Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Новіков Юрій Леонідович інформаційна технологія створення дистанційних інтернет систем навчання

Скачати 437.2 Kb.

Новіков Юрій Леонідович інформаційна технологія створення дистанційних інтернет систем навчання




Скачати 437.2 Kb.
Сторінка1/3
Дата конвертації13.06.2017
Розмір437.2 Kb.
ТипАвтореферат
  1   2   3


МІНІСТЕРСТВО OСВІТИ І НАУКИ,МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

“КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”

Новіков Юрій Леонідович
УДК 004.55
ІНФОРМАЦІЙНА ТЕХНОЛОГІЯ СТВОРЕННЯ ДИСТАНЦІЙНИХ ІНТЕРНЕТ СИСТЕМ НАВЧАННЯ

Спеціальність 05.13.06 – інформаційні технології



АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук
Київ – 2013

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі автоматизованих систем обробки інформації і управління Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут», Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України.

Міністе́рство осві́ти і нау́ки Украї́ни (МОН України) - центральний орган виконавчої влади України.
Інформаці́йні техноло́гії, ІТ (використовується також загальніший / вищий за ієрархією термін інформаційно-комунікаційні технології (Information and Communication Technologies, ICT) - сукупність методів, виробничих процесів і програмно-технічних засобів, інтегрованих з метою збирання, опрацювання, зберігання, розповсюдження, показу і використання інформації в інтересах її користувачів.
Автоматизо́вана систе́ма (АС) (англ. automated system) - сукупність керованого об'єкта й автоматичних керуючих пристроїв, у якій частину функцій керування виконує людина. АС являє собою організаційно-технічну систему, що забезпечує вироблення рішень на основі автоматизації інформаційних процесів у різних сферах діяльності (управління, проектування, виробництво тощо) або їх поєднаннях.
Обробка інформації́ - вся сукупність операцій (збирання, введення, записування, перетворення, зчитування, зберігання, знищення, реєстрація), що здійснюються за допомогою технічних і програмних засобів, включаючи обмін по каналах передачі даних [6.



Науковий керівник:

доктор технічних наук, професор

Томашевський Валентин Миколайович,

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут», професор кафедри автоматизованих систем обробки інформації і управління факультету інформатики та обчислювальної техніки


Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор,

Литвинов Віталій Васильович,

Чернігівський державний технологічний університет, завідувач кафедри програмної інженерії







доктор технічних наук, професор,

Михайленко Віктор Мефодійович,

Київський національний університет будівництва і архітектури, завідувач кафедри інформаційних технологій проектування та прикладної математики


Захист відбудеться «___» ___________ _______ р. о _______ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.002.03 в Національному технічному університеті України «Київський політехнічний інститут» за адресою: 03056, просп. Перемоги 37, корп. 35, ауд. 001.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут» за адресою: 03056, просп. Перемоги 37, корп. 35.

Автореферат розісланий «___» _____________ ________ р.




Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

доктор технічних наук


Новіков О.М



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальність теми. Сучасний розвиток суспільства визначається стрімким збільшенням швидкості старіння знань, у зв’язку з чим зростають потреби в їх оновленні. Досягнення інформаційних технологій дозволяють вирішити зазначену проблему шляхом широкого застосування у сфері освіти дистанційного навчання. Проте, для забезпечення навчального процесу з цією формою навчання на належному рівні необхідне масштабне застосування потужних комп’ютерних систем, які будуть у змозі забезпечити віддалений (дистанційний) доступ до захищених інформаційних систем і ресурсів навчального призначення таких як віртуальні центри знань, електронні бібліотеки, курси дистанційного навчання, електронні підручники, віртуальні лабораторні практикуми, системи тестування, відеоконференції тощо, та інтелектуальне керування цим доступом.
Інформацíйна систéма (англ. Information system) - сукупність організаційних і технічних засобів для збереження та обробки інформації з метою забезпечення інформаційних потреб користувачів.
Дистанційне навчання - сукупність сучасних технологій, що забезпечують доставку інформації в інтерактивному режимі за допомогою використання ІКТ (інформаційно-комунікаційних технологій) від тих, хто навчає (викладачів, визначних постатей у певних галузях науки, політиків), до тих, хто навчається (студентів чи слухачів).
Електро́нна бібліоте́ка (англ. Digital library) - розподілена інформаційна система, що дозволяє зберігати і використовувати різнорідні колекції електронних документів (текст, графіка, аудіо, відео і т.і.)

