Проєкт інформаційної системи адаптивного електронного навчання

Abstract

Електронне навчання – невід’ємний інструмент для забезпечення неперервної, мобільної освіти у сучасних реаліях. Методи електронного навчання ґрунтуються на використанні потужностей комп’ютерних та інформаційно-комунікаційних технологій, а тому дозволяють людям здобувати знання дешевше та швидше [1]. Найдієвішим видом електронного навчання вважається адаптивне навчання. Даний спосіб надає учням і студентам на опрацювання лише ті освітні матеріали, котрі їм справді необхідні, а не увесь масив спорідненої інформації [2]. Відповідно, користувачі адаптивних електронних систем для навчання не витрачають час на повторне вивчення вже відомих їм речей, а повноцінно зосереджуються на вирішені власних актуальних проблем в обраній темі. У такий спосіб адаптивний підхід підтверджує свою ефективність. Окрім цього, адаптивне навчання підвищує впевненість користувачів, оскільки показує їм, що вони знають і чого не знають. У результаті такий метод отримання знань не лише збільшує впевненість у процесі навчання, але також може підвищити її у повсякденній діяльності людини [3]. Варто також згадати про одну з проблем під час створення електронного освітнього контенту, а саме про складність підтримки його актуальності для різноманітної групи людей. Незалежно від того, чи різниця між людьми викликана місцем знаходження, посадою чи будь-якою іншою причиною, адаптивне навчання мінімізує труднощі та, залежно від пріоритетів користувачів, здатне усувати їх. Головна мета адаптивних освітніх систем – розробити індивідуальний навчальний план для користувача, шляхом динамічної оцінки його рівня знань [4]. Це означає, що програма постійно аналізує процес навчання людини та підлаштовує курс конкретно під неї, щоб допомогти опрацьовувати навчальні матеріали продуктивніше й отримувати найбільшу користь. У цьому є перевага й для викладачів: їм не потрібно додатково пояснювати ті чи інші моменти з лекції. Також системи адаптивного електронного навчання дозволяють якісно організувати освітній процес загалом, а саме надають функціонал для реєстрації користувачів, редагування контенту курсів та доступу до них, забезпечують можливість спілкування між користувачами та їх сповіщення [5]. Об’єктом дослідження даної кваліфікаційної роботи виступає процес створення проєкту інформаційної системи адаптивного електронного навчання. Предмет дослідження – це способи та технології реалізації проєкту інформаційної системи адаптивного електронного навчання. Метою магістерської кваліфікаційної роботи є управління проєктом зі створення інформаційної системи адаптивного електронного навчання. Для цього потрібно виконати наступні завдання: • проаналізувати літературні джерела, щоб оцінити та довести актуальність застосування адаптивних систем у сфері освіти; • визначити функціонал систем-аналогів та їх недоліки для подальшого формування вимог до проєкту; • здійснити системний аналіз області досліджень, обрати тип майбутньої системи, описати її цільову аудиторію і основні функції; • розробити план реалізації проєкту з врахуванням усіх необхідних ресурсів і передбаченням ймовірних ризиків; • описати процес реалізації проєкту та забезпечити відслідкування проєктних завдань; • створити систему адаптивного електронного навчання, котра відповідатиме зазначеним вимогам, та здійснити процедуру завершення проєкту. Отже, у даній магістерській кваліфікаційній роботі було сформовано вимоги до проєкту та досліджено проблеми розроблення інформаційної системи адаптивного електронного навчання та її функціонал. Проведено системний аналіз, шляхом декомпозиції головної цілі проєкту та представлення результату у вигляді дерева цілей, а для кращого розуміння взаємодії користувача із системою та її внутрішніх об’єктів між собою, було створено відповідний перелік UML-діаграм. Було детально описано призначення системи й розроблено її концептуальну модель. Також було створено план керування проєктом. Завдяки проведеній роботі було реалізовано інформаційну систему адаптивного електронного навчання у вигляді десктопного додатку з назвою «CPPLearn», що виступає середовищем для ефективного отримання знань завдяки генерації індивідуального списку рекомендацій для користувачів.E-learning is an indispensable tool for ensuring continuous, mobile education in modern realities. E-learning methods are based on the use of the capabilities of computer and information and communication technologies, therefore allowing people to acquire knowledge cheaper and faster [1]. Adaptive learning is considered the most effective type of e-learning. This method provides pupils and students with only those educational materials they really need, and not the entire mass of related information [2]. Accordingly, users of adaptive electronic systems for learning do not waste time re-studying things they already know but fully focus on solving their own current problems in the chosen topic. In this way, the adaptive approach proves its effectiveness. In addition, adaptive learning increases user confidence by showing them what they know and what they don't know. As a result, such a method of acquiring knowledge not just enhances confidence in the learning process but can also increase it in a person's daily activities [3]. It is also worth mentioning one of the problems in the creation of electronic educational content, namely the difficulty of maintaining its relevance for a diverse group of people. Whether the difference between people is caused by location, position, or any other reason, adaptive learning minimizes the difficulties and, depending on the priorities of the users, can eliminate them. The main goal of adaptive educational systems is to develop an individual training plan for the user by dynamically assessing his level of knowledge [4]. This means that the program constantly analyzes the learning process of a person and adapts the course specifically to them, to help process the educational materials more productively and get the most benefit. This has an advantage for teachers as well: they do not need to additionally explain certain points from the lecture. Also, adaptive e-learning systems make it possible to qualitatively organize the educational process in general, namely, they provide functionality for user registration, functionality for editing course content and access to them, and assure the ability to communicate between users and notify them [5]. The study object of this qualification work is the process of creating the project of the information system of adaptive e-learning. The scope of the research is the methods and technologies used to implement the project of the information system of adaptive e-learning. The goal of the master's thesis is to manage a project to create an information system of adaptive e-learning. For this, the following tasks must be completed: • analyze literary sources to evaluate and prove the relevance of the application of adaptive systems in the field of education; • determine the functionality of analog systems and their shortcomings for the further formation of requirements for the project; • perform a system analysis of the research area, choose the type of the future system, and describe its target audience and main functions; • develop a project implementation plan taking into account all the necessary resources and predicting probable risks; • describe the process of project implementation and ensure monitoring of project tasks; • create a system of adaptive e-learning that will meet the specified requirements and implement the project completion procedure. So, in this master's thesis, the requirements for the project were formed and the problems of developing the information system of adaptive e-learning and its functionality were investigated. A system analysis was carried out, by decomposing the main goal of the project and presenting the result in the form of a tree of goals, and for a better understanding of the interaction of the user with the system and its internal objects with each other, a corresponding list of UML diagrams was created. The purpose of the system was described in detail and its conceptual model was developed. A project management plan was also created. Thanks to the work carried out, an adaptive e-learning information system was implemented in the form of a desktop application called «CPPLearn», which acts as an environment for effective knowledge acquisition by generating an individual list of recommendations for users.