Производится расширение классических моделей итеративного научения та-ким образом, чтобы учитывались факторы утомления и отдыха. На основе анализа существующих подходов к моделированию утомления и отдыха из различных областей – образования, производства, спорта, медицины – обоснована необходимость дополнения моделей этими процессами. Предложены математические модели, описывающие динамику уровня научения в периоды отдыха и с учетом снижения эффективности освоения навыков из-за утомления. Рассмотрены десять моделей возрастающей сложности: от базовых, без учета утомления, до комплексных, включающих зависимость вероятностей освоения и забывания от времени, а также от фазы отдыха. Показано, что наличие перерывов оптимальной продолжительности позволяет повысить терминальный уровень научения. При этом в модели с утомлением, отдыхом и без забывания оптимальный момент начала отдыха не зависит от меняющейся со временем вероятности освоения и приходится на середину периода формирования опыта. Полученные модели предназначены для прогнозирования производительности, оптимизации образовательных программ, производственных процессов и тренировочных циклов. Работа подчеркивает необходимость учета биологических и когнитивных ограничений при проектировании адаптивных систем обучения.