Математическое и программное обеспечение системы дистанционного обучения по математическим дисциплинам

• Автор: Панарин, Сергей Игоревич
• Шифр специальности: 05.13.11, 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 131 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Разработка специализированных систем дистанционного обучения СДО

1.1. Введение

.2. Основные понятия, используемые при проектировании СДО

1.2.1. СДО как программная система, работающая в интернете . .

1.3. Жизненный цикл программной системы 2

1.3.1. Процессы разработки программных систем

1.3.2. Подходы к созданию программных систем

1.4. Этап анализа требований.

1.4.1. Моделирование функциональных требований с помощью вариантов использования.

1.5. Этап проектирования.
1.5.1. Архитектура и архитектурные представления
1.5.2. Архитектурные стили макроархитектурные шаблоны .
1.5.3. Шаблоны проектирования микроархитектуриые шаблоны .
1.6. Этап тестирования.
1.6.1. Принципы тестирования
1.7. Технологии создания СДО, доступных через интернет
1.7.1. Базовые технологии , , vi.
1.7.2. XXI.
1.7.3. Языки программирования, СУБД.
1.7.4. Концепция X.
1.7.5. Поддержка пользователей через социальную сеть вКонтакте
1.8. Выподы
2 Оптимизация выбора технических решений на этапе проектирования О ДО с учетом модифицируемости
2.1. Введение.
2.2. Техническая постановка задачи
2.2.1. Принципы выбора технических решений в системе па этане проектирования.
2.3. Математическая постановка задачи.
2.3.1. Стохастическая модель.
2.4. Алгоритм решения оптимизационной задачи
2.5. Определение затрат и выгод технических решений.
2.С. Выводы.
3 Формирование интегрального рейтинга студентов СДО с помощью статистической обработки результатов тестов
3.1. Введение.
3.2. Описание модели наблюдений.
3.3. Оценивание уровней сложностей заданий методом максимального правдоподобия
3.4. Алгоритм вычисления оценок сложностей заданий
3.5. Рекуррентный алгоритм вычисления интегральной оценки студента
3.0. Проверка соответствия модели экспериментальным данным
3.7. Выводы.
4 Специализированная СДО по математическим курсам ., доступная через интернет
4.1. Введение.
4.2. Требования к системе.
4.2.1. Функциональные требования.
4.2.2. Нефункциональные требования.
4.2.3. Основные акторы и прецеденты
4.3. Этап проектирования
4.3.1. Применение оптимизационного подхода для выбора технических решений на этапе проектирования
4.3.2. Общая архитектура системы.
4.3.3. Учебные курсы.
4.3.4. Ядро системы
4.3.5. Структура системы.
4.4. Этап программирования
4.4.1. Применение концепции X.
4.0. Этап тестирования.ПО
4.5.1. Пример кода тестов
4.6. Внешний вид системы .
4.6.1. Практическая часть
4.7. Выводы
Заключение Ц
Список литературы


Опыт стран, добившихся реальных результатов в в построении информационного общества показывает ведущую роль в достижении общественного прогресса открытого электронного образования (е-1еагшг^ или е-обучения), представляющего собой комплекс технологий п стандартов информатизации образовательной деятельности, производства знаний, управления знаниями, а также инновационных образовательных решений. Уже на начальном этапе проекта его сорозработчиками и участниками стали многие университеты, институты и организации, включая ННГУ, СПбГУ, МЭСМ, МИРЭА, ТПГУ, «Дубна», ИЛИ РАН, ИТМ, и ВТ, ЛАНИТ, Яндекс и др. Разработка электронных учебников осуществляется в соответствии с рекомендациями международных консорциумов АСА! ЕЕЕ к содержанию курсов, и в соответствии с международными стандартами БСОЕШ, 1МБ и др. СДО, перечисленные системы не предназначены для работы с математическими дисциплинами, поэтому разработка такой СДО является актуальной. В данной работе будет осуществляться разработка математического и программного обеспечения СДО для работы с математическими курсами. При разработке программной части будут использоваться результаты из области программной инженерии, идеи параметризации заданий [). Разработка математического обеспечения будет основываться на результатах статистической теории оценивания неизвестных параметров и задаче тестирования [,]. Целью исследования является разработка системы дистанционного обучения (СДО) по математическим дисциплинам, предназначенной для работы в интернете, с оптимизацией выбора проектных решений. СДО по математическим дисциплинам, предназначенную для работы в интернете. Сведения о внедрении. СДО CLASS. NET внедрена в учебный процесс » МАИ, о чем есть соответствующие акты. Основные результаты диссертации опубликованы в 3 статьях [, , | в журналах, входящих в Перечень ВАК, с гать я х в других журналах [] и тезисах научных конференций [-,]. Диссертация состоит из четырех глав, заключения и списка литературы (1 источник). Объем диссертации включает 1 машинописную страницу, включая рисунков, 3 таблицы. Краткое содержание основных результатов работы но главам состоит в следующем. В первой главе приводятся основные понятия и определения, относящиеся к системам дистанционного обучения (СДО). Рассматривается жизненный цикл программной системы, где особое внимание уделяется э тапам анализа требований, проектирования и тестирования. В рамках этапа проектирования описываются понятия архитектуры, архитектурных представлений и архитектурных шаблонов. Архитектура разрабатываемой СДО использует описанное представление и включает некоторые архитектурные шаблоны (шаблоны проектирования). С учетом особенностей СДО. СДО на основе архитектурных шаблонов (MVC, микроархитектурных шаблонов) и концепции AJAX. Многоуровневый. Принимая по внимание интерактивный характер работы СДО. UML. Также в главе анализируются различные технологии разработки СДО: языки программирования, форматы хранения учебных курсов и другие. Предпожеп формат хранения учебных курсов па основе XML и MathML, поддерживающий вывод математических формул. В качестве удобного шаблоии-за гора предложен XSL. Библиотека для АЛ АХ - дЦиегу. Во второй главе рассматривается проблема проектирования СДО с учетом критически важного требования к модифицируемости системы на этапе поддержки н сопровождения. Для решении проблемы строится стохастическая модель и формулируется задача выбора оптимальных проектных решений. А:-го технического решения для г-го типа требований, і = і, М, к = I, К. С„мх - максимальные затраты па создание системы. Предполагается, что затраты на некоторое техническое решение не зависят от затрат* на другие решения. Выгода от некоторого решения также не зависит от выгод от других решений. Пусті, случайная величина X имеет дискретное распределение с реализациями { 1,2,моделирует появление требования /-го типа, для которого можно использовать различные технические решения, 7^{Х = і) = рі: і. М. Вероят ности рі считаются известными (определяются на основе статистики или, если данных недостаточно, как экспертные оценки). X, если для і-го типа требований принято /. Через (/<н обозначим множество всех матриц ад, т. М х К с.