Моделювання інформаційних технологій підтримання освітнього процесу осіб з особливими освітніми потребами

Abstract

У статті розглянуто підходи до розроблення та застосування інформаційних технологій для підтримання освітнього процесу осіб із особливими освітніми потребами. Запропоновано концептуальну модель, що об’єднує сучасні інформаційні та комунікаційні технології, методи штучного інтелекту, математичні моделі для персоналізації навчання та врахування індивідуальних особливостей учасників освітнього процесу. Розглянуто специфічні вимоги до інклюзивного середовища, зокрема врахування когнітивних, сенсорних та комунікаційних особливостей учнів. Проаналізовано наявні підходи до використання інформаційних та комунікаційних технологій, систем штучного інтелекту, математичного моделювання та адаптивних навчальних платформ. Проведено аналіз вітчизняних і зарубіжних досліджень у сфері інклюзивного навчання та впровадження цифрових рішень, а також визначено переваги інтеграції інтелектуальних систем у навчальні платформи. Наукова новизна полягає в тому, що уперше розроблено модель підтримання інклюзивного навчання, яка базується на математичному описі цього процесу й, на відміну від відомих рішень, передбачає комплексне використання інформаційних технологій на кожному етапі навчання, що дало змогу визначити структурні та функціональні вимоги до архітектури платформи й забезпечити ефективний інформаційний супровід інклюзивного освітнього середовища. Наведено практичні приклади застосування UML діаграм і мереж Петрі для формалізації процесів і відображення взаємодії між ключовими учасниками навчання. Результати роботи можуть бути корисними для розробників освітніх систем та фахівців з інклюзії. Застосування описаних рішень дає змогу підвищити ефективність навчання, сприяти соціальній адаптації та розвитку потенціалу осіб із особливими освітніми потребами в сучасному інформаційному просторі. The article is dedicated to the development and application of information technologies to support the educational process of individuals with special educational needs. A conceptual model is proposed that combines modern information and communication technologies, artificial intelligence methods and mathematical models for personalizing learning and taking into account the individual characteristics of participants in the educational process. Specific requirements for an inclusive environment are considered, in particular, taking into account the cognitive, sensory and communication characteristics of students. Existing approaches to the use of information and communication technologies are analyzed, in particular, artificial intelligence systems, mathematical modeling and adaptive learning platforms. An analysis of domestic and foreign research in the field of inclusive learning and the implementation of digital solutions is conducted, and the advantages of integrating intelligent systems into learning platforms are also identified. The scientific novelty lies in the fact that for the first time a model for supporting inclusive learning has been developed, which is based on a mathematical description of this process and, unlike known solutions, involves the integrated use of information technologies at each stage of learning, which made it possible to determine the structural and functional requirements for the platform architecture and ensure effective information support for an inclusive educational environment. Practical examples of the use of UML diagrams and Petri nets to formalize processes and reflect the interaction between key learning participants are given. The results of the work may be useful for developers of educational systems and inclusion specialists. The use of the described solutions makes it possible to increase the effectiveness of learning, promote social adaptation and develop the potential of individuals with special educational needs in the modern information space.