Private:NHTD12

Тема на проекта

• СТАР ВАРИАНТ: Моделиране и приложение на уики технологии в електронното обучение
• НОВ ВАРИАНТ: Моделиране и приложение на уики технологии в електронното обучение и науката

Кратка анотация на проекта

Проектът е насочен към изследването на възможностите за приложение на уики технологиите в областта на електронното обучение и науката, както и моделирането на различни техни аспекти и ситуации на паралелизъм, конкуренция и конфликт със средствата на обобщените средства и интуиционистки размитите множества.

Технологията уики (на английски: wiki) е мрежова технология за създаване на уеб 2.0 платформи, които на модулния принцип, на който са изградени, позволяват приспособяването им към изпълнението на различни функции и задачи, в това число и като платформи за електронно обучение и тестване. Характерна черта на уики е, че дава на потребителите си възможност съвместно да разработват потребителски генерирано съдържание (user generated content), и то по начин, който позволява проследяването на действията на всеки отделен потребител на системата, както и неимоверно улеснява работата в екип. Тази особеност на уики средата се оказва източник на различни по вид и мащаб взаимодействия между отделните потребители и между потребителите и средата, включващи в това число и паралелизъм, конкуренция и конфликт. Подобни ситуации могат да бъдат адекватно моделирани с апарата на обобщените мрежи (generalized nets), както и оценявани посредством размитост (fuzziness) и интуиционистка размитост (intuitionistic fuzziness). Тези два математически формализма – обобщените мрежи и интуиционистки размитите множества, са въведени от проф. Красимир Атанасов през 1980-те години. Оттогава до днес те са били обект на множество теоретични и приложни изследвания, в които част от участниците в колектива имат съществен принос.

Тъй като проектът се явява пресечна точка на няколко важни концепции — обобщени мрежи, размитост, електронно обучение, уики технологии — всяка от тях ще бъде описана поотделно.

Обобщени мрежи

Обобщените мрежи са средство за описание и моделиране на паралелно протичащи реални процеси. Началото на обобщеномрежовото моделиране е поставено през 1982 година от проф. К. Атанасов с дефинирането на понятието „обобщена мрежа” като обобщение на всички познати към този момент разширения на понятието „мрежа на Петри”, въведено през 1962 година от Карл-Адам Петри. Към 1982 година съществуват над 20 различни негови разширения, чиито моделиращи възможности са по-добри от (или в най-лошия случай равни на) моделиращите възможности на мрежите на Петри. Възможността за такова многопосочно разширяване на понятието е следствие, от една страна, на поначало скромните изисквания, заложени в оригиналната дефиниция на Петри, но от друга страна и на все по-големите възможности, разкриващи се пред информатиката през 1970-те и 1980-те години. Освен в теоретичен план, през последните години усилено се работи както по довършването на софтуерен пакет за обобщени мрежи, който да позволи осъществяването на практически симулации на обобщеномрежовите модели, така и по методологическия и дидактическия аспект на теорията.

Описанието на процес с обобщени мрежи започва с разделянето му на откроените като ключови етапи (наречени преходи, transitions) и постъпковото описание на движението на основните потоци от информационни носители (ядра, tokens) на процеса и настъпващите промени в тях под въздействието на предварително известни или случайни фактори. Логиката на процеса, т.е. на движението на ядрата през преходите се кодира в т.нар. индексирана матрица (index matrix), в която на всяка двойка входна и изходна позиция от един преход задава или предикат, или стойността "лъжа" или "истина", която отразява дали и при какви условия може да премине ядро от съответната входна към съответната изходна позиция на прехода.

Досега с обобщени мрежи са описвани и моделирани разнообразни аспекти на електронното обучение и на дейностите в дигитален университет, като в голяма част от изследванията основният принос е на ръководителя на проекта. (Тук нека да се цитират известен брой статии и монографиите в Австралия и Полша!) Натрупаният опит по изграждане на обобщеномрежови модели ще помогне и тук при локализирането на паралелно поведение на агенти в системата, както и конфликтите за различни ресурси. Примери за предхождащи изследвания, които добре демонстрират проблематиката на проекта, са обобщеномрежовите модели на двете основни стратегии за разрешаване на конфликти на редакции между различни потребители върху споделен документ, които се прилагат в системите за контрол на версии, и в частност уики: Lock—Modify—Unlock , и Copy—Modify—Merge .