За загальною статистикою близько 50 % професійних знань набуваються фахівцями після одержання вищої освіти, тому вони змушені постійно удосконалювати свої знання, частіше без відриву від виробництва. Останнє найактуальніше для співробітників великих компаній, для яких є класичною проблемою відпускати на сесію своїх працівників, а також для тих, хто живе у віддалених регіонах. Дистанційна професійна освіта вирішує ці питання.

Результати моніторингу освітньої сфери України показують, що у навчальних закладах уже створено і накопичено в електронній формі досить значний обсяг навчальних засобів та інформаційних матеріалів.

Навча́льний заклад (осві́тній заклад) - організація, що на постійній і безперервній основі здійснює освітній процес з метою навчання, виховання, розвитку і самовдосконалення особистості.
Професі́йно-техні́чний навча́льний за́клад - це заклад освіти, що забезпечує реалізацію потреб громадян у професійно-технічній освіті, оволодінні робітничими професіями, спеціальностями, кваліфікацією відповідно до їх інтересів, здібностей, стану здоров'я.
Інтерне́т (від англ. Internet), міжмере́жжя - всесвітня система взаємосполучених комп'ютерних мереж, що базуються на комплекті Інтернет-протоколів. Інтернет також називають мережею мереж. Інтернет складається з мільйонів локальних і глобальних приватних, публічних, академічних, ділових і урядових мереж, пов'язаних між собою з використанням різноманітних дротових, оптичних і бездротових технологій.
Це електронні підручники, курси дистанційного навчання, електронні практикуми та лабораторні роботи, банки тестів і тестових завдань, науково-методичні публікації, бази даних навчальних ресурсів, алгоритми та програми, структурні й кадрові відомості тощо. Але й досі уся ця інформація є розрізненою. Не має можливості спільно використовувати напрацьовані ресурси. Електронний підручник, створений за допомогою авторської підсистеми в одній системі дистанційного навчання (СДН), не може бути відтворений і використаний в рамках іншої СДН.
Систе́ма управлі́ння навча́нням, також Систе́ма дистанці́йного навча́ння (англ. Learning management system) - система управління навчальною діяльністю, яка використовується для розробки, управління та поширення навчальних онлайн-матеріалів із забезпеченням спільного доступу.
Існуючі електронні підручники не відрізняються гнучкістю; відсутні технології адаптації змісту електронних курсів до запитів студентів, що не дозволяє в потрібному обсязі задовольнити вимоги індивідуалізації навчання.

Значний внесок у розвиток інформаційних технологій для навчання й освіти зробили вітчизняні та російські вчені В.М. Глушков, В.І. Скуріхін, В.І. Гриценко, О.М. Довгялло, М.З. Згуровський, О.П. Мінцер, Г.С. Теслер, Є.І. Машбіц, Г.А. Атанов, С.П. Кудрявцева, Н.Д. Панкратова, П.І. Федорук, В.Д. Данчук, О.І. Гороховський, Т.І. Троянівська та багато інших.

Тому актуальність даного дослідження визначається необхідністю створення концептуальних засад подальшого розвитку застосування інформаційних технологій в освіті відповідно з пріоритетними напрямами розвитку освітньої системи України. Особливо актуальним дане дослідження є у зв'язку з тенденціями до індивідуалізації навчання та підвищення ефективності функціонування навчальних об'єктів у системах управління навчанням.

Зв’язок роботи із науковими програмами, темами та планами. Робота над дисертацією проводилася відповідно до науково-дослідної роботи кафедри автоматизованих систем обробки інформації та управління факультету інформатики та обчислювальної техніки Національного технічного університету України «КПІ».

Система керування, також Система управління (англ. control system) - систематизований набір засобів впливу на підконтрольний об'єкт для досягнення цим об'єктом певної мети. Об'єктом системи керування можуть бути як технічні об'єкти так і люди.
Електро́нна обчи́слювальна маши́на (ЕОМ) - загальна назва для обчислювальних машин, що є електронними (починаючи з перших лампових машин, включаючи напівпровідникові тощо) на відміну від електромеханічних (на електричних реле тощо) та механічних обчислювальних машин.
За замовленням Міністерства освіти та науки створено педагогічні програмні засоби (ППЗ) для вищих навчальних закладів. А саме: ППЗ «Відеоінтерпретатор ООП», ППЗ «Інтерактивна система імітаційного моделювання ISS-2000» (реєстраційний номер грифу № 1/11-7610 від 25.12.2006 р.
Імітаці́йне моделюва́ння - це метод, що дозволяє будувати моделі процесів, що описують, як ці процеси проходили б насправді.
), ППЗ «Основи програмування мовами Pascal та С », Педагогічний методичний комплекс для дисципліни «Об'єктно-орієнтоване проектування та програмування» (реєстраційний номер грифу 139714).

Мета і завдання дослідження. Основна мета дисертації полягає у створені інформаційної технології дистанційних Інтернет систем навчання, що дозволить підвищити їх якість за рахунок побудови єдиного освітнього веб-середовища з вибором індивідуальних траєкторій навчання.

Для досягнення поставленої мети у дисертаційній роботі вирішуються наступні завдання:



  • дослідження існуючих міжнародних стандартів дистанційної освіти;
    Міжнародний стандарт - стандарт розроблений міжнародною організацією стандартизації. Найвідомішою з них є International Organization for Standardization. Міжнародний стандарт можна застосовувати прямо, чи модифікувати для кращої відповідності місцевим умовам.
    Дисерта́ція (лат. dissertatio - твір, обговорення, розсуд, доповідь) - спеціально підготовлена наукова праця на правах рукопису, яку виконують для прилюдного захисту на здобуття наукового ступеня. В Україні розрізняють дисертацію для здобуття наукового ступеня кандидата наук (кандидатська дисертація) та доктора наук (докторська дисертація).


  • проведення порівняльного аналізу існуючих систем дистанційного навчання з метою визначення принципів і концептуальних засад їх побудови;

  • визначення концептуальних засад представлення навчального матеріалу з використанням понятійної моделі;

  • визначення механізму переходу представлення матеріалу з класичної моделі в понятійну і навпаки;

  • розробка підходу до створення єдиного інформаційного ресурсу навчальних матеріалів;
    Інформаці́йні ресу́рси (Information resources) - документи і масиви документів в інформаційних системах (бібліотеках, архівах, фондах, банках даних, депозитаріях, музейних сховищах і т.і.). Розрізняють інформаційні ресурси державні та недержавні.


  • проведення аналізу існуючих підходів до проблеми психологічного тестування;
    Психологічне тестування (розділ психодіагностики) - вимірювання індивідуально-психологічних відмінностей. Спочатку термін «психологічне тестування» застосовувався доволі широко, включаючи в себе будь які вимірювання в психологічній науці.


  • створення імітаційних моделей, які визначають основні характеристики навчального процесу та його суб'єктів у системі дистанційного навчання, і перевірка теоретичної можливості підвищення ефективності управління процесом навчанням;
    Управлі́ння проце́сом - це сукупність заходів з планування та моніторингу виконання процесу. Термін часто використовують описуючи управління бізнесовими та виробничими процесами.


  • розробка механізму складання розкладів занять для системи дистанційного навчання з врахуванням завантаженості викладацького складу;

  • розробка програмно-інструментальних засобів дистанційного навчання у вигляді системи «Віртуальний університет» і здійснення її впровадження.

Об’єкт дослідження – інформаційні технології створення дистанційних Інтернет систем навчання.

Предмет дослідження – методи та засоби створення дистанційних Інтернет систем навчання та єдиного освітнього веб-середовища.

Методи дослідження. Ґрунтуються на використані Інтернет технологій, методології системного аналізу, системній динаміки, неперервного імітаційного моделювання, методів дискретної оптимізації та проектуванні складних систем.
Комбінаторна оптимізація (англ. Combinatorial optimization) - розділ теорії оптимізації. Розглядає задачі оптимізації множина розв'язків яких дискретна або може бути зведена до дискретної.
Складна́ систе́ма - система, поняття, що широко використовується в сучасній науковій літературі і вказує на специфічні особливості об'єктів дослідження практично в усіх розділах природничих та гуманітарних наук.


Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному.

    1. Вперше на основі понятійної моделі предметного середовища побудовано модель процесу управління процесом навчання, яка враховує модель студента, і може застосовуватись для визначення групових та індивідуальних навчальних траєкторій.

    2. Вперше запропоновано підхід до створення єдиного інформаційного ресурсу навчальних матеріалів, який дає можливість конвертувати інформаційний контент з більшості систем дистанційного навчання в єдиний формат даних.

    3. Вперше створені і досліджені імітаційні моделі процесу навчання з врахуванням понятійної моделі.
      Модель (в широкому значенні) - образ (в тому числі умовний - зображення, опис, схема, креслення, графік, план, мапа) або прообраз (зразок) якогось об'єкту або системи об'єктів, що застосовується за певних умов як їх «замінник».


    4. Модифіковано задачу складання розкладу з врахуванням проведення занять у системі дистанційного навчання і завантаженості викладацького складу, розв’язок якої ґрунтується на генетичному алгоритмі.

    5. Реалізовані програмно-інструментальні засоби у вигляді системи дистанційного навчання «Віртуальний Університет».

Практичне значення одержаних результатів. Розроблена Інтернет система дистанційного навчання «Віртуальний Університет» (авторське свідоцтво на твір № 9306 від 03 лютого 2004 р.) для використання у навчальних закладах і навчальних центрах України, яка може працювати на окремому комп’ютері, в локальній та Інтернет мережі. На базі системи «Віртуальний Університет» створено педагогічні програмні засоби: «Інтерактивна система імітаційного моделювання ISS 2000», «Відеоінтерпретатор ООП», «Основи програмування мовами Pascal та С », Педагогічний методичний комплекс для дисципліни «Об'єктно-орієнтоване проектування та програмування», які мають гриф Міністерства освіти та науки України. Демоверсія системи доступна через Інтернет (http://vu.net.ua).

Система «Віртуальний Університет» використовується в учбовому процесі 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», ТОВ «Міранда».



Особистий внесок здобувача. Усі результати, що виносяться до захисту, отримані особисто. В наукових працях, опублікованих у співавторстві, здобувачу належить: у [8] – розробка структури представлення системи знань; у [9] – аналіз стану впровадження інформаційних технологій в освітній процес; у [10] – технічна розробка системи дистанційного навчання «Віртуальний університет»; у [6; 11] – розробка програмного забезпечення для підтримки педагогічного програмного засобу;
Педагогі́чний проце́с - динамічна система, яка об'єднує процеси навчання, виховання, розвитку і самовдосконалення особистості. Процес, сутність якого полягає у забезпеченні єдності навчання, виховання і розвитку на основі цілісності і загальності.
Програ́мне забезпе́чення (програ́мні за́соби) (ПЗ; англ. software) - сукупність програм системи обробки інформації і програмних документів, необхідних для експлуатації цих програм.
у [12] – формулювання концептуальних засад для створення інтелектуальної системи дистанційного навчання; у [13] – методична підтримка роботи системи дистанційного навчання «Віртуальний університет»; у [14] – аналіз впровадження дистанційних систем у освітніх закладах України; у [15] – розробка концепцій для створення уніфікованого освітнього середовища; у [1; 16] – розробка концепції адаптивного навчання у системах дистанційної освіти; у [4; 17] – аналіз процесу дистанційного навчання та адаптація алгоритму побудови розкладів занять для СДН «Віртуальний університет»; у [2] – порівняльний аналіз можливостей, переваг та недоліків систем дистанційного навчання; у [18] – розробка концепції адаптивного навчання у системах дистанційної освіти; у [5] – аналіз використання мотиваційних теорій у системах дистанційного навчання.

Апробація результатів роботи. Результати роботи доповідались на VI Міжнародній науково-методичній конференції «Проблеми та шляхи розвитку вищої освіти» (2002 р., м. Київ, Україна); Х Міжнародній науковій конференції «Інформаційні технології в економіці, менеджменті і бізнесі. Проблеми науки, практики і освіти» (2005 р., м. Київ, Україна); Международной научно-технической конференции «Автоматизация: проблемы, идеи, решения» (2007 р., м. Севастополь, Україна); Науково-практичній конференції «Інтелектуальні системи прийняття рішень та прикладні аспекти інформаційних технологій» (2007 р., м.
Тео́рія рі́шень - царина досліджень, яка математичними методами досліджує закономірності вибору людьми найвигідніших із можливих альтернатив і має застосування в економіці, менеджменті, когнітивній психології, інформатиці та обчислювальній техніці.
Херсон, Україна); XVIII Міжнародній науково-практичній конференції (5-8 травня 2009 р., м. Ужгород, Україна); XV Міжнародній науково-практичній конференції «Інформаційні технології в економіці, менеджменті і бізнесі. Проблеми Науки, практики і освіти» (25-26 лютого 2010 р., м. Київ, Україна); Міжнародній науковій конференції «Інтелектуальні системи прийняття рішень і проблеми обчислювального інтелекту» (2010 р., м. Херсон, Україна); п’ятій науково-практичній конференції з міжнародною участю МОДС-2010 (21-25 червня 2010 р., м. Київ, Україна); І Міжнародній науково-технічній конференції «Обчислювальний інтелект (результати, проблеми, перспективи)» (10-13 травня 2011 р., Черкаси, Україна); XVI Міжнародній науково-практичній конференції «Інформаційні технології в економіці, менеджменті і бізнесі. Проблеми науки, практики і освіти» (25 листопада 2010 р., Київ, Україна).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 18 наукових праць: п’ять з яких у фахових наукових виданнях, одна – у науково-методичному журналі, 10 статей у збірниках матеріалів конференцій, один електронний ресурс із грифом МОН України та одне авторське свідоцтво на твір.
Наукова стаття - вид наукової публікації, який описує дослідження чи групу досліджень, пов'язаних однією темою, та виконана її науковими авторами. Наукові статті публікуються в періодичних наукових журналах або в неперіодичних збірниках наукових робіт.
Електронний ресурс - це інформаційні ресурси, які керуються комп'ютером, у тому числі ті, які потребують використання периферійного пристрою, підключеного до комп'ютера. Електронними ресурсами є електронні дані (інформація у вигляді чисел, букв, символів, зображень, включаючи графічну інформацію, відеоінформацію тощо, або їхні комбінації), електронні програми або об'єднання цих видів в одному ресурсі.
А́вторське свідо́цтво - документ, що засвідчує юридичне право автора. Найбільшого розповсюдження набуло у СРСР.


Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, п’яти розділів, висновків, списку використаних літературних джерел із 128 найменувань на 14 сторінках, та 10 додатків на 43 сторінках. Повний обсяг дисертації складає 226 сторінок, із них 150 сторінок основного тексту. Дисертація містить 37 рисунків, 22 таблиці.
  1   2   3


Скачати 437.2 Kb.

  • Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Томашевський Валентин Миколайович
  • Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор, Литвинов Віталі й Васильович
  • Михайленко Віктор Мефодійович
  • Актуальність теми .
  • Мета і завдання дослідження
  • Об’єкт дослідження
  • Методи дослідження .
  • Наукова новизна одержаних результатів
  • Практичне значення одержаних результатів
  • Особистий внесок здобувача
  • Апробація результатів роботи
  • Публікації
  • Структура та обсяг дисертації.