющие состояние среды и объекта соответственно. Результаты измерений состояний среды и объекта

X’=D_X(X);Y’=D_Y(Y) (3)
поступают в управляющее устройство (УУ), которое в свою очередь формирует управляющие воздействия U, которые должны переводить объект управления в новое состояние, посредством изменения состояния управляемого входа U’.

Цель Z^*и алгоритм управления φ должны быть известны на протяжении всего процесса обучения, цели могут быть адаптированы в зависимости от состояния объекта управления перед каждым из сеансов обучения:

U=φ(X’,Y’,Z^*) (4)

Рис. 2. Система управления объектом

Под системой обучения будем подразумевать обучаемого и обучающую его систему.