Интуиционистки размити множества

Размитите и интуиционистки размитите множества са две понятия, които последователно надграждат и обобщават класическото понятие за булево (двоично) множество, при което принадлежността на обект към дадено множество се оценява еднозначно със стойностите 0 и 1, респективно „лъжа“ и „истина“. Първо обобщение на класическото множество се явява размитото множество, при което принадлежността на обектите към размитото множество се оценява с числови стойности, принадлежащи на целия интервал [0; 1], т.е. възможно е даден обект да принадлежи към дадено множество не изцяло, а само частично, например със стойност на функцията на принадлежност 0,6. По този начин размитото множество обобщава понятието за класическо булево множество, което може да се представи като размито множество, ограничено в двете крайни стойности на интервала [0; 1].

Интуиционистки размитите множества на свой ред обобщават понятието за размито множество в следния смисъл: освен оценка на частичната принадлежност на дадени обекти към дадено множество, се прави оценка и на частичната им непринадлежност към множеството. Двете оценки се представят като функциите μ_A(x) - за принадлежност, ν_A(x) - за непринадлежност, за които е в сила, че μ_A(x), ν_A(x) ∈ [0; 1] и едновременно с това 0 ≤ μ_A(x) + ν_A(x) ≤ 1. Нестрогостта на неравенството означава, че е възможно да съществува и трета функция, π_A(x) = 1 — μ_A(x) — ν_A(x), която отговаря на степента на неопределеност за принадлежността на елемента х към множеството А.

Интуиционистката размитост, която има за цел да отчита и неопределеността в различни ситуации, също е прилагана нееднократно при моделирането с обобщени мрежи на аспекти на електронното обучение, и по-специално при електронното тестване и оценяване на студенти. (Добави още подходящи цитирания!)

Приложение на уики в електронното обучение и науката

Дефинирана от създателя си Уорд Кънингам като „най-простата онлайн база данни, която изобщо би могла да функционира”, уики е технология за създаване на колекции от взаимосвързани уебстраници, проектирана така, че всеки да може да ги редактира, като използва за целта само платформено независим браузър. Всички промени (редакции), настъпили по дадена страница в уики сайта, се съхраняват под уникални числови идентификатори в базата данни и формират историята на страницата. Редакцията е асоциирана и с датата и часа на редакцията и потребителското име или IP-адреса на потребителя, и всяка редакция може да бъде идентифицирана, проследена назад и достъпена и, ако е необходимо, отменена. Така технологията държи отговорни редакторите за всеки техен принос и действие.

Сайтовете, изградени на уики технологията (също наричани уикита), често се използват от различни потребителски общности за улесняване на онлайн базираната комуникация и сътрудничество и представляват алтернатива на други системи за управление на съдържание (content management systems) и знание (knowledge management systems). Технологията дава на потребителите си множество гъвкави и дружелюбни инструменти за навигация и организиране на съдържанието, за взаимодействие помежду си, за проследяване на промените в реално време и в ретроспекция, и за извличане на информация по различни начини и критерии.

Приложенията на уики технологията са много на брой и разнообразни. Компании използват уикита за интранет, разработване на софтуерна или продуктова документация, управление на проекти, разпределение и отчитане на задачи, групова електронна поща, корпоративна база от данни или знания, „жълти страници” и др. Учебни заведения и академични общности използват уикита за съвместна изследователска и развойна дейност, споделяне на резултати, дискусии, генериране и обмен на идеи, провеждане на електронно обучение и тестване, и др.

Членове на настоящия проект са водещи фигури в българските изследвания в областта на приложенията на уики за образователни и научни цели.

За отбелязване е фактът, че за иновативната идея за приложението на уики технологиите в науката, последната статия е отличена с ІІ награда на 8^ма Национална младежка научно-практическа сесия на Федерацията на научно-техническите идеи през 2010 година. Предложеното в нея научно уики, http://ifigenia.org, е специализирано в областите на обобщените мрежи и интуиционистки размитите множества -- теми, които са обект на изследване и в настоящия проект. Уикито, създадено през 2008 година от членове на проекта и постоянно развивано досега, е ориентирано към международна потребителска общност и предоставя съдържание основно на английски език, както и следните функционалности (услуги):

• изграждане на учебен корпус от контекстуално свързан понятиен апарат (по примера на онлайн енциклопедията Уикипедия),
• постоянно допълваща се база данни от публикации (в т.ч. статии от списания, доклади от конференции, препринти),
• платформа за търсене на партньорства и провеждане на научни дискусии,
• среда за съвместна разработка на научни текстове, проектни предложения, софтуерна документация,
• уебпространство на няколко научни проекта в областта на обобщените мрежи и интуиционистки размитите множества

На принципа на синергията, настоящият проект също предвижда дейности по допълването и развиването на съдържанието на уикито http://ifigenia.org, а от своя страна ще черпи ползи и от вече утвърдената потребителска общност и от популярността на сайта в търсачките и Google Scholar, където публикуваните в http://ifigenia.org статии своевременно се индексират.

