Монографія присвячена актуальним проблемам створення адаптивних систем дистанційного навчання та контролю знань із використанням інтелектуальних Інтернет-технологій. На основі проведеного аналізу й розроблених технологій створено програмний комплекс який реалізує адаптивну систему дистанційного навчання та контролю знань. Книга буде цікавою дня фахівців, які займаються дослідженнями у сфері проектування, створення та впровадження адаптивних систем дистанційного навчання та контролю знань. ЗМІСТ Перелік умовних скорочень................................................................... 8 Передмова.............................................................................................. 10 Всі vii........................................................................................................ 11 І'ОЗДІЛ 1 Становлення і перспективи розвитку систем дистанційної навчання та контролю знань................................................................. 19 1.1. Засоби, інструменти й можливості сучасних систем дистанційного навчання........................................................................ 19 1.1.1. Інструменти спілкумання............................................................ 20 1.1.2. Інструменти оптимізації процесу навчання............................... 28 1.1.3. Студентська співпраця................................................................. 31 1.1.4. Реалізація функцій управління курсами, засоби адміністрування.................................................................................... 36 1.1.5. Інструменти викладача............................................................... 38 1.1.6. Технічні характеристики систем................................................. 44 1.2. Використання адаптивних та інтелектуальних технологій в системах дистанційною навчання.......................................................... 46 1.2.1. Навчальні адаптивні системи в широкому контексті................ 47 1.2.2. Класифікація технологій, які використовуються в інтелектуальних та адаптивних навчальних системах на Web-платформі (ІАНСВ)......................................................................... 50 1.2.3. Адаптивні й інтелектуальні системи дистанційного навчання на основі Wcb-технологїї. Історія розвитку.......................... 58 1.2.4. Аналіз адаптаційних та інтелектуальних можливостей сучасних АІНСВ із точки зору користувача системи............................ 61 1.2.5. Засоби для роботи викладача..................................................... 73 1.2.6. Модель студента........................................................................... 75 1.2.7. Архітектура прототипу адаптивної й інтелектуальної систем дистанційного навчання............................................................. 76 Розділ 2 Теоретичні основи побудови адаптивних систем дистанційного навчання та контролю знань.................................................................... 82 2.1. Автоматизація адаптивних процесів у системі дистанційного навчання та контролю знань................................................................... 82 2.1.1. Типи навчальних методик у сучасних освітніх системах.................................................................................................... 82 2.1.2. Навчання як активний процес....................................................... 83 2.1.3. Адаптивний вчитель........................................................................ 84 2.1.4. Адаптивна система дистанційного навчання і контролю знань.......................................................................................................... 86 2.2. Навчальні інтелектуальні системи................................................... 89 2.3. Технологія оцінки ефективності роботи баз знань......................... 93 2.3.1. Бази знань у системах дистанційного навчання та контролю знань........................................................................................ 93 2.3.2. Параметри ефективності роботи бази знань............................... 93 2.3.3. Оцінка ефективності роботи БЗ................................................... 94 2.4. Проектування об'єктів і процесів в адаптивній системі дистанційного навчання та контролю знань..................................... 98 2.4.1. Вибір об'єкта навчання в автоматичному встановленні послідовності курсу........................................................................... 98 2.4.2. Фільтрування об'єкта навчання.............................................. 99 2.4.3. Вибір об'єктів навчання.......................................................... 101 2.5. Методологія розробки моделі екстракції об'єктів навчання в адаптивній системі дистанційного навчання та контролю знань....103 2.5.1. Методологія моделі екстракції............................................. 103 2.5.2. Екстраполяція......................................................................... 107 2.6. Модель навчального заняття в адаптивній системі дистанційного навчання на основі інформаційно-структурної моделі студента................................................................................. 110 2.6.1. Загальна стратегія вирішення задачі побудови моделі ієрархічної системи........................................................................... 110 2.6.2. Побудова математичної моделі навчального заняття на основі інформаційно-структурної моделі студента..................... 117 2.6.2.1. Інформаційно-структурна модель студента................... 117 2.6.2.2. Математична модель заняття........................................... 124 2.6.3. Реалізація процесу адаптації................................................ 129 2.7. Графоавтоматна модель адаптивної системи дистанційного навчання та контролю знань........................................................... 132 2.7.1. Адаптивна система дистанційного навчання...................... 132 2.7.2. Графоавтоматна модель адаптивної системи дистанційного навчання.................................................................. 133 2.7.3. Процес керування потоком квантів знань на основі графоавтоматної моделі.................................................................... 139 2.7.4. Загальний алгоритм роботи графа QSM................................ 141 2.8. Методи й засоби виділення ядра системи............................... 144 Розділ З Методологія, методика й технологія побудови адаптивних систем дистанційного навчання і контролю знань....................... 154 3.1. Адаптивні тести: загальні положення..................................... 154 3.1.1. Традиційні тести..................................................................... 154 3.1.2. Адаптивні тести...................................................................... 161 3.1.3. Знання як об'єкт для виміру................................................... 166 3.2. Адаптивні тести: статистичні методи аналізу результатів тестового контролю знань................................................................ 170 3.2.1. Класичні статистичні методи аналізу результатів тестування......................................................................................... 170 3.2.2. Математична теорія параметричної оцінки тестових завдань................................................................................................ 175 3.2.3. Основні математичні моделі.................................................. 179 3.3. Архітектура системи на базі технології варіабельного ядра..................................................................................................... 190 3.3.1. Технологія варіабельного ядра............................................... 190 3.3.2. Архітектура розширюваного програмного продукту нового типу...................................................................................... 193 3.3.3. Принципи роботи системи на основі варіабельного ядра.................................................................................................... 194 3.3.4. Застосування описаної архітектури до розробки адаптивної системи дистанційного навчання.................................................... 196 3.4. Технологія розробки навчального модуля в адаптивній системі дистанційного навчання та контролю знань.................... 197 3.4.1. Структура інтелектуальної навчальної системи................... 197 3.4.2. Визначення стаціонарного розв'язку.................................... 204 3.4.3. Тривалість очікування............................................................ 206 3.4.4. Визначення функції розподілу тривалості очікування......... 207 3.4.5. Середня тривалість очікування.............................................. 208 3.5 Технологія обробки домену-експерта в адаптивній системі дистанційного навчання та контролю знань................................... 209 3.6. Використання інтелектуальних агентів для інтенсифікації процесу навчання............................................................................. 216 3.6.1. Машина інтенсифікації процесу навчання............................ 216 3.6.2. Дослідження ефективності застосування машини інтенсифікації процесу навчання...................................................... 219 3.7. Адаптація процесу навчання в системах дистанційної освіти на основі оцінки швидкості сприйняття та засвоєння знань студентами.............................................................................. 221 3.7.1. Індивідуальні параметри студентів....................................... 221 3.7.2. Швидкість засвоєння нової інформації................................. 222 3.7.3. Швидкість сприйняття інформації......................................... 226 3.7.4. Залежність швидкості засвоєння від швидкості сприйняття........................................................................................... 228 3.8. Адаптація інтелектуальних систем дистанційного навчання та контролю знань до індивідуальних особливостей студентів на основі аналізу якості засвоєних знань....................... 232 3.9. Технологія визначення оптимального часу тестування в адаптивних системах контролю знань............................................ 239 Розділ 4 Побудова адаптивної системи дистанційного навчання та контролю знань................................................................................. 246 4.1. Калібрування тестових завдань............................................... 246 4.2. Шкали оцінок у діагностичному тестуванні............................. 251 4.2.1. Шкала первинних балів.......................................................... 252 4.2.2. Дробова й політомічна оцінка результатів тестування........ 253 4.2.3. Нормована шкала.................................................................... 256 4.2.4. Метрична шкала..................................................................... 259 4.2.5. Перетворення метричної шкали в нормовану...................... 260 4.3. Перенесення результатів тестування різних вибірок на єдину метричну шкалу....................................................................... 260 моделі Раша........................................................................................ 263 4.5. Генератор випадкових чисел у системі контролю знань....... 272 Висновки............................................................................................ 284 Список використаних джерел.......................................................... 289 Додатки.............................................................................................. 307