Математическое моделирование и алгоритмы формирования электронных учебных курсов на базе учебных объектов

• Автор: Ланг, Яков Викторович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 117 с. : ил.

Содержание
Введение.

Глава 1 Электронные учебные курсы на основе учебных объектов

1.1 Системы дистанционного обучения.

1.1.1 Определение дистанционного обучения.

1.1.2 Системы управления обучением

1.1.3 Системы управления обучением и учебным контентом

1.2 Концепция учебных объектов

1.2.1 Определение учебного объекта

1.2.2 Стандарты учебных объектов

1.3 Построение последовательности обучения при создании электронных учебных курсов на основе учебных объектов.
1.3.1 Технологии адаптации в системах компьютерного обучения
1.3.2. Подходы к построению последовательности обучения.
Выводы по главе 1.
I лава 2 Математическое моделирование и алгоритмы формирования электронных учебных курсов
2.1 Моделирование учебного объекта
2.2 Математическая модель профиля обучаемого
2.3 Математическая модель учебного курса
2.4 Алгоритм формирования учебного курса
2.4.1 Формализация задачи формирования электронного учебного курса из набора учебных объектов
2.4.2 Описание алгоритма
2.4.3 Построение траекторий.
2.4.4 Выбор оптимальной образовательной траектории
Выводы по главе 2
Глава 3 Система формирования электронных учебных курсов на основе учебных объектов.
3.1 Общее описание системы.
3.2 Проектирование системы.
3.2.1 Цели и задачи системы
3.2.2 Общая структура системы
3.2.3 Анализ подсистем.
3.2.4 Объектная модель.
3.2.5 Проектирование базы данных.
3.3 Реализация системы.
3.3.1 Программные и технические средства.
3.3.2 Аспекты программной реализации.
3.3.3 Интерфейс пользователя.
3.4 Пример построения образовательной траектории.
Выводы по главе 3
Заключение
Список литературы


Проблеме автоматизации разработки и адаптации учебных курсов в рамках концепции учебных объектов посвящены работы A. Chiappe [], D. Wiley [7], А. С. Дорофеева [], И. П. Норенкова [, , ], Д. J1. Титарева [] и др. Среди существующих подходов к решению проблемы построения последовательности обучения наибольшее распространение получили подходы, использующие доменное представление предметной области и набор педагогических правил для генерации образовательных курсов (АсЙуеМаЛ [2], ОСС ? ШЕЛ [8], БиГОР []). Однако, сложность построения доменных моделей предметной области, привязка учебных объектов к структуре знаний, а также использование специфичных, не стандартизированных решений для представления контента приводит к невозможности по настоящему полно использовать такие преимущества концепции учебных объектов, как интероперабельность и возможность многократного использования. Кроме того, несмотря на наличие автоматизированных средств, позволяющих упростить разработку педагогических правил, невозможно сгенерировать правила, подходящие для любой ситуации. Это ведёт к возникновению различных проблем в процессе построения образовательных последовательностей, например, к появлению так называемых концептуальных «дыр» [4]. Эти и другие причины приводят к проблеме усовершенствования существующих подходов или разработки новых [, 4, 5], впрочем, также не лишённых недостатков. Вышесказанное определяет актуальность дополнительных исследований в области построения адаптивных учебных курсов на основе учебных объектов. Актуальность работы так же обусловлена связью темы исследования с планом научных исследований ТюмГУ на - годы по направлению «Математическое моделирование и программная реализация адаптивных систем управления обучением». Цель работы состоит в совершенствовании технологий создания электронных учебных курсов на базе учебных объектов путём математического моделирования учебного курса, учебного объекта и профиля обучаемого, а также алгоритмов, позволяющих реализовать идею многократного использования У О в рамках различных курсов, идею многоуровневого представления знаний и адаптивного построения образовательн ых последовательностей. ЭУК. Объектом исследовании диссертационной работы является адаптация учебных курсов путем формирования образовательных последовательностей в соответствии с профилем обучаемого. Предмет исследования - математическое моделирование и алгоритмы формирования адаптивных образовательных последовательностей в рамках ЭУК на базе учебных объектов. Методы исследования. При проведении исследования использовались методы математического моделирования, теории множеств, методы оптимизации, дискретная математика. Практическая значимость работы состоит в разработке на основе предложенных моделей и алгоритмов программного комплекса в виде web-ориентированной системы, включающей в себя базу знаний, репозиторий учебных объектов и реализующей алгоритмы построения адаптивных образовательных последовательностей. Система предоставляет возможности по управлению учебными объектами, профилями обучаемых, генерации адаптивных ЭУК и выгрузки их в стандартизированном формате для последующего обучения в рамках совместимых со стандартом систем дистанционного обучения. Реализация и внедрение' результатов, работы. Программирование на языке С#», с возможность адаптации по. И'Обучения нчиным предпочтениям обучаемого. Апробация работы:. Современные проблемы математического и информационного моделирования. Актуальные проблемы математики, механики, информатики» (Пермь, ); Всероссийский конкурс научно-исследовательских работ в области технологий электронного обучения в образовательном процессе (Белгород, ); научных семинарах Лаборатории мультимедиа и Института математики и компьютерных наук ТюмГУ. Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 9 печатных работ, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК. Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы, включающего 9 наименований. Общий объём работы составляет 7 страниц, в том числе рисунков, таблиц, 4 приложения.