Математичне та програмне забезпечення системи дистанційного мережевоцентричного навчання

Abstract

Дисертація призначена розробленню математичного і програмного забезпечення системи дистанційного навчання, яка реалізована із врахуванням мережевоцентричних технологій. Розроблено формалізовані моделі: дистантного слухача, який 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 перевагу структурних одиниць навчального матеріалу та результати тестування дистанційного слухача, що дало змогу індивідуалізувати навчальний процес. Розроблено методи та алгоритми авторизації, які можуть 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 можливість адаптувати навчальний процес для кожного ДС та забезпечити функціонування в режимі віддаленого доступу. Дисертація присвячена розробці програмного забезпечення системи дистанційного навчання на базі сетецентричних технологій. Розроблені формальні моделі: дистантного слухача, яка відображає ступінь його розуміння навчального матеріалу; навчального матеріалу з урахуванням ієрархічних рівнів у вигляді І\ІЛІ-графа, для якого розроблені ефективні алгоритми обходу; тестовых задач, эталонных ответов преподавателя, які дають можливість значно підвищити ефективність процесу навчання. Розроблені ефективні алгоритми формування та представлення навчального матеріалу, враховуючи пріоритетні структурні одиниці навчального матеріалу та результати тестування дистанційного слухача, що забезпечує індивідуалізацію процесу навчання. Розроблені методи та алгоритми авторизації, які дозволяють користувачеві отримати віддалений доступ до розподілених навчальних ресурсів залежно від його повноцінного. Удосконалений алгоритм адаптивного тестування, шляхом використання питань різного рівня складності з урахуванням статистики результатів попередніх відповідей дистанційного слухача, що дозволить підвищити ефективність і об'єктивність комп'ютерного контролю знань. Розроблена загальна архітектура системи дистанційного сетецентричного навчання, яка базується на використанні технологій сетецентричності, кросплатформенності та моделі дистанційного слухача, що дає можливість адаптувати процес навчання для кожного студента та забезпечує функціонування в режимі віддаленого доступу. Реалізовані програмно-алгоритмічні прототипи системи дистанційного сетецентричного навчання, зокрема для організації дистанційного навчального процесу на основі сетецентричних технологій у навчально-консультаційному центрі; для дистанційного тестування знань учнів у «Галицькому турнірі юних інформатиків» та для проведення навчальних за допомогою електронного навчального закладу «Основи теорії електронних цепей». Отримані статистичні результати свідчать про підвищення ефективності процесу дистанційного навчання та об'єктивності комп'ютерного контролю знань. У даній дипломній роботі розглядається одна з актуальних проблем розробки математичного та програмного забезпечення процесів дистанційного навчання на базі неорієнтованих технологій. У роботі визначено окремі математичні моделі: модель дистанційного навчання – розкриває розуміння навчального матеріалу; модель навчального матеріалу – розглядає ієрархічні рівні графів І/АБО з ефективними алгоритмами; тести, стандартні відповіді викладачів – дає змогу підвищити ефективність навчання. Виявлені математичні моделі та ефективні алгоритми подачі навчального матеріалу дозволяють індивідуалізувати процес навчання. Розроблено нові методи та алгоритми авторизації, які дозволяють дистанційному учню отримати доступ до розподілених освітніх ресурсів. Запропоновано загальну архітектуру дистанційної неорієнтованої системи навчання на основі використання неторієнтованих і кросплатформних технологій. Це дозволяє адаптувати процес до потреб окремого студента та забезпечити його дистанційне функціонування.