Технологія побудови навчального процесу в адаптивних системах дистанційного навчання та контролю знань

У статті розглянуто запропоновану технологію побудови навчального процесу в адаптивній системі дистанційного навчання і контролю знань. Технологія базується на використанні математичного апарату нечітких множин та теорії матриць і дозволяє забезпечити автоматичне формування індивідуального навчал...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2009
Автор:	Федорук, П.І.
Формат:	Стаття
Мова:	Українська
Опубліковано:	Інститут проблем штучного інтелекту МОН України та НАН України 2009
Теми:	Обучающие и экспертные системы
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8121
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Технологія побудови навчального процесу в адаптивних системах дистанційного навчання та контролю знань / П.І. Федорук // Штучний інтелект. — 2009. — № 3. — С. 352-355. — Бібліогр.: 3 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859954555539685376
author	Федорук, П.І.
author_facet	Федорук, П.І.
citation_txt	Технологія побудови навчального процесу в адаптивних системах дистанційного навчання та контролю знань / П.І. Федорук // Штучний інтелект. — 2009. — № 3. — С. 352-355. — Бібліогр.: 3 назв. — укр.
collection	DSpace DC
description	У статті розглянуто запропоновану технологію побудови навчального процесу в адаптивній системі дистанційного навчання і контролю знань. Технологія базується на використанні математичного апарату нечітких множин та теорії матриць і дозволяє забезпечити автоматичне формування індивідуального навчального матеріалу з врахуванням індивідуальних особливостей, навичок і здібностей студента, визначення моменту його готовності до переходу на більш складний рівень матеріалу, відображення взаємозв’язків між різноманітними показниками функціонування, якістю виконання завдань і результатом тестування. В статье рассматривается предложенная технология построения учебного процесса в адаптивных системах дистанционного обучения и контроля знаний. Технология базируется на использовании аппарата нечётких множеств и теории матриц и позволяет обеспечить автоматическое формирование индивидуального учебного материала с учётом индивидуальных особенностей, навыков и способностей студентов, определения момента его готовности для перехода на более сложный уровень материала, отображения взаимосвязей между разнообразными показателями функционирования, качеством выполненных заданий и результатом тестирования. The article deals with the proposed technology of the learning process construction in the adaptive system of distance training and knowledge control. The proposed technology is based on the use of mathematical apparatus of fuzzy sets and theory of matrices and makes it possible to secure automatic formation of individual training material taking into consideration students’ individual peculiarities, skills, and abilities; determination of a student’s readiness to pass to a more difficult level; representation of interconnections between various indices of functioning, quality of task performance and test results.
first_indexed	2025-12-07T16:19:11Z
format	Article
fulltext	«Искусственный интеллект» 3’2009 352 7Ф УДК 519.682.5 П.І. Федорук Прикарпатський національний університет ім. Василя Стефаника, м. Івано-Франківськ, Україна pavlo@pu.if.ua Технологія побудови навчального процесу в адаптивних системах дистанційного навчання та контролю знань У статті розглянуто запропоновану технологію побудови навчального процесу в адаптивній системі дистанційного навчання і контролю знань. Технологія базується на використанні математичного апарату нечітких множин та теорії матриць і дозволяє забезпечити автоматичне формування індивідуального навчального матеріалу з врахуванням індивідуальних особливостей, навичок і здібностей студента, визначення моменту його готовності до переходу на більш складний рівень матеріалу, відображення взаємозв’язків між різноманітними показниками функціонування, якістю виконання завдань і результатом тестування. Вступ З розвитком дистанційного навчання як форми організації навчального процесу, особливістю якого є надання студентам можливості самостійно отримувати необхід- ні знання, користуючись розвинутими інформаційними ресурсами, що забезпечуються сучасними інформаційними технологіями, постає проблема адаптації дистанційного навчання до студента і створення адаптивного навчання. Адаптивна система дистанцій- ного навчання з використанням інформаційних технологій має ряд переваг [1]: – дає студентам широкі можливості вільного вибору власної стратегії і тактики на- вчання; – сприяє індивідуалізації навчальної діяльності (диференціація темпу навчання, склад- ності навчальних завдань тощо); – дозволяє зменшити непродуктивні витрати праці викладача, що в цьому випадку перетворюється на технолога сучасного навчального процесу, в якому провідна роль виділяється не стільки й не тільки навчальній діяльності педагога, скільки навчанню самих студентів; – дозволяє як студентові, так і викладачеві мати оперативні зворотні зв’язки в про- цесі навчання; – сприяє розвитку в студентів продуктивних, творчих функцій мислення, росту ін- телектуальних здібностей, формуванню операційного стилю мислення; – гарантує безперервний зв’язок у відносинах «викладач – студент»; – дозволяє використовувати диференційований підхід до студентів. Підхід, який базується на визнанні того факту, що в різних студентів є свій влас- ний попередній досвід і рівень знань, тому що кожен студент приходить до процесу оволодіння новими знаннями зі своїм власним інтелектуальним багажем, який визна- чає ступінь розуміння ним нового матеріалу і його інтерпретацію, тобто здійснюється поворот від оволодіння всіма студентами загальним навчальним матеріалом до ово- лодіння різними студентами «індивідуальним» навчальним матеріалом. Створення такої системи передбачає побудову навчального процесу з використанням механізмів навчально-контролюючого адаптивного тестування. Технологія побудови навчального процесу в адаптивних системах... «Штучний інтелект» 3’2009 353 7Ф Математична модель побудови навчальних тестів А. Весь теоретичний матеріал даного курсу розбиваємо на неподільні кванти знань (аксіоми, означення, твердження, теореми тощо, нумеруючи їх, тобто будуємо множину квантів  1 2, , , mK k k k  даного навчального курсу [1]. Б. Кожне тестове завдання більшою чи меншою мірою пов’язане з тим чи ін- шим квантом знань множини K . Ступінь залежності iz -го тестового завдання від jk -го кванта знань характеризуватимемо числом  0,1ij  . Якщо 0ij  , то тестове завдання iz зовсім не пов’язане з квантом знань jk . Якщо ж 1ij  , то тестове завдан- ня iz пов’язане лише з єдиним квантом знань jk . Той факт, що завдання iz пов’язане з квантом знань jk зі ступенем залежності ij , записуватимемо у вигляді ступеня ij jk . Таким чином, тестовому завданню iz можна поставити у відповідність нечітку харак- теристичну множину залежності  1 2 1 2 , , , , 0, 1,2, ,i i im i ijm Z k k k i n       , (1) причому далі вважатимемо, що 1 1 m ij j    [2]. Нечітка множина iZ характеризує необ- хідну теоретичну підготовку студента для розв’язання тестового завдання iz . При такому підході видно, які кванти знань відіграють вирішальну роль при розв’язанні відповідної задачі. Зауваження 1. Ступені ij залежності тестового завдання , 1,2, ,iz i n  від тео- ретичного кванта знань , 1,2, ,jk j m  утворюють праву стохастичну матрицю  ij , яку назвемо матрицею залежності тестових завдань від теоретичного курсу [3]. Зауваження 2. Елементи матриці залежності задовольняють рівність 1 1 n m ij i j n    . Зауваження 3. Позаяк кожен теоретичний курс містить центральні поняття, тверд- ження та теореми, то тестові завдання необхідно складати так, щоб на долю відповід- них їм квантів знань припадали максимальні сумарні ступені залежності, тобто для центрального кванта знань jk сума 1 n ij i    повинна бути значно більшою за відповідні суми для інших квантів знань. Очевидним є той факт, що студент не зможе розв’язати окреме тестове завдан- ня, пов’язане з деяким квантом знань, про який у студента немає ніяких відомостей. Зауваження 4. Для теоретичних курсів гуманітарного циклу, з однорідними за важливістю квантами інформації, можна складати двічі стохастичні матриці залеж- ності тестових завдань, для яких одночасно виконуються рівності 1 1 m ij j    , 1 1 n ij i    . Зауваження 5. Володіння всіма квантами інформації даного теоретичного курсу є необхідною умовою успішного вирішення всіх тестових завдань. Однак недостат- ньою. Це більшою мірою стосується теоретичних курсів природничого циклу, в яких окремі кванти знань повязані між собою складною системою логічних звязків, та мен- шою мірою – предметів гуманітарного циклу. Розв’язування тестових завдань предметів природничого циклу, крім усього іншого, вимагає доброго володіння логічними правилами умовиводу: силогізму, modus ponens, modus tollens тощо. Зауваження 6. Перерізи нечітких множин, що відповідають різним тестовим зав- данням, не зобов’язані бути порожньою множиною. Федорук П.І. «Искусственный интеллект» 3’2009 354 7Ф Математична модель аналізу ступеня засвоєння теоретичного курсу А. Нехай із множини всіх тестових завдань 1 2{ , , , }nZ z z z  деякого теоретич- ного курсу розв’язано лише завдання множини  1 2, , ,i i irR z z z  , якій відповідають характеристичні нечіткі множини  1 2 1 2 , , , , 0, 1,2, ,i i i mt t t i i jt tm Z k k k t r        . Далі вва- жатимемо, що множина тестових завдань R покриває множину квантів теоретичного курсу, якщо для нечіткої множини    1 2 1 2 1 21 21 1 , , , , , , r r i i i mt t t m R i mt mt t Z Z k k k k k k               виконуються нерівності: 1 0, 1,2, , r i j jt t j m       . Б. Вважатимемо, що студент засвоїв теоретичну і практичну частини курсу, якщо ним розв’язано принаймні частину тестових завдань, яка покриває всю множину кван- тів, причому сумарний ступінь залежності розв’язаних завдань від теоретичних квантів всього теоретичного курсу не менший за 2 n . В. Після кожного тестування, в разі незасвоєння теоретичної та практичної час- тини курсу, завжди є можливість проаналізувати, які кванти знань не засвоєні студен- том. З цією метою слід проаналізувати різницю R RZ Z , де R – доповнення множини R до множини Z , тобто множина не розв’язаних студентом тестів. Кожному нероз- в’язаному завданню також відповідає нечітка характеристична множина, а всій множині нерозв’язаних завдань – нечітка множина  1 2 1 2, , , m mRZ k k k    . Отже, маємо рівність      1 2 1 2 1 1 2 2 1 2 1 2 1 2, , , , , , , , ,m m m m R m m mRZ Z k k k k k k k k k                  , з якої видно, що кванти знань із додатними ступенями залежності студентом засвоєні, а кванти знань із від’ємними чи нульовими ступенями залежності необхідно студенту повторити. При цьому особливу увагу слід приділити тим квантам інформації, модулі від’ємних ступенів яких найбільші. Після чергового цільового ознайомлення з пев- ними квантами теоретичного матеріалу тестування можна повторити. Побудова алгоритму навчального процесу Після того, як кілька варіантів навчальних тестів однакової ваги складено, мож- на розпочинати навчальний процес. Якщо результати тестування свідчать про те, що студент не засвоїв теоретичну і практичну частини курсу, то йому пропонується оз- найомлення з потрібними квантами теоретичного матеріалу, після чого знову пропо- нується тестування. Навчальний процес зупиняється лише тоді, коли студент засвоїть теоретичну та практичну частини даного курсу. Таким чином, алгоритм навчального процесу складається з наступних пунктів: П. 1. На основі кількох різних варіантів навчальних тестів однакового рівня склад- ності задаються відповідні їм матриці залежності. П. 2. За допомогою генератора випадкових чисел вибирається один із варіантів тестових завдань (одна з матриць залежності) для тестування ступеня засвоєння тео- ретичної та практичної частини курсу. Технологія побудови навчального процесу в адаптивних системах... «Штучний інтелект» 3’2009 355 7Ф П. 3. Проводимо тестування за обраним у п. 2 тестом та отримуємо множину R , а заразом і множину R . П. 4. Використовуючи вибрану у п. 2 матрицю залежності та отримані у п. 3. мно- жини R і R , будуємо нечітку множину R RZ Z та аналізуємо її (див. 2В). П. 5. Якщо студент не засвоїв теоретичну та практичну частини курсу, то повер- таємося до п. 2. П. 6. Подаємо на вихід алгоритму ступінь засвоєння студентом даного курсу, по- казником якого служить число 1 1 1 r m m i j jt t j j        (натуральне число з відрізка , 2 n n     ) та зупиняємо процес навчання. Висновок Запропонована технологія побудови навчального процесу в адаптивній системі дистанційного навчання і контролю знань, яка базується на використанні математич- ного апарату нечітких множин та теорії матриць, дозволяє забезпечити автоматичне формування індивідуального навчального матеріалу способом, який створює найбільш сприятливі умови його засвоєння студентами. Запропонована технологія дозволяє за- безпечити формування блоків навчального матеріалу в системі дистанційного нав- чання з врахуванням індивідуальних особливостей, навичок і здібностей студентів, визначення моменту його готовності для переходу на більш складний рівень матеріалу, відображення взаємозв’язків між різноманітними показниками функціонування, якістю виконання завдань і результатом тестування. Література 1. Федорук П.І. Адаптивна система дистанційного навчання та контролю знань на базі інтелектуаль- них Інтернет-технологій: монографія / Федорук П.І. – Івано-Франківськ : Видавничо-дизайнерський відділ ЦІТ Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника, 2008. – 326 с. 2. Zadeh L.A. Fuzzy sets / L.A. Zadeh // Information and Control. – 1965. – Vol. 8. – № 3. – Р. 338-353. 3. Гантмахер Ф.Р. Теория матриц / Гантмахер Ф.Р. – [Издание 5-е]. – М. : Физматлит, 2004. – 560 с. П.И. Федорук Технология построения учебного процесса в адаптивных системах дистанционного обучения и контроля знаний В статье рассматривается предложенная технология построения учебного процесса в адаптивных системах дистанционного обучения и контроля знаний. Технология базируется на использовании аппарата нечётких множеств и теории матриц и позволяет обеспечить автоматическое формирование индивидуального учебного материала с учётом индивидуальных особенностей, навыков и способностей студентов, определения момента его готовности для перехода на более сложный уровень материала, отображения взаимосвязей между разнообразными показателями функционирования, качеством выполненных заданий и результатом тестирования. P.I. Fedoruk Technology of the Learning Process Construction in the Adaptive System of Distance Training and Knowledge Control The article deals with the proposed technology of the learning process construction in the adaptive system of distance training and knowledge control. The proposed technology is based on the use of mathematical apparatus of fuzzy sets and theory of matrices and makes it possible to secure automatic formation of individual training material taking into consideration students’ individual peculiarities, skills, and abilities; determination of a student’s readiness to pass to a more difficult level; representation of interconnections between various indices of functioning, quality of task performance and test results. Стаття надійшла до редакції 26.06.2009.
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-8121
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1561-5359
language	Ukrainian
last_indexed	2025-12-07T16:19:11Z
publishDate	2009
publisher	Інститут проблем штучного інтелекту МОН України та НАН України
record_format	dspace
spelling	Федорук, П.І. 2010-04-30T15:15:58Z 2010-04-30T15:15:58Z 2009 Технологія побудови навчального процесу в адаптивних системах дистанційного навчання та контролю знань / П.І. Федорук // Штучний інтелект. — 2009. — № 3. — С. 352-355. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. 1561-5359 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8121 519.682.5 У статті розглянуто запропоновану технологію побудови навчального процесу в адаптивній системі дистанційного навчання і контролю знань. Технологія базується на використанні математичного апарату нечітких множин та теорії матриць і дозволяє забезпечити автоматичне формування індивідуального навчального матеріалу з врахуванням індивідуальних особливостей, навичок і здібностей студента, визначення моменту його готовності до переходу на більш складний рівень матеріалу, відображення взаємозв’язків між різноманітними показниками функціонування, якістю виконання завдань і результатом тестування. В статье рассматривается предложенная технология построения учебного процесса в адаптивных системах дистанционного обучения и контроля знаний. Технология базируется на использовании аппарата нечётких множеств и теории матриц и позволяет обеспечить автоматическое формирование индивидуального учебного материала с учётом индивидуальных особенностей, навыков и способностей студентов, определения момента его готовности для перехода на более сложный уровень материала, отображения взаимосвязей между разнообразными показателями функционирования, качеством выполненных заданий и результатом тестирования. The article deals with the proposed technology of the learning process construction in the adaptive system of distance training and knowledge control. The proposed technology is based on the use of mathematical apparatus of fuzzy sets and theory of matrices and makes it possible to secure automatic formation of individual training material taking into consideration students’ individual peculiarities, skills, and abilities; determination of a student’s readiness to pass to a more difficult level; representation of interconnections between various indices of functioning, quality of task performance and test results. uk Інститут проблем штучного інтелекту МОН України та НАН України Обучающие и экспертные системы Технологія побудови навчального процесу в адаптивних системах дистанційного навчання та контролю знань Технология построения учебного процесса в адаптивных системах дистанционного обучения и контроля знаний Technology of the Learning Process Construction in the Adaptive System of Distance Training and Knowledge Control Article published earlier
spellingShingle	Технологія побудови навчального процесу в адаптивних системах дистанційного навчання та контролю знань Федорук, П.І. Обучающие и экспертные системы
title	Технологія побудови навчального процесу в адаптивних системах дистанційного навчання та контролю знань
title_alt	Технология построения учебного процесса в адаптивных системах дистанционного обучения и контроля знаний Technology of the Learning Process Construction in the Adaptive System of Distance Training and Knowledge Control
title_full	Технологія побудови навчального процесу в адаптивних системах дистанційного навчання та контролю знань
title_fullStr	Технологія побудови навчального процесу в адаптивних системах дистанційного навчання та контролю знань
title_full_unstemmed	Технологія побудови навчального процесу в адаптивних системах дистанційного навчання та контролю знань
title_short	Технологія побудови навчального процесу в адаптивних системах дистанційного навчання та контролю знань
title_sort	технологія побудови навчального процесу в адаптивних системах дистанційного навчання та контролю знань
topic	Обучающие и экспертные системы
topic_facet	Обучающие и экспертные системы
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/8121
work_keys_str_mv	AT fedorukpí tehnologíâpobudovinavčalʹnogoprocesuvadaptivnihsistemahdistancíinogonavčannâtakontrolûznanʹ AT fedorukpí tehnologiâpostroeniâučebnogoprocessavadaptivnyhsistemahdistancionnogoobučeniâikontrolâznanii AT fedorukpí technologyofthelearningprocessconstructionintheadaptivesystemofdistancetrainingandknowledgecontrol

Технологія побудови навчального процесу в адаптивних системах дистанційного навчання та контролю знань

Репозитарії

Схожі ресурси