Цели и задачи

Приложение 1: План-програма

№ на етапа	Дейности	Срок за изпълнение	Резултати
1	Обзор на съществуващи модели и практики за използване на уики технологиите в обучението	1-2 месеца	Публикация Глава от магистърски тезис
2	Анализ на ситуации на паралелизъм, конкуренция и конфликт в уики средите и съответно на възможностите за моделирането им със средствата на обобщените мрежи	3-4 месеца	Публикация
3	Организиране в уики среда на миналите и текущите резултати по моделирането на електронно обучение	1 месец	Страници в ifigenia.org
4	Изграждане на уики уебсайт за електронно обучение с учебни материали за курсове по обобщени мрежи и размити множества	2 месеца	Уики уебсайт за електронно обучение Глава от магистърски тезис
5	Отчет на извършената работа по проекта	1 месец	Отчет

Актуалност на проекта

От около 2006 година насам устойчиво се проявява тенденцията по света, а от около 2009 година — и в България, уики технологиите да намират приложение в образователните практики във висшето образование. В много университети по света и у нас са инсталирани вътрешни уики среди за електронно обучение, а на други места преподаватели използват наличната инфраструктура на най-популярния представител на уики технологията, електронната енциклопедия Уикипедия, и там насърчават студентите си да допринасят, демонстрирайки своите познания по изучаваната дисциплина. Уики-обучението е иновативна алтернатива на традиционните образователни практики, която способства задълбочаването на знанията в определена научна област, като развива критичното мислене и уменията за самостоятелна и екипна работа.

Някои от тези иновативни и за България проекти във висшето образование бяха представени и на лекцията на тема "Уикипедия — поглед отвътре" на един от външните участници в проекта през м. март 2011 година.

През учебната 2011/2012 година започна първият за България университетски курс, специално посветен на Уикипедия и уики технологиите, който се чете от участник в настоящия проект и през трите триместъра във Факултета по математика и информатика на Пловдивския университет. Подготвя се и курс за магистри по педагогика в Университета "Проф. Асен Златаров" за учебната 2012/2013 година. (Преценете дали това да остане) Като цяло, от 2007 до 2012 година е известно участието на четири университета в уикипроекти: СУ, УНСС, НБУ, ПУ, а отскоро е проявен интерес и от преподавател от УНИБИТ. Всичко това е показателно за растящия интерес към иновативното въвеждане на уики сред традиционните образователни практики в българското висше образование.

Очаквани научни приноси, практически резултати, дейности

Научните приноси по проекта ще се изразяват в анализиране на ситуациите на паралелизъм, конкуренция и конфликт, които възникват между отделните потребители и между потребителите и средата в рамките на уебплатформите, изградени с технологията уики. Моделирането на тези ситуации посредством апарата на обобщените мрежи и оценяването им, когато е приложимо, с интуиционистки размити оценки, може да допринесе за оптимизиране на отделни аспекти на технологията. В по-общ план може да се стигне и до дефиниране на решения за по-съвършени системи за потребителски генерирано уеб съдържание, системи с контрол на версиите, социални мрежи и други.

В приложен аспект, проектът ще даде възможност на участниците в проекта да се запознаят отблизо с уики като една от водещите Web 2.0 технологии и да открият възможните й приложения в учебната и научната си практика. Един от участниците в проекта е студентка от магистърската програма "Компютърни системи и технологии" (това ли е точното име на програмата?), избрала да разработи дипломната си работа по тема, пряко свързана с темата на проекта. За нея участието в проекта ще даде възможност включително и за публикуване на поне една научна статия. Като краен резултат, от нея се очаква и инсталиране на уики сайт за електронно обучение с един примерен учебен курс (по дисциплината "Размити множества").

Веднъж инсталирана и конфигурирана, платформата ще може да продължи да се ползва и от останалите участници в проекта за изнасяне в уики среда и на други електронни учебни ресурси по различни водени от тях дисциплини. Това ще е възможно и благодарение на още един практически резултат от проекта, а именно извеждането на общи методологически насоки за реорганизирането на съществуващи електронни учебни ресурси във формат и синтаксис, подходящи за уики среда.

Не на последно място, следва да се отчете и това, че уики като софтуерен продукт под отворен код може освен среда за обучение, да служи на студентите по информатика и като самостоятелен обект на изучаване и среда за програмиране. На един бъдещ етап, след като екипът по проекта придобие опит от взаимодействието си със средата, може да я използва и за поставяне на студентите на задачи за програмиране на езиците, които обичайно се използват и от разработчиците на уики: PHP, C++, Java, JavaScript.