КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 22-28-00588
НазваниеРазработка методов конструирования систем электронного обучения с использованием средств искусственного интеллекта и статистического анализа
Руководитель Босов Алексей Вячеславович, Доктор технических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук" , г Москва
Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 08 - Гуманитарные и социальные науки; 08-602 - Теория и методология обучения
Ключевые слова Электронное средство обучения, база контента, принципы конструирования, компетентностный подход, машинное обучение, статистический анализ, искусственные нейронные сети
Код ГРНТИ28.23.25
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Повсеместное внедрение электронных средств обучения накладывает на разработчиков требования, связанные с учетом необходимости освоения требуемых учебным планом компетенций при разработке структуры электронных учебников, образовательных курсов и ресурсов, и формирования их контента. Особенно актуальным на данным момент становятся вопросы обобщения и систематизации принципов конструирования электронных средств обучения, прежде всего, в отношении методологии формирования индивидуальной траектории обучающегося.
Настоящий проект предполагает разработку технологии конструирования электронных средств обучения (электронных учебников, учебных курсов, образовательных платформ, ресурсов), формальное описание оснований для их разработки на базе компетентностного подхода, дидактических принципов конструирования электронных учебников, определение системы показателей качества электронного средства обучения, методических ориентиров автоматизированного формирования индивидуальной траектории обучения на основе статистической и интеллектуальной обработки данных, а также, методов машинного обучения и искусственных нейронных сетей, как базового технологического инструмента. Привлекаемые к конструированию электронных средств обучения методы на основе нейронных сетей и математической статистики будут обеспечивать:
• автоматизированное формирование индивидуальной траектории обучения на основе компетентностного подхода с помощью методов прогнозирования освоения текущего курса, достижения основных компетенций, заложенных в его учебный план;
• оценивание эффективности обучающего контента с точки зрения освоения обучающимся требуемых функциональных компетенций;
• классификацию обучающихся по индивидуальным цифровым показателям, формируемых ими в рамках освоения текущего курса, в т.ч с учетом экспертных оценок педагога-модератора, количества верно решенных контрольных заданий курса, времени, затраченного на прохождение разделов курса.
При построении индивидуальной траектории обучения планируется базироваться на дидактических принципах конструирования электронных учебников, графоориентированном и сценарном подходах. Для оценки эффективности предполагается использование традиционных методов математической статистики, для классификации слушателей – методологию самоорганизующихся искусственных нейронных сетей, для целей прогнозирования – генеративно-состязательные нейронные сети.
Новизна проекта заключается в развитии теоретических основ конструирования средств электронного обучения – реализуется новый механизм формирования индивидуальной траектории обучающегося, в т.ч. механизм формирования индивидуальных заданий, тестов, контрольных. Последний механизм потенциально позволит учитывать ряд плохо формализуемых требований к тестам и контрольным вопросам таких, как предметное тематическое разнообразие, вид необходимой математической грамотности и когнитивной деятельности обучающегося, сбалансированность по указанным параметрам, предпочтения преподавателя и др.
Проект предполагает также апробацию предложенных методов и алгоритмов в процессе эксплуатации разработанного, в т.ч. в рамках проекта, электронного учебника по курсу «Теория функций комплексного переменного» для студентов технических вузов. Результаты освоения курса будут сопровождаться соответствующими социологическими (психолого-педагогическими) и статистическими исследованиями.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1.
Босов А. В., Мартюшова Я. Г., Наумов А. В.
Выбор направлений оценивания качества электронных средств обучения для организации учебного процесса вуза
Сибирский педагогический журнал, № 2. С. 54–63. (год публикации - 2022)
10.15293/1813-4718.2202.05
2.
Босов А. В., Мартюшова Я. Г., Наумов А. В.
Особенности формирования контента электронных учебников на основе дидактических принципов их конструирования
Отечественная и зарубежная педагогика, Т. 1. № 4 (85). С. 34–45. (год публикации - 2022)
10.24412/2224–0772–2022–85–34–45
3.
Босов А. В.
Применение самоорганизующихся нейронных сетей к процессу формирования индивидуальной траектории обучения
Информатика и её применения, Т. 16. №3. С.7–15. (год публикации - 2022)
10.14357/19922264220302
4.
Босов А. В., Иванов А. В.
Технология классификации типов контента электронного учебника
Информатика и её применения, Т. 16. № 4. С. 63–72. (год публикации - 2022)
10.14357/19922264220410
5. Босов А. В. Adaptation of Kohonen's Self-Organizing Map to the Task of Constructing an Individual User Trajectory in an E-Learning System // In: Silhavy, R., Silhavy, P., Prokopova, Z. (eds) Data Science and Algorithms in Systems. CoMeSySo 2022. Lecture Notes in Networks and Systems, vol. 597. Springer, Cham. (год публикации - 2023)
6.
Борисов А. В., Босов А. В.
Практическая реализация решения задачи стабилизации линейной системы со скачкообразным случайным дрейфом по косвенным наблюдениям
Автоматика и телемеханика, № 9. С.109–127. (год публикации - 2022)
10.31857/S0005231022090069
Публикации
1.
Босов А.В., Иванов А.В.
Two Approaches to E-Book Content Classification
Lecture Notes in Networks and Systems, V. 724. Proceedings of 12th Computer Science On-line Conference 2023, Volume 3. P. 77–87, 2023. Springer, Cham, Switzerland (год публикации - 2023)
10.1007/978-3-031-35314-7_6
2. Босов А.В., Иванов А.В. О применении генеративных моделей в системе электронного обучения математических дисциплин Информатика и ее применения, Т.18, Вып.1, 2024. С.41-49. (год публикации - 2024)
3.
Босов А.В.
Исследование робастности численных аппроксимаций фильтра Вонэма
Информатика и ее применения, Т.17, Вып.2, 2023. С.41-49. (год публикации - 2023)
10.14357/19922264230206
4. Босов А.В., Иванов А.В. Технология многофакторной классификации математического контента электронной системы обучения Информатика и ее применения, Т.17, Вып.4 (год публикации - 2023)
5.
Мартюшова Я.Г., Минеева Т.А., Наумов А.В.
Методы классификации пользователей СДО в модели построения их индивидуальной траектории обучения
Системы и средства информатики, 33:1 (2023), 68–77 (год публикации - 2023)
10.14357/08696527230107
6.
Мартюшова Я.Г.
Анализ результатов педагогического эксперимента по внедрению дистанционных технологий в преподавание математических дисциплин для технических специальностей вузов
Моделирование и анализ данных, Том 13. № 2. C. 194–205. (год публикации - 2023)
10.17759/mda.2023130211
7.
Мартюшова Я.Г., Наумов А.В.
Оценка эффективности применения электронных учебников по математическим дисциплинам методом анкетирования преподавателей и студентов
Моделирование и анализ данных, Том 13. № 3. С. 113–122. (год публикации - 2023)
10.17759/mda.2023130308