Использование семантической сети в научно-исследовательской работе студентов
И.
А. ГуримскаяБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Гуримская
И.
А. Использование семантической сети в научно-исследовательской работе студентов // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2015. – № 11 (ноябрь). – С.
116–120. – URL:
http://e-koncept.ru/2015/15398.htm.
Аннотация. Неотъемлемой частью современного высшего образования России является активное привлечение к научной работе молодых исследователей – студентов. В связи с этим деятельность студенческих научных кружков представляется весьма актуальной и важной для активизации и развития современных студентов в высших учебных заведениях. Важную роль в результативности научно-исследовательской работы студента играет руководитель. В статье представлена семантическая сеть как модель представления знаний о проведении научного исследования. Вершинами в данном ориентированном графе являются этапы исследования, дугами показаны их отношения. Данную сеть руководитель использует для обучения студента самостоятельному проведению научного исследования. Для поиска решения о переходе к следующему этапу работы студент ищет фрагмент сети, отражающий соответствующий запрос.
Ключевые слова:
самостоятельная работа, научно-исследовательская работа, студенческий научный кружок, семантическая сеть
Текст статьи
Гуримская И. А. Использование семантической сети в научноисследовательской работе студентов// Концепт. –2015. –№ 11(ноябрь).–ART15398. –0,4п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15398.htm.–ISSN 2304120X. 1
ART15398УДК 378.147.88
Гуримская Ирина Анатольевна,
старший преподаватель кафедры математики и информатики ТИ (ф) ФГАОУ ВПО «СевероВосточный федеральный университет им.М.К.Аммосова»,г. Нерюнгриgurim567@rambler.ru
Использование семантической сети в научноисследовательской работе студентов
Аннотация.Неотъемлемой частью современного высшего образования России является активное привлечение к научной работе молодых исследователей –студентов. В связи с этим деятельность студенческих научных кружков представляется весьма актуальной и важнойдля активизации и развития современных студентов в высших учебных заведениях. Важную роль в результативности научноисследовательской работыстудента играет руководитель. В статье представлена семантическая сеть как модель представления знаний о проведении научного исследования. Вершинами в данном ориентированном графе являются этапы исследования, дугами показаны их отношения. Данную сеть руководитель использует для обучения студента самостоятельному проведению научного исследования. Для поиска решения о переходе к следующему этапу работы студент ищет фрагмент сети, отражающий соответствующий запрос.Ключевые слова:студенческий научный кружок, научноисследовательская работа, самостоятельная работа, семантическая сеть.Раздел: (01) педагогика; история педагогики и образования; теория и методика обучения и воспитания (по предметным областям).
Современные условия и экономическая ситуация в стране требуют активного совершенствования системы научноисследовательской работы студентов, включения в неё новых методических подходов, организационных форм, использования новых стимулов, накопления, анализа и внедрения практического опыта. НИР должна способствовать формированию студентов как творческих личностей, способных эффективно решать возникающие перед ними задачи. Новые требования к образовательному уровню специалистов продиктованы условиями современного общества, определяются необходимостью совершенствования НИРС как одного из компонентов образовательного процесса. Каждый студент в какойто мере связан с научноисследовательской работой в процессе обучения. Работая над рефератом, курсовой или выпускной квалификационной работой,требуется провести определенные исследования, даже если они незначительны.Научноисследовательская работа развивает у студента множество положительных качеств: самоорганизацию, самоконтроль, творческое мышление, ответственность, умение доказывать свою точку зрения.Не каждый студент проявляет инициативу проведения исследовательской работы, поэтому важную роль в организации НИРС играет преподаватель. Именно преподаватель может вовремя разглядеть способности, потенциал студентаи мотивировать его заняться научноисследовательской работой.Во время обучения в вузе студент имеет возможность заниматься научноисследовательской деятельностью двух видов:Гуримская И. А. Использование семантической сети в научноисследовательской работе студентов// Концепт. –2015. –№ 11(ноябрь).–ART15398. –0,4п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15398.htm.–ISSN 2304120X. 2
в рамках учебного плана (реферат, курсовая, выпускная квалификационная работа);вне программы обучения (кружок, конференция, олимпиада).Рассмотрим форму организации научной деятельности студентов–студенческий научный кружок(далее –СНК). Согласно Положению СевероВосточногофедеральногоуниверситетаим.М.К.Аммосова(далее –СВФУ),СНК создается для активного привлечения студентов к научноисследовательской работе вуза, содействияв выборе студентами перспективного научного направления исследовательской работы.Так как представленная работа проводилась на примере СНК студентов, обучающихся по информационным направлениям подготовки, то основными целямидеятельности СНК выделено:формирование интереса к научному творчеству, умений обобщать, анализировать и применять полученные знания в процессе учебных занятий; развитие логического мышления;активизация и привлечение деятельности студентов к научноисследовательской и проектной работе в области информатики, информационных систем и технологий, технологий программирования;обеспечение студентамвозможности реализовывать свое право на творческое развитие личности в рамках компетентностного подхода в образовании и воспитании. С учетом принципов СНК деятельность в СВФУорганизована следующим образом:участие студентов в работе СНК на добровольной основе;выполнение научных исследований и разработок в рамках образовательного процесса;исследования и разработки должны быть нацелены на достижение определенных результатов.Для достижения поставленной цели требуется решить ряд задач, например:помощь студентам в реализации принципа самостоятельности в проведении научного поиска;организационное обеспечение научной работы студентов.Основными направлениями научных исследований СНК являются:формирование знаний и умений по личностному и профессиональномусаморазвитию студентов;совершенствование профессиональных навыков по саморазвитию личности студента;подготовка к проведению научных исследований;подготовка научных статей;участие в научномисследованиии выступлениепо теме с подготовкой презентаций.Членами СНК могут быть студенты всех курсов с разным опытом научноисследовательской работы. Приступает ли студент к исследованию впервые или в очередной раз, важную роль в успехе его работы играет научный руководитель. Руководитель организовывает, координирует, консультирует студента на всех этапах его исследования. Но само исследование студент проводит самостоятельно. Для подготовки студентов к научноисследовательской работе руководитель СНК проводит различные виды занятий по обучению самостоятельной работе, правилам написания статей, знакомит студентов с основными этапами научного исследования. Гуримская И. А. Использование семантической сети в научноисследовательской работе студентов// Концепт. –2015. –№ 11(ноябрь).–ART15398. –0,4п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15398.htm.–ISSN 2304120X. 3
За основу обучения членов СНК методам научного исследования взято учебное пособие П.С. РевкоЛинардато «Методы научных исследований». Согласно автору,научноеисследование –это:1)процесс получения научных знаний, обладающих свойством новизны;2)один из видов познавательной деятельности.Исследование может иметь различный характер:1)прикладной, направленный на применение новых знаний для достиженияконкретных целей;2)фундаментальный, означающий производство новых знаний основополагающих явлений. Основные этапынаучного исследования: 1)проблема; 2)цели; 3)задачи; 4)объект;5)предмет; 6)гипотеза; 7)проверка исходной гипотезы;8)вывод новых фактов, законов, получение объяснений или формулировка научных предсказаний;9)внедрение в производство.Так как каждый из перечисленных этапов исследования является понятием, руководитель раскрывает его суть, объясняет взаимосвязь этапов работы. В помощь студенту для осуществления самостоятельного научного поиска, самоорганизации научной работыпостроим семантическую сеть этапов научноисследовательской работы.Семантика –это наука, которая устанавливает отношения между символами и объектами, причем объекты обозначают данные символы. Таким образом, можно определить, что семантика–это наука, определяющая смысл знаков. Термин «семантическая»означает «смысловая», то есть семантическая сеть–сеть, показывающая смысловую взаимосвязь объектов конкретной предметной области. Для построения семантическойсетистрояториентированный граф, вершины которого –понятия, дуги–отношения между ними. Семантические сети являются исторически первым видом моделей представления знаний. Структура знаний в них из определенной предметной области формализуется в виде построения ориентированного графа. Граф состоит из вершин и дуг,их соединяющих. Чтобы построить вершины, следует определить абстрактные объекты и понятия предметной области, необходимые для решения поставленной задачи. Задав свойства выделенным вершинам, их связываютдугами –атрибутивными отношениями между ними. Сущность–это объект произвольной природы. Объекту соответствует вершина сети, а отношениям –соединяющие их дуги.Разработкой компьютерных семантических сетей занималсяРичард Риченсон в 1956г. В 1961г. Мастерман определил базовый словарь для 15000 понятий. Эти исследования были продолжены другими учеными. На основе семантических сетей разрабатываются системы искусственного интеллекта. Сегодня семантические сети применяются в различных областях, в том числе и в обучающих системах. В системах искусственного интеллекта семантические сети используются с целью:поиска ответа на вопросы решаемой задачи; изученияпроцессов обучения;Гуримская И. А. Использование семантической сети в научноисследовательской работе студентов// Концепт. –2015. –№ 11(ноябрь).–ART15398. –0,4п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15398.htm.–ISSN 2304120X. 4
запоминания;рассуждений. Любой фрагмент сети, напримеродна вершина, две вершины и соединяющие их дуги, называются подсетью. Для поиска решения по семантической сети находят или конструируют подсеть, удовлетворяющую некоторым условиям. Отношения, представляемые дугами, в семантической сети могут быть различными. Типы отношений следует выбирать в зависимости от вида семантической сети и решаемой задачи.В семантических сетях применяются три основных типа объектов:1.Понятия (представляют собой сведения об абстрактных или конкретных (физических) объектах предметной области).2.События (действия, которые могут внести изменения в предметную область, т.е.изменить состояние предметной области).3.Свойства (используются для уточнения понятий и событий). Применительно к понятиям свойства описывают их особенности или характеристики, например цвет, размер, качество. Применительно к событиям свойства–продолжительность, место, время и т.д.Отношения, наиболее часто используемые в семантических сетях:связи типа «часть–целое» («элемент –класс», «род–вид»);функциональные связи (определяемые обычно глаголами «учит», «владеет» и т.д.);количественные связи (больше, меньше и т.д.);пространственные связи (далеко, близко и т.д.);временные связи (скоро, долго, раньше, позже и т.д.);атрибутивные связи (имеет свойство, имеет значение);логические связи (И, ИЛИ, НЕ).Проведем процесс формализации представления знаний о научном исследовании. Формализация семантической информации–это решение одной из важных задач теории компьютерных семантических систем, искусственного интеллекта –представление знаний.Представим этапы исследования в виде адаптивной семантической сети. Обозначим каждый этап научного исследования в виде вершины ориентированного графа, взаимосвязи между ними –дугами, определим взаимоотношения объектов сети на основе понятий:1.Проблемавозникает в результате открытия новых фактов, которые не соответствуют прежним теоретическим представлениям, а старое знание стало несостоятельным. Показать, что проблема является значимой, что существует необходимость ее решения, –значитдать обоснование актуальности будущего исследования. 2.Доказательством актуальности выбранной темы обосновываются цели исследования.3.Цель,в свою очередь,указывает на конкретные задачи, которые предстоит решить для их достижения.4.Для более конкретной постановки целей и четкого формулирования задач формулируются объект и предмет исследования. Объект–это носитель проблемы, на решение которой направлена исследовательская деятельность. 5.Предметисследования–наиболее существенные свойства изучаемого объекта, познание которых важно для решения проблемы исследования.Гуримская И. А. Использование семантической сети в научноисследовательской работе студентов// Концепт. –2015. –№ 11(ноябрь).–ART15398. –0,4п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15398.htm.–ISSN 2304120X. 5
6.В процессе проведения научного исследования происходит первичный анализ информации, литературы, методов решения данногокласса задач. 7.После предварительного изучения материалов ранее проведенных исследований делают вывод о степени изученности вопроса, полученныхрезультатах. 8.Затем исследователь переходит к построению гипотезы, то есть научного предположения. Построение гипотезы –один из наиболее ответственныхэтапов исследования. Гипотеза представляет собой предполагаемый ответ на вопрос, поставленный в начале исследования. 9.Для проверки и обоснования гипотезы проводят теоретический анализ материала. С этой целью проводятся наблюденияи эксперименты. Полученные факты анализируют. После тогокак проведеныанализ и обобщение полученных фактов, может возникнуть необходимость в дополнительном сборе материалов. Тогда наблюдения или эксперименты продолжаются. Так происходит проверка исходной гипотезы.10.Если гипотеза подтверждается, исследователь формулируетновые факты, законы, получает объяснения или формулирует научные предсказания. Затем полученные результаты внедряют в производство, если исследования носили прикладной характер. Так как данная семантическаясеть разрабатывалась для студентов, обучающихся по направлениям подготовки «Прикладная математика и информатика» и «Прикладная информатика», то результаты их исследований направлены на внедрение в производство.Таким образом, основываясь на перечисленных этапах, построена семантическая сеть. Предложим её впомощь студенту для самоконтроля ведения исследования (см. рис.1) [1–3].
Данная схема движения научного исследования может содержать и другие этапы. Схема в различных науках может иметь различную форму. Количество поставленных задач исследования тоже может быть разным.При построении данной семантической сети:1.Были определены объекты и понятия научного исследования, необходимые для решения поставленной задачи –проведения научного поиска. 2.Объекты оформлены в виде вершин.3.Заданы свойства для выделенных вершин.4.Заданы связи между этими вершинами.5.Определены функциональные отношения («обосновывает», «определяет», «указывает на», «формулируют», «показывают», «приводит к», «дают», «сопоставляются с», «получила», «приводит к», «внедряются на») и отношения типа «являться частью» («имеет область», «проводится в области», «это», «состоит из»).6.Добавлены конкретные объекты и понятия, описывающие решаемую задачу,–проведение научноисследовательской работы. 7.Проверены правильность установленных отношений (вершины и само отношение при правильном построении образуют предложение).8.Рассмотрим пример использования данной семантической сети. Допустим, что студент выявил проблему и обосновал актуальность будущего исследования. Что дальше?9.Находим в сети вершину «актуальность», читаем отношение «определяет» и вторую вершину, к которой привела стрелка «цель». Получается предложение: «Актуальность определяет цель». Это означает, что теперь надо сформулировать цель исследования (см. рис. 2).
Гуримская И. А. Использование семантической сети в научноисследовательской работе студентов// Концепт. –2015. –№ 11(ноябрь).–ART15398. –0,4п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15398.htm.–ISSN 2304120X. 6
Рис. 1. Семантическая сеть«Этапы научноисследовательской работы»
Рис. 2. Определение по подсети следующего этапа работы
Имея данную семантическую сеть как обучающую модель научноисследовательской работы, студент не отвлекается на организационные вопросы. Он занят научным поиском. У руководителя нет необходимости консультировать студента по любому возникающему вопросу.Гуримская И. А. Использование семантической сети в научноисследовательской работе студентов// Концепт. –2015. –№ 11(ноябрь).–ART15398. –0,4п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15398.htm.–ISSN 2304120X. 7
Выбор данной модели представления знаний обусловлен тем, что она имеет ряд достоинств: 1)дает наглядное представление о модели рассматриваемой предметной области –научном исследовании; 2)определяет абстрактные объекты, понятия, взаимосвязи между ними;3)отображает логическую структуру исследования;4)имеет возможность адаптации к цели исследования.Данная семантическая сеть является примерной. В зависимости от вида исследования может несколько изменяться.Работая по семантической сети, студенты учатся:1)самоорганизации;2)классифицировать понятия рассматриваемой предметной области; 3)выделять характерные общие свойства, признаки, присущие каждому понятию; 4)находить и выделять отличительные признаки каждого понятия; 5)устанавливать связи между понятиями; 6)выделять связи; 7)самостоятельно строить семантические сети [4, 5].
Ссылки на источники1.Макаренко С. И. Интеллектуальные информационные системы: учеб.пособие. –Ставрополь: СФ МГГУ им. М. А. Шолохова, 2009. –206 с.: ил.2.Райзберг Б.А.Диссертация и ученая степень: пособие для соискателей. –9е изд., доп. –М.: ИНФРАМ, 2010. –411 с.3.РевкоЛинардато П.С. Методы научных исследований: учеб.пособие. –Таганрог: Издво ТТИ ЮФУ, 2012. –55 с.4.Шихнабиева Т. Ш. Использование адаптивных семантических моделей в обучении // Труды Международной научнопрактической конференции «Информационные технологии в образовании». –Курск, 2006. 5.Шихнабиева Т. Ш. Использование адаптивных семантических моделей для представления и контроля знаний в системах обучения информатике// Мониторинг: Наука, Образование, Технологии.–2009. –С. 66–72.
Irina Gurimskaya,Senior lecturer at the chair of Mathematics and Computer Science, Technical institute (branch) of the NorthEastern Federal University after M.K.Ammosov, Neryungri,Republic of Sakha (Yakutia)gurim567@rambler.ruUsing the semantic network for students’ scientific researchAbstract. To attract students to scientific research is an important part of higher education system in Russia. Students’ scientific study group activities are described as highly actual and important for the academic purposes. There are different student’s scientific groups not only in Russia, but also abroad. The teacher is supposed to play an important part in students’ scientific research. In this article, the semantic network is represented as a pattern of knowledge presentation to explain how to make a scientific research. In the diagram, the stages of research are shown by peaks, and the relations between those stages are shown by arcs. To find the general decision, thestudents look for the network segment in order to find an answer to necessary questions.Keywords:students scientific study group, scientific research, independent work,the semantic network.References1.Makarenko,S. I. (2009). Intellektual'nye informacionnye sistemy: ucheb. posobie, SF MGGU im. M. A. Sholohova, Stavropol', 206 p.: il.(in Russian).2.Rajzberg,B. A. (2010). Dissertacija i uchenaja stepen': posobie dlja soiskatelej,9e izd., dop.,INFRAM, Moscow, 411 p.(in Russian).3.RevkoLinardato,P. S. (2012). Metody nauchnyh issledovanij: ucheb. posobie, Izdvo TTI JuFU, Taganrog, 55 p.(in Russian).4.Shihnabieva,T. Sh.(2006).“Ispol'zovanie adaptivnyh semanticheskih modelej v obuchenii”,Trudy Mezhdunarodnoj nauchnoprakticheskoj konferencii “Informacionnye tehnologii v obrazovanii”,Kursk(in Russian). 5.Shihnabieva,T. Sh.(2009). “Ispol'zovanie adaptivnyh semanticheskih modelej dlja predstavlenija i kontrolja znanij v sistemah obuchenija informatike”,Monitoring: Nauka, Obrazovanie, Tehnologii, pp. 66–72(in Russian).Гуримская И. А. Использование семантической сети в научноисследовательской работе студентов// Концепт. –2015. –№ 11(ноябрь).–ART15398. –0,4п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15398.htm.–ISSN 2304120X. 8
Рекомендованокпубликации:
УтёмовымВ. В., кандидатомпедагогическихнаук;ГоревымП. М., кандидатомпедагогическихнаук, главным редактором журнала «Концепт»
Поступила в редакциюReceived16.11.15Получена положительная рецензияReceived a positive review17.11.15ПринятакпубликацииAccepted for publication17.11.15ОпубликованаPublished18.11.15
