Київський політехнічний інститут



Скачати 437.2 Kb.
Сторінка3/3
Дата конвертації16.04.2016
Розмір437.2 Kb.
1   2   3

ВИСНОВКИ


У роботі вирішено актуальне науково-технічне завдання створення інформаційної технології дистанційних Інтернет систем навчання, яка дозволяє підвищити їх якість за рахунок побудови єдиного освітнього веб-середовища з вибором індивідуальних траєкторій навчання.

Головним практичним результатом дисертаційної роботи є створення системи дистанційного навчання «Віртуальний Університет», яка автоматизує процес дистанційного навчання на рівні кафедри, факультету, інституту та ін.

Отримані основні наукові та практичні результати.

1. На основі порівняльного аналізу освітніх стандартів систем дистанційного навчання, що використовуються в Україні, Євросоюзі та США встановлено: СДН повинна базуватися на моделі знань і враховувати початкові знання; бути веб-орієнтованою; мати можливість конвертації та обміну даними з системами, які підтримують інші провідні стандарти; організовувати процес навчання по індивідуальним траєкторіям, враховуючи психофізіологічні особливості людей, що навчаються.

2. Обґрунтовано необхідність створення єдиного веб-орієнтованого інформаційного ресурсу навчальних матеріалів, визначено його структуру та функції компонентів. Єдине освітнє веб-середовище уніфікує як засоби доступу до навчальних ресурсів, так і самі ресурси, та створює стандартні механізми розробки, впровадження, накопичення та використання інформаційних матеріалів у навчальному процесі. Запропоновано засоби формування опису контенту, що забезпечує реальну інтеграцію освітніх систем та дозволяє підвищити якість контенту та швидкість його оновлення в середньому на 20 %.

3. Розроблено понятійну модель та методи представлення навчального матеріалу на основі орієнтованого графу. Запропоновані методи опрацювання знань дозволили підвищити точність діагностування знань студента та рівень їх готовності до вивчення нових матеріалів, що призводить до підвищення якості засвоєння матеріалу на 30% при незначному підвищення часу навчання на 10-15 %.

4. Запропонована нова методика адаптивного навчання, що базується на понятійній моделі подання навчального матеріалу та керуванні процесом навчання з урахуванням групових та індивідуальних траєкторій навчання. Це дозволило покращити успішність навчання на 15 % та підвищити ступінь збереження попередніх знань.

5. Вперше побудовані імітаційні моделі навчального процесу у системі дистанційного навчання з врахуванням понятійної моделі та психо-фізіологичних особливостей студентів, що дозволило поліпшити алгоритми побудови індивідуальних траєкторій навчання. Це забезпечило теоретичну можливість підвищення ефективності управління процесом навчанням і призвело до підвищення якості навчання з 66 % до 90-96 % для адаптивного навчання.

6. Розроблена постановка задачі складання розкладу в системах дистанційної форми навчання та реалізований генетичний алгоритм її розв’язку, який на відміну від відомих враховує: побажання викладачів стосовно часу проведення їх занять, а також часових інтервалів, у які викладачі не можуть проводити заняття; обмеження на відсутність накладок усіх типів (для викладачів, навчальних груп, аудиторних і дистанційних занять викладачів); необхідність проведення всіх запланованих на семестр і передбачених навчальним планом занять.

7. Створена система дистанційного навчання «Віртуальний університет» дозволила суттєво скоротити час викладачів на створення та наповнення контенту інформаційно-методичними матеріалами та підвищити якість процесу навчання. Система впроваджена на кафедрі АСОІУ факультету Інформатики та обчислювальної техніки НТУУ «КПІ», Навчально-методичному комплексі «Інститут післядипломної освіти», кафедрі інформаційних технологій Бердянського університету підприємництва і менеджменту, приватному вищому навчальному закладі «Міжнародний університет фінансів», ПАТ «Львівобленерго», ТОВ «Вівере Бене 2», ТОВ «Видавництво «Розумники», Впровадження в ТОВ «Міранда» дозволило підвищити рівень кваліфікації працівників, контролювати поточний рівень знань і значно скоротити витрати, пов’язані з відрядженнями працівників на навчання та підвищення кваліфікації. На базі системи «Віртуальний Університет» створено педагогічні програмні засоби з різних дисциплін з напрямку «комп’ютерні науки», які розповсюджені серед вузів України та дозволяють викладачам підвищити ефективність їх роботи.


ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ


  1. Новіков Ю.Л., Томашевський В.М., Камінська П.А. Моделі процесів адаптивного навчання – Наукові праці: Науково-методичний журнал. – Т. 134. Вип. 121. Комп’ютерні технології. – Миколаїв: Видавництво ЧДУ ім. Петра Могили, 2010. – 240 с. – С. 36-50.

  2. Томашевський В.М. Складання розкладів занять у дистанційних системах навчання / Томашевський В.М., Новіков Ю.Л., Камінська / П.А Вісник НТУУ КПІ. Вип. 52. К.: ВЕК+ (Серія Інформатика, управління та обчислювальна техніка). – 2011. – С. 118-130.

  3. Новіков Ю.Л. Концепція створення єдиного інформаційного ресурсу навчальних матеріалів / Ю.Л. Новіков // Вісник НТУУ «КПІ». Інформатика, управління та обчислювальна техніка: Зб. наук. пр. – К.: Век+, – 2011. – № 54. – 239 c. – С. 210-220.

  4. Томашевський В.М. Огляд сучасного стану систем дистанційного навчання / В.М. Томашевський, Ю.Л. Новіков, П. А. Камінська // Наукові праці: Науково-методичний журнал. Т. 160. Вип. 122. Комп’ютерні технології. Миколаїв: Вид. ЧДУ ім. Петра Могили. – 2011. – С. 146-157.

  5. Новікова П.А. Модель мотивації навчання особистості / Новікова П.А., Новіков Ю.Л., Томашевський В.М. // Наукові вісті НТУУ «КПІ». Міжнародний науково-технічний журнал. – Київ: НТУУ «КПІ» ВПІ ВПК «Політехніка», 2012. – № 2 (82). – с. 73-87.

  6. Томашевський В.М., Новіков Ю.Л., Петренко Ю.М. Педагогічний програмний засіб «Засоби імітаційного моделювання» // Гриф МОН, – 2007.

  7. Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір № 9306 від 03 лютого 2004 р. / В.М. Томашевський, Ю.Л. Новіков.

  8. Богачков Ю.М., Ухань П.С., Новіков Ю.Л. Дистанційне навчання школярів – можливості і проблеми / Комп’ютер у школі та сім’ї: Науково-методичний журнал. – № 2 (90). – Київ. – 2011. – С. 29-34.

  9. Павлов О.А., Томашевський В.М., Новіков Ю.Л. Сучасні інформаційні технології в організації процесу навчання. /VI Міжнародна науково-методична конференція "Проблеми та шляхи розвитку вищої освіти": Тези доповідей. – К.: ІВЦ Видавництво "Політехніка", 2002, С. 58-59.

  10. Томашевський В.М., Новіков Ю.Л. Система дистанційного навчання «Віртуальний університет» / Х Міжнародної наук. конф. Інформаційні технології в економіці, менеджменті і бізнесі. Проблеми науки, практики і освіти. Зб. наук. праць – Т. 1. – К.: Вид-во Європ. ун-ту, 2005. С. 79-80.

  11. Томашевський В.М. Педагогічний програмний засіб для навчання імітаційному моделюванню: матеріали другої наук.-практ. конф. з міжнародною участю МОДС-2007, Київ, 25-29 червня 2007 р. : тези доповідей / В.М. Томашевський, Н.В. Богушевська, Ю.Л. Новіков / В надзаг.: НАН України Академія технологічних наук України, Ін-т проблем математичних машин та систем НАН України. – С.143 – 148.

  12. Томашевський В.М., Новіков Ю.Л., Петренко. Ю.М. Концепція побудови інтелектуальної системи дистанційного навчання. // Інтелектуальні системи прийняття рішень та прикладні аспекти інформаційних технологій. Матеріали науково-практичної конференції. Том 2, Частина 2. – Херсон: ПП Вишемирський В.С. – 2007. С. 87-90.

  13. Томашевський В.М., Новіков Ю.Л., Камінська П.А. Педагогічні програмні засоби на базі системи «Віртуальний університет». /Збірник наукових статей за матеріалами XVIII Міжнародної науково-практичної конференції 5-8 травня 2009 року: Ужгород: Ліра, ЗакДУ, 2009, с. 188-196.

  14. Томашевський В.М. Віртуальний університет – нові технології навчання /матеріали XV міжнародної наук.-практ. конф. «Інформаційні технології в економіці, менеджменті і бізнесі. Проблеми Науки, практики і освіти», Київ, 25-26 лютого 2010 р. : тези доповідей / В.М. Томашевський, Ю.Л. Новіков, П.А. Камінська / [редкол.: І.І. Тимошенко (голова) та ін.]. – 323 с. – В надзаг.: МОН України Асоціація навчальних закладів України приватної форми власності, Європейський університет. – С. 292–294.

