Костарєв Дмитро Борисович. Моделі, методи та інструментальні засоби побудови автоматизованих навчаючих систем

Краткое описание

Костарєв Дмитро Борисович. Моделі, методи та інструментальні засоби побудови автоматизованих навчаючих систем : Дис... канд. наук: 05.13.06 - 2009.

Костарєв Д.Б.Моделі, методи та інструментальні засоби побудови автоматизованих навчаючих систем. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 інформаційні технології. Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, 2009 р.
У поданій дисертації наведено результати теоретичного узагальнення та нового розв’язання наукового завдання, що полягає у розробці методів і моделей автоматизованих навчаючих систем для створення умов підвищення ефективності навчального процесу. Розроблений математично-програмний комплекс автоматизації процесу проектування автоматизованих навчаючих систем дозволяє вирішувати задачі їх синтезу, наповнення інформацією, адаптації навчального матеріалу під знання суб’єкта навчання, контролю його знань, керування ходом навчальної діяльності та оцінювання їх ефективності. Отримані методи і моделі реалізовані не тільки у вигляді математичного опису, але й програмно, що дозволило виконати їх впровадження в навчальний процес. У результаті розв'язання цього завдання підвищиться якість навчання студентів, а, отже, і якість підготовки фахівців в Україні при використанні комп'ютерних засобів навчання взагалі та при дистанційній формі освіти зокрема.

Дисертаційну роботу присвячено вирішенню однієї з актуальних на сьогодні освітніх проблем підвищенню якості і ефективності навчального процесу, за рахунок впровадження автоматизованих навчальних систем. Наведене теоретичне узагальнення та нові рішення виконаної наукової та практичної задачі створення моделей, методів, та інструментальних засобів , що використовуються для моделювання навчального процесу та проектування і розробки автоматизованих навчальних систем, для створення умов підвищення ефективності навчального процесу.
Проведені дослідження дозволяють зробити наступні висновки:
1. У результаті системного аналізу проблеми підвищення ефективності комп’ютеризованого навчального процесу, сформовано модель організації навчального процесу за участю автоматизованих навчальних систем, запропоновано модель функціональної структури автоматизованої навчаючої системи та формалізацію складових процесу її проектування.
2. Розроблено інтегровану модель суб’єкта навчання, яка, на відміну від існуючих, включає моделі профілів його індивідуальних характеристик та пізнавальних здібностей , використання якої забезпечує користувачу комфортний графічний інтерфейс та індивідуальний інформаційний канал в навчальній роботі по освоєнню контенту.
3. Удосконалено метод адаптації маршруту освоєння контенту автоматизованих навчаючих систем з навігаційними правилами на основі технологій адаптивної гіпермедіа, який забезпечує послідовність подачі матеріалів контенту, відповідно до пізнавальних здібностей суб’єкта навчання, що дозволить підвищити ефективність навчального процесу.
4. Розроблено метод оцінювання ефективності застосування автоматизованих навчальних систем в навчальному процесі, який , на основі використання кінцевого ланцюга Маркова та розфарбованих мереж Петрі дозволяє промоделювати навчальний процес та оцінити динаміку зміни станів процесу навчання в АНС , середнє число перебувань процесу в кожному зі станів і оцінити дисперсію цієї величини, граничну ймовірність перебування системи в станах ергодичної послідовності, та вибудувати оптимальну стратегію комп’ютерного навчання користувача за допомогою АНС.
5. Практична реалізація розроблених в дисертаційній роботі моделей і методів дозволила створити новий клас автоматизованих навчальних систем та істотно підвищити ефективність навчального процесу. Результати дисертаційної роботи, у вигляді прототипів АНС використані в навчальному процесі фірми «Heidelberg» (Німеччина) при підготовці операторів друкарських машин, при організації дистанційної освіти британського коледжу St. Nicholas College of London, в навчальному процесі Харківського національного університету радіоелектроніки, та в системі електронної комерції фірми «Факторіал».
Крім цього, наукові положення, висновки і рекомендації, викладені в дисертації, використані під час читання курсу «Проектування електронних видань» на кафедрі інженерної і комп’ютерної графіки Харківського національного університету радіоелектроніки.