© Концепт, научнометодический электронный журнал, 2015©Гуримская И. А., 2015
www.ekoncept.ru
ART15398УДК 378.147.88
Гуримская Ирина Анатольевна,
старший преподаватель кафедры математики и информатики ТИ (ф) ФГАОУ ВПО «СевероВосточный федеральный университет им.М.К.Аммосова»,г. Нерюнгриgurim567@rambler.ru
Использование семантической сети в научноисследовательской работе студентов
Аннотация.Неотъемлемой частью современного высшего образования России является активное привлечение к научной работе молодых исследователей –студентов. В связи с этим деятельность студенческих научных кружков представляется весьма актуальной и важнойдля активизации и развития современных студентов в высших учебных заведениях. Важную роль в результативности научноисследовательской работыстудента играет руководитель. В статье представлена семантическая сеть как модель представления знаний о проведении научного исследования. Вершинами в данном ориентированном графе являются этапы исследования, дугами показаны их отношения. Данную сеть руководитель использует для обучения студента самостоятельному проведению научного исследования. Для поиска решения о переходе к следующему этапу работы студент ищет фрагмент сети, отражающий соответствующий запрос.Ключевые слова:студенческий научный кружок, научноисследовательская работа, самостоятельная работа, семантическая сеть.Раздел: (01) педагогика; история педагогики и образования; теория и методика обучения и воспитания (по предметным областям).
Современные условия и экономическая ситуация в стране требуют активного совершенствования системы научноисследовательской работы студентов, включения в неё новых методических подходов, организационных форм, использования новых стимулов, накопления, анализа и внедрения практического опыта. НИР должна способствовать формированию студентов как творческих личностей, способных эффективно решать возникающие перед ними задачи. Новые требования к образовательному уровню специалистов продиктованы условиями современного общества, определяются необходимостью совершенствования НИРС как одного из компонентов образовательного процесса. Каждый студент в какойто мере связан с научноисследовательской работой в процессе обучения. Работая над рефератом, курсовой или выпускной квалификационной работой,требуется провести определенные исследования, даже если они незначительны.Научноисследовательская работа развивает у студента множество положительных качеств: самоорганизацию, самоконтроль, творческое мышление, ответственность, умение доказывать свою точку зрения.Не каждый студент проявляет инициативу проведения исследовательской работы, поэтому важную роль в организации НИРС играет преподаватель. Именно преподаватель может вовремя разглядеть способности, потенциал студентаи мотивировать его заняться научноисследовательской работой.Во время обучения в вузе студент имеет возможность заниматься научноисследовательской деятельностью двух видов:Гуримская И. А. Использование семантической сети в научноисследовательской работе студентов// Концепт. –2015. –№ 11(ноябрь).–ART15398. –0,4п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15398.htm.–ISSN 2304120X. 2
в рамках учебного плана (реферат, курсовая, выпускная квалификационная работа);вне программы обучения (кружок, конференция, олимпиада).Рассмотрим форму организации научной деятельности студентов–студенческий научный кружок(далее –СНК). Согласно Положению СевероВосточногофедеральногоуниверситетаим.М.К.Аммосова(далее –СВФУ),СНК создается для активного привлечения студентов к научноисследовательской работе вуза, содействияв выборе студентами перспективного научного направления исследовательской работы.Так как представленная работа проводилась на примере СНК студентов, обучающихся по информационным направлениям подготовки, то основными целямидеятельности СНК выделено:формирование интереса к научному творчеству, умений обобщать, анализировать и применять полученные знания в процессе учебных занятий; развитие логического мышления;активизация и привлечение деятельности студентов к научноисследовательской и проектной работе в области информатики, информационных систем и технологий, технологий программирования;обеспечение студентамвозможности реализовывать свое право на творческое развитие личности в рамках компетентностного подхода в образовании и воспитании. С учетом принципов СНК деятельность в СВФУорганизована следующим образом:участие студентов в работе СНК на добровольной основе;выполнение научных исследований и разработок в рамках образовательного процесса;исследования и разработки должны быть нацелены на достижение определенных результатов.Для достижения поставленной цели требуется решить ряд задач, например:помощь студентам в реализации принципа самостоятельности в проведении научного поиска;организационное обеспечение научной работы студентов.Основными направлениями научных исследований СНК являются:формирование знаний и умений по личностному и профессиональномусаморазвитию студентов;совершенствование профессиональных навыков по саморазвитию личности студента;подготовка к проведению научных исследований;подготовка научных статей;участие в научномисследованиии выступлениепо теме с подготовкой презентаций.Членами СНК могут быть студенты всех курсов с разным опытом научноисследовательской работы. Приступает ли студент к исследованию впервые или в очередной раз, важную роль в успехе его работы играет научный руководитель. Руководитель организовывает, координирует, консультирует студента на всех этапах его исследования. Но само исследование студент проводит самостоятельно. Для подготовки студентов к научноисследовательской работе руководитель СНК проводит различные виды занятий по обучению самостоятельной работе, правилам написания статей, знакомит студентов с основными этапами научного исследования. Гуримская И. А. Использование семантической сети в научноисследовательской работе студентов// Концепт. –2015. –№ 11(ноябрь).–ART15398. –0,4п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15398.htm.–ISSN 2304120X. 3
За основу обучения членов СНК методам научного исследования взято учебное пособие П.С. РевкоЛинардато «Методы научных исследований». Согласно автору,научноеисследование –это:1)процесс получения научных знаний, обладающих свойством новизны;2)один из видов познавательной деятельности.Исследование может иметь различный характер:1)прикладной, направленный на применение новых знаний для достиженияконкретных целей;2)фундаментальный, означающий производство новых знаний основополагающих явлений. Основные этапынаучного исследования: 1)проблема; 2)цели; 3)задачи; 4)объект;5)предмет; 6)гипотеза; 7)проверка исходной гипотезы;8)вывод новых фактов, законов, получение объяснений или формулировка научных предсказаний;9)внедрение в производство.Так как каждый из перечисленных этапов исследования является понятием, руководитель раскрывает его суть, объясняет взаимосвязь этапов работы. В помощь студенту для осуществления самостоятельного научного поиска, самоорганизации научной работыпостроим семантическую сеть этапов научноисследовательской работы.Семантика –это наука, которая устанавливает отношения между символами и объектами, причем объекты обозначают данные символы. Таким образом, можно определить, что семантика–это наука, определяющая смысл знаков. Термин «семантическая»означает «смысловая», то есть семантическая сеть–сеть, показывающая смысловую взаимосвязь объектов конкретной предметной области. Для построения семантическойсетистрояториентированный граф, вершины которого –понятия, дуги–отношения между ними. Семантические сети являются исторически первым видом моделей представления знаний. Структура знаний в них из определенной предметной области формализуется в виде построения ориентированного графа. Граф состоит из вершин и дуг,их соединяющих. Чтобы построить вершины, следует определить абстрактные объекты и понятия предметной области, необходимые для решения поставленной задачи. Задав свойства выделенным вершинам, их связываютдугами –атрибутивными отношениями между ними. Сущность–это объект произвольной природы. Объекту соответствует вершина сети, а отношениям –соединяющие их дуги.Разработкой компьютерных семантических сетей занималсяРичард Риченсон в 1956г. В 1961г. Мастерман определил базовый словарь для 15000 понятий. Эти исследования были продолжены другими учеными. На основе семантических сетей разрабатываются системы искусственного интеллекта. Сегодня семантические сети применяются в различных областях, в том числе и в обучающих системах. В системах искусственного интеллекта семантические сети используются с целью:поиска ответа на вопросы решаемой задачи; изученияпроцессов обучения;Гуримская И. А. Использование семантической сети в научноисследовательской работе студентов// Концепт. –2015. –№ 11(ноябрь).–ART15398. –0,4п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15398.htm.–ISSN 2304120X. 4
запоминания;рассуждений. Любой фрагмент сети, напримеродна вершина, две вершины и соединяющие их дуги, называются подсетью. Для поиска решения по семантической сети находят или конструируют подсеть, удовлетворяющую некоторым условиям. Отношения, представляемые дугами, в семантической сети могут быть различными. Типы отношений следует выбирать в зависимости от вида семантической сети и решаемой задачи.В семантических сетях применяются три основных типа объектов:1.Понятия (представляют собой сведения об абстрактных или конкретных (физических) объектах предметной области).2.События (действия, которые могут внести изменения в предметную область, т.е.изменить состояние предметной области).3.Свойства (используются для уточнения понятий и событий). Применительно к понятиям свойства описывают их особенности или характеристики, например цвет, размер, качество. Применительно к событиям свойства–продолжительность, место, время и т.д.Отношения, наиболее часто используемые в семантических сетях:связи типа «часть–целое» («элемент –класс», «род–вид»);функциональные связи (определяемые обычно глаголами «учит», «владеет» и т.д.);количественные связи (больше, меньше и т.д.);пространственные связи (далеко, близко и т.д.);временные связи (скоро, долго, раньше, позже и т.д.);атрибутивные связи (имеет свойство, имеет значение);логические связи (И, ИЛИ, НЕ).Проведем процесс формализации представления знаний о научном исследовании. Формализация семантической информации–это решение одной из важных задач теории компьютерных семантических систем, искусственного интеллекта –представление знаний.Представим этапы исследования в виде адаптивной семантической сети. Обозначим каждый этап научного исследования в виде вершины ориентированного графа, взаимосвязи между ними –дугами, определим взаимоотношения объектов сети на основе понятий:1.Проблемавозникает в результате открытия новых фактов, которые не соответствуют прежним теоретическим представлениям, а старое знание стало несостоятельным. Показать, что проблема является значимой, что существует необходимость ее решения, –значитдать обоснование актуальности будущего исследования. 2.Доказательством актуальности выбранной темы обосновываются цели исследования.3.Цель,в свою очередь,указывает на конкретные задачи, которые предстоит решить для их достижения.4.Для более конкретной постановки целей и четкого формулирования задач формулируются объект и предмет исследования. Объект–это носитель проблемы, на решение которой направлена исследовательская деятельность. 5.Предметисследования–наиболее существенные свойства изучаемого объекта, познание которых важно для решения проблемы исследования.Гуримская И. А. Использование семантической сети в научноисследовательской работе студентов// Концепт. –2015. –№ 11(ноябрь).–ART15398. –0,4п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15398.htm.–ISSN 2304120X. 5
6.В процессе проведения научного исследования происходит первичный анализ информации, литературы, методов решения данногокласса задач. 7.После предварительного изучения материалов ранее проведенных исследований делают вывод о степени изученности вопроса, полученныхрезультатах. 8.Затем исследователь переходит к построению гипотезы, то есть научного предположения. Построение гипотезы –один из наиболее ответственныхэтапов исследования. Гипотеза представляет собой предполагаемый ответ на вопрос, поставленный в начале исследования. 9.Для проверки и обоснования гипотезы проводят теоретический анализ материала. С этой целью проводятся наблюденияи эксперименты. Полученные факты анализируют. После тогокак проведеныанализ и обобщение полученных фактов, может возникнуть необходимость в дополнительном сборе материалов. Тогда наблюдения или эксперименты продолжаются. Так происходит проверка исходной гипотезы.10.Если гипотеза подтверждается, исследователь формулируетновые факты, законы, получает объяснения или формулирует научные предсказания. Затем полученные результаты внедряют в производство, если исследования носили прикладной характер. Так как данная семантическаясеть разрабатывалась для студентов, обучающихся по направлениям подготовки «Прикладная математика и информатика» и «Прикладная информатика», то результаты их исследований направлены на внедрение в производство.Таким образом, основываясь на перечисленных этапах, построена семантическая сеть. Предложим её впомощь студенту для самоконтроля ведения исследования (см. рис.1) [1–3].
Данная схема движения научного исследования может содержать и другие этапы. Схема в различных науках может иметь различную форму. Количество поставленных задач исследования тоже может быть разным.При построении данной семантической сети:1.Были определены объекты и понятия научного исследования, необходимые для решения поставленной задачи –проведения научного поиска. 2.Объекты оформлены в виде вершин.3.Заданы свойства для выделенных вершин.4.Заданы связи между этими вершинами.5.Определены функциональные отношения («обосновывает», «определяет», «указывает на», «формулируют», «показывают», «приводит к», «дают», «сопоставляются с», «получила», «приводит к», «внедряются на») и отношения типа «являться частью» («имеет область», «проводится в области», «это», «состоит из»).6.Добавлены конкретные объекты и понятия, описывающие решаемую задачу,–проведение научноисследовательской работы. 7.Проверены правильность установленных отношений (вершины и само отношение при правильном построении образуют предложение).8.Рассмотрим пример использования данной семантической сети. Допустим, что студент выявил проблему и обосновал актуальность будущего исследования. Что дальше?9.Находим в сети вершину «актуальность», читаем отношение «определяет» и вторую вершину, к которой привела стрелка «цель». Получается предложение: «Актуальность определяет цель». Это означает, что теперь надо сформулировать цель исследования (см. рис. 2).
Гуримская И. А. Использование семантической сети в научноисследовательской работе студентов// Концепт. –2015. –№ 11(ноябрь).–ART15398. –0,4п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15398.htm.–ISSN 2304120X. 6
Рис. 1. Семантическая сеть«Этапы научноисследовательской работы»
Рис. 2. Определение по подсети следующего этапа работы
Имея данную семантическую сеть как обучающую модель научноисследовательской работы, студент не отвлекается на организационные вопросы. Он занят научным поиском. У руководителя нет необходимости консультировать студента по любому возникающему вопросу.Гуримская И. А. Использование семантической сети в научноисследовательской работе студентов// Концепт. –2015. –№ 11(ноябрь).–ART15398. –0,4п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15398.htm.–ISSN 2304120X. 7
Выбор данной модели представления знаний обусловлен тем, что она имеет ряд достоинств: 1)дает наглядное представление о модели рассматриваемой предметной области –научном исследовании; 2)определяет абстрактные объекты, понятия, взаимосвязи между ними;3)отображает логическую структуру исследования;4)имеет возможность адаптации к цели исследования.Данная семантическая сеть является примерной. В зависимости от вида исследования может несколько изменяться.Работая по семантической сети, студенты учатся:1)самоорганизации;2)классифицировать понятия рассматриваемой предметной области; 3)выделять характерные общие свойства, признаки, присущие каждому понятию; 4)находить и выделять отличительные признаки каждого понятия; 5)устанавливать связи между понятиями; 6)выделять связи; 7)самостоятельно строить семантические сети [4, 5].
Ссылки на источники1.Макаренко С. И. Интеллектуальные информационные системы: учеб.пособие. –Ставрополь: СФ МГГУ им. М. А. Шолохова, 2009. –206 с.: ил.2.Райзберг Б.А.Диссертация и ученая степень: пособие для соискателей. –9е изд., доп. –М.: ИНФРАМ, 2010. –411 с.3.РевкоЛинардато П.С. Методы научных исследований: учеб.пособие. –Таганрог: Издво ТТИ ЮФУ, 2012. –55 с.4.Шихнабиева Т. Ш. Использование адаптивных семантических моделей в обучении // Труды Международной научнопрактической конференции «Информационные технологии в образовании». –Курск, 2006. 5.Шихнабиева Т. Ш. Использование адаптивных семантических моделей для представления и контроля знаний в системах обучения информатике// Мониторинг: Наука, Образование, Технологии.–2009. –С. 66–72.
Irina Gurimskaya,Senior lecturer at the chair of Mathematics and Computer Science, Technical institute (branch) of the NorthEastern Federal University after M.K.Ammosov, Neryungri,Republic of Sakha (Yakutia)gurim567@rambler.ruUsing the semantic network for students’ scientific researchAbstract. To attract students to scientific research is an important part of higher education system in Russia. Students’ scientific study group activities are described as highly actual and important for the academic purposes. There are different student’s scientific groups not only in Russia, but also abroad. The teacher is supposed to play an important part in students’ scientific research. In this article, the semantic network is represented as a pattern of knowledge presentation to explain how to make a scientific research. In the diagram, the stages of research are shown by peaks, and the relations between those stages are shown by arcs. To find the general decision, thestudents look for the network segment in order to find an answer to necessary questions.Keywords:students scientific study group, scientific research, independent work,the semantic network.References1.Makarenko,S. I. (2009). Intellektual'nye informacionnye sistemy: ucheb. posobie, SF MGGU im. M. A. Sholohova, Stavropol', 206 p.: il.(in Russian).2.Rajzberg,B. A. (2010). Dissertacija i uchenaja stepen': posobie dlja soiskatelej,9e izd., dop.,INFRAM, Moscow, 411 p.(in Russian).3.RevkoLinardato,P. S. (2012). Metody nauchnyh issledovanij: ucheb. posobie, Izdvo TTI JuFU, Taganrog, 55 p.(in Russian).4.Shihnabieva,T. Sh.(2006).“Ispol'zovanie adaptivnyh semanticheskih modelej v obuchenii”,Trudy Mezhdunarodnoj nauchnoprakticheskoj konferencii “Informacionnye tehnologii v obrazovanii”,Kursk(in Russian). 5.Shihnabieva,T. Sh.(2009). “Ispol'zovanie adaptivnyh semanticheskih modelej dlja predstavlenija i kontrolja znanij v sistemah obuchenija informatike”,Monitoring: Nauka, Obrazovanie, Tehnologii, pp. 66–72(in Russian).Гуримская И. А. Использование семантической сети в научноисследовательской работе студентов// Концепт. –2015. –№ 11(ноябрь).–ART15398. –0,4п.л. –URL: http://ekoncept.ru/2015/15398.htm.–ISSN 2304120X. 8
Рекомендованокпубликации:
УтёмовымВ. В., кандидатомпедагогическихнаук;ГоревымП. М., кандидатомпедагогическихнаук, главным редактором журнала «Концепт»
Поступила в редакциюReceived16.11.15Получена положительная рецензияReceived a positive review17.11.15ПринятакпубликацииAccepted for publication17.11.15ОпубликованаPublished18.11.15
© Концепт, научнометодический электронный журнал, 2015©Гуримская И. А., 2015
www.ekoncept.ru