  15. Новіков Ю.Л., Томашевський В.М., Камінська П.А. Концепція створення уніфікованого адаптивного середовища для систем навчання // Інтелектуальні системи прийняття рішень і проблеми обчислювального інтелекту: Матеріали міжнародної наукової конференції. Том.2. – Херсон: ХНТУ, 2010. – С. 129-132.

  16. Томашевський В.М., Новіков Ю.Л., Камінська П. А. Моделювання процесів навчання: матеріали п’ятої наук.-практ. конф. з міжнародною участю МОДС-2010, Київ, 21-25 червня 2010 р. : тези доповідей / В.М. Томашевський, Ю.Л., Новіков, П.А. Камінська / [редкол.: В.В. Казимир (голова) та ін.]. – 282 с. – В надзаг.: НАН України, Академія технологічних наук України, Ін-т проблем математичних машин та систем НАН України. – С. 262-263.

  17. Томашевський В.М. Складання розкладів занять у дистанційних системах навчання / Матеріали І Міжнародної науково-технічної конференції «Обчислювальний інтелект (результати, проблеми, перспективи)», Черкаси, 10-13 травня 2011 р.: тези доповідей / В.М. Томашевський, Ю.Л. Новіков /[редкол.: Лега Ю.Г. та ін]. – 510 с. – В надзаг..: Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України, Черкаський державний технологічний університет, Академія пожежної безпеки імені героїв Чорнобиля. – С. 384-387.

  18. Томашевський В.М. Моделювання процесів навчання в адаптивних системах навчання / В.М. Томашевський, Ю.Л. Новіков, П. А. Камінська / Інформаційні технології в економіці, менеджменті і бізнесі. Проблеми науки, практики і освіти: Збірник наукових праць за матеріалами XVI Міжнародної науково-практичної конференції Том 2. – Київ: Європейський Університет, 2010. – С. 111-113.

АНОТАЦІЯ


Новіков Ю.Л. Інформаційна технологія створення дистанційних Інтернет систем навчання. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – Інформаційні технології. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2013.

У роботі розв’язано актуальне завдання створеня інформаційної технології дистанційних Інтернет систем навчання, яка дозволяє підвищити їх якість за рахунок побудови єдиного освітнього веб-середовища з вибором індивідуальних траєкторій навчання. Визначено структуру та функціональні можливості компонент єдиного освітнього веб-середовища. Розроблено концепцію уніфікації представлення навчальних ресурсів на основі мови XML. Розроблено понятійну модель представлення навчального матеріалу, на основі якої визначено технологію адаптивного навчання.

Реалізовано систему дистанційного навчання «Віртуальний Університет» і впроваджено її в навчальні заклади України, зокрема, на кафедрі АСОІУ факультета Інформатики та обчислювальної техніки НТУУ «КПІ», кафедрі інформаційних технологій Бердянського університету підприємництва і менеджменту, Міжнародному Університеті Фінансів, навчально-методичному комплексі «Інститут післядипломної освіти» та ін.



Ключові слова: системи дистанційного навчання, понятійна модель, уніфікація навчальних ресурсів, освітнє веб-середовище, Віртуальний Університет.

АННОТАЦИЯ


Новиков Ю.Л. Информационная технология создания дистанционных Интернет систем обучения. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 – Информационные технологии. – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2013.

В работе решена актуальная задача создания информационной технологии дистанционных Интернет систем обучения, которая позволяет повысить их качество за счет построения единой образовательной веб-среды с выбором индивидуальных траекторий обучения. Главным результатом исследования является создание системы дистанционного обучения «Виртуальный Университет», которая автоматизирует процесс дистанционного обучения на любом уровне (кафедра, факультет, институт и др.).

В работе проведен анализ мировых образовательных стандартов и степень их использования на территории Украины. Определен ряд проблем, которые должны быть решены для обеспечения качественного образовательного процесса с учетом требований всех пользователей. Исследованы существующие системы дистанционного обучения, выявлены их преимущества и недостатки. По результатам анализа был определен ряд функциональных возможностей, которые должны быть реализованы в системе дистанционного обучения, чтобы удовлетворить требования пользователей, современным образовательным тенденциям и учесть передовые разработки в области информационных Интернет технологий.

Выполнен анализ предпосылок создания единой образовательной веб-среды. Исследованы подобные европейские проекты. Определены технологии, на базе которых должна быть создана единая образовательная среда. Исследован опыт, возможности и преимущества внедрения данных технологий различными организациями и учреждениями.

