Новые образовательные системы и технологии обучения. Рубрика в журнале - Сетевое научное издание «Системный анализ в науке и образовании»
Статья научная
В работе рассматривается процесс подготовки комплекта рабочих программ дисциплин (модулей), обосновывается актуальность проблемы автоматизации данного процесса в рамках цифровой трансформации университета «Дубна». Также в статье приводится обзор существующих решений и выдвигаются критерии и требования к информационной системе, которая позволит упростить процесс подготовки рабочих программ дисциплин (модулей), сделать его более прозрачным и быстрым, а также сократить количество ошибок. При этом учитывается, что система должна быть легко интегрирована в цифровую среду вуза.
Бесплатно
Алгоритмический сторителлинг как развитие метода анимации алгоритмов
Статья научная
В статье рассматривается современное состояние и ограничения метода анимации алгоритмов, применяемого в образовательных целях. Анализируются причины снижения интереса к этому методу и предлагается новое направление его развития – алгоритмический сторителлинг. Этот подход основан на интеграции принципов цифрового образовательного сторителлинга в структуру анимации алгоритма. Предлагается расширить рамки анимации алгоритмов, дополнив еѐ кратким описанием задачи, интерпретацией входных и выходных данных, а также включением персонажей-рассказчиков, поясняющих логику работы алгоритма, его преимущества, недостатки и возможные области применения. Статья содержит примеры алгоритмических историй для простых и сложных алгоритмов. Показано, что предложенный метод может использоваться в широком спектре сценариев, где процессы могут быть представлены в виде алгоритма, например, для анимации технологического процесса. Алгоритмический сторителлинг способствует повышению выразительности визуализации, и позволяет активнее вовлекать студентов в осмысление и обсуждение алгоритмов.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена исследованию возможностей искусственного интеллекта (ИИ) для автоматизации рутинных задач педагогов с целью повышения качества и эффективности учебного процесса. Рассмотрены ключевые направления применения ИИ, такие как автоматизация проверки заданий, адаптивное обучение, персонализированная обратная связь и администрирование. Особое внимание уделено практическим примерам внедрения ИИ-технологий в образовательные учреждения. Результаты исследования демонстрируют, что использование ИИ позволяет оптимизировать рабочую нагрузку педагогов, улучшить взаимодействие с учащимися и повысить общую результативность образовательного процесса.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается проблема повышения эффективности формирования профессиональных компетенций при подготовке ИТ-специалистов в условиях активного внедрения технологий искусственного интеллекта в образовательный процесс. На основе сравнительного анализа трёх педагогических подходов - самостоятельного обучения, обучения с объяснением преподавателя и обучения с применением искусственного интеллекта - обосновано, что наибольшую результативность демонстрирует гибридная модель, сочетающая педагогическое руководство и интеллектуальную цифровую поддержку. Показано, что искусственный интеллект повышает доступность помощи, способствует персонализации обучения и ускоряет освоение практико-ориентированных задач, однако не должен вытеснять преподавателя на этапе первичного объяснения и формирования концептуального понимания материала.
Бесплатно
Веб-сервис для автоматизированной проверки решений учебных заданий по HTML-верстке
Статья научная
Задача автоматизированной проверки заданий по html-верстке востребована в процессе обучения основам веб-технологий как в учебных заведениях, так и при самоподготовке по соответствующим направлениям. В статье рассматриваются особенности проверки таких заданий, которые необходимо учитывать в случае автоматизированной проверки. Приводится алгоритм системы для реализации в виде веб-сервиса. Особенностью предлагаемой системы является реализация сравнения результата верстки с эталонным образцом различными методами, в том числе с использованием нейросети VGG16. Показано, что при должном задании порога схожести система сравнения изображений дает удовлетворительные результаты и может применяться для автоматизированной проверки заданий по верстке.
Бесплатно
Информационная система поддержки индивидуального обучения «SchoolDot»
Статья научная
В данной работе представлено проектирование и реализация информационной системы SchoolDot, предназначенной для автоматизации процессов деятельности частного преподавателя. Система охватывает ключевые аспекты образовательного взаимодействия: проведение онлайн-занятий, выдачу и проверку заданий, управление расписанием и оплатой, а также отслеживание прогресса учащихся. Разработка веб-приложения включает анализ требований, проектирование архитектуры, реализацию серверной и клиентской частей, проведение тестирования.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается трансформация роли искусственного интеллекта (ИИ) в IT-образовании к 2026 году, характеризующаяся переходом от использования универсальных языковых моделей к глубоко специализированным, педагогически ориентированным системам. На основе анализа мировