Математичне та програмне забезпечення систем дистанційного мережевоцентричного навчання

Abstract

Дисертацію присвячено розробленню математичного і програмного забез­печення систем дистанційного навчання, які реалізовані із врахуванням мережевоцентричних технологій. Розроблено формалізовані моделі: дистантного слухача, яка відображає ступінь його розуміння навчального матеріалу; навчального матеріалу із врахуванням ієрархічних рівнів у вигляді І\АБО-графа, для якого запропоновано ефективні алгоритми обходу; тестових завдань, еталонних відповідей викладача, що дало змогу підвищити ефективність процесу навчання. Розроблено ефективні алгоритми формування і структурування навчального матеріалу, враховуючи пріоритет структурних одиниць навчального матеріалу та результати тестування дистантного слухача, що дало змогу індивідуалізувати навчальний процес. Розроблено методи та алгоритми авторизації, які дозволяють користувачу отримати віддалений доступ до розпо­ділених навчальних ресурсів залежно від його повноважень. Розроблено загальну архітектуру СДМН, яка базується на використанні парадигми мережево­центричності та моделі ДС, що дало змогу адаптовувати навчальний процес для кожного ДС та забезпечити функціонування у режимі віддаленого доступу. Диссертация посвящена разработке математического и программного обеспечения систем дистанционного обучения на базе сетецентрических технологий. Разработаны формальные модели: дистантного слушателя, которая отображает степень его понимания учебного материала; учебного материала с учетом иерархических уровней в виде И\ИЛИ-графа, для которого разработаны эффективные алгоритмы обхода; тестовых задач, эталонных ответов преподавателя, которые дают возможность значительно повысить эффективность процесса обучения. Разработаны эффективные алгоритмы формирования и представления учебного материала, учитывая приоритет структурных единиц учебного материала и результаты тестирования дистантного слушателя, что обеспечивает индивидуализацию процесса обучения. Разработаны методы и алгоритмы авторизации, которые разрешают пользователю получить удаленный доступ к распределенным учебным ресурсам в зависимости от его полномочий. Усовершенствован алгоритм адаптивного тестирования, путем использования вопросов разного уровня сложности c учетом статистики результатов предыдущих ответов дистантного слушателя, что позволило улучшить эффективность и объективность компьютерного контроля знаний. Разработана общая архитектура системы дистанционного сете­центри­ческого обучения, которая базируется на использовании технологий сетецентричности, кроссплатформности и модели дистантного слушателя, что дает возможность адаптировать процесс обучения для каждого студента и обеспе­чивает функционирование в режиме удаленного доступа. Реализованы программно-алгоритмические прототипы систем дистанцион­ного сетецентрического обучения, в частности для организации дистанционного учебного процесса на основе сетецентрических технологий в учебно-консульта­ционном центре; для дистанционного тестирования знаний учеников в «Галицком турнире юных информатиков» и для проведения учебы с помощью электронного учебника «Основы теории электронных цепей». Полученные статистические результаты свидетельствуют о повышении эффективности процесса дистанцион­ного обучения и объективности компьютерного контроля знаний.This thesis addresses one of the topical issues of the development of mathematical and program software support of distance learning processes on a base of netoriented technologies. The paper determines certain mathematical models: a model of distant learner – reveals understanding of educational material; a model of educational material – considers hierarchical AND/OR graph levels with the effective algorithms; tests, standard teacher answers – enables to increase efficiency of studies. The identified mathematical models and effective algorithms of educational material presentation allow to individualize the process of studies. New methods and algorithms of authorizing which allow a distant learner to get an access to the distributed educational resources has been worked out. A General architecture of the distance netoriented learning system based on the use of netoriented and crossplatform technologies is proposed. It allows to adopt process to demands of the individual student and provide its distant functioning.