Определена структура и функциональные возможности компонент единой образовательной веб-среды. Распределены роли и функции всех подсистем. Установлен механизм взаимодействия между всеми компонентами и пользователями единой образовательной веб-среды. Разработана концепция унификации представления учебных ресурсов на основе языка XML.

Разработана понятийная модель представления учебного материала. На основании различного представления дистанционных курсов и других учебных материалов определены основные компоненты электронных учебных ресурсов. Представлены механизмы перехода от классической иерархической структуры дистанционного курса к понятийной модели, а также механизм формирования тестовых заданий и оценки студентов на основе понятийной модели. Разработана процедура работы с матрицей знаний, которая содержит информацию об оценке обучающегося по всем понятиям предметной среды, определены механизмы обновления данной матрицы и перехода к следующему шагу обучения.

На основании междисциплинарной взаимосвязи построена понятийная модель предметной области в целом, а не отдельных учебных единиц, пособий, дистанционных курсов и др., позволяющая оценить знания учащихся в комплексе, указать слабые места каждого и предложить варианты улучшения картины.

Разработана технология адаптивного обучения, базирующаяся на понятийной модели представления учебного материала. Согласно ей, учащемуся на каждом этапе обучения предоставляется проверка знаний по недавно усвоенным понятиям, результаты этой проверки отражаются в матрице знаний учащегося. Также на основании данной проверки определяется следующий шаг обучения. Технология обучения также учитывает адаптацию представления учебных блоков для учащихся с различными психологическими особенностями.

В работе созданы имитационные модели, которые определяют основные характеристики учебного процесса и его субъектов в системе дистанционного обучения. По результатам моделирования проверена теоретическая возможность повышения эффективности управления процессом обучением. Были проведены эксперименты с моделями классического обучения, а также адаптивного обучения на основании понятийной модели. Исследовались оценки успеваемости отдельных учащихся, групп учащихся, средние показатели успеваемости, продолжительность дистанционного обучения для групп студентов и среднее время обучения. Результаты экспериментов показали повышение средних оценок успеваемости в целом, а также указали на возможность перераспределения групп по успеваемости таким образом, что, так называемые, двоечники исчезали совсем, и большинство учащихся значительно улучшало свою успеваемость и рейтинг.

В работе исследована проблема построения расписания занятий в контексте дистанционного обучения. Определены основные параметры и ограничения, которые необходимо предусмотреть при построении расписания, учтены особенности дистанционной формы обучения и нагрузки преподавателей по аудиторным занятиям. Исследованы возможные методы решения поставленной задачи, в работе представлен вариант реализации при помощи генетического алгоритма с обоснованием его выбора. В работе представлен алгоритм построения расписания дистанционных занятий с реализацией его в системе дистанционного обучения «Виртуальный Университет»

Реализована система дистанционного обучения «Виртуальный Университет» и внедрена в учебные заведения Украины, в частности, на кафедре автоматизированных систем обработки информации и управления Национального технического университета «КПИ», внедрена в процесс обучения в частном высшем учебном заведении «Международный университет финансов», Бердянском университете менеджмента и бизнеса, учебно-методическом комплексе «Институт последипломного образования», ПАО «Львовоблэнерго», ООО «Миранда», ООО «Вивере Бене 2», ООО «Издательство «Розумники».



Ключевые слова: системы дистанционного обучения, понятийная модель, унификация учебных ресурсов, учебная веб-среда, Виртуальный Университет.

SUMMARY


Novikov Y. Information technology for creating online distance learning systems. – Manuscript.

The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of technical sciences on speciality 05.13.06 – information technology. – National technical university of Ukraine “Kyiv politechnical institute”, Kyiv, 2013.

The dissertation solves important task of creating an information technology of distance online learning systems that increase their quality by building a global educational Web environment with a choice of individual learning trajectories. The structure and functionality of an each component of the educational web environment were defined. The concept of unification of representation of educational resources on the basis of XML language was created. The conceptual model of representation of learning material was created. On the base of this model the technology of adaptive learning was developed.

The system of distance learning "Virtual University" was implemented and introduced in educational establishments of Ukraine, in particular, the department ASOIU of the Information and Computing Technique Faculty of NTUU "KPI", Department of Information Technology of Berdyansk Entrepreneurship and Management University, International University of Finance, Educational Complex "Institute of Postgraduate Education" and others.



Key words: distance learning systems, conceptual model, unification of educational resources, educational web environment, Virtual University.


1   2   3


База даних захищена авторським правом ©shag.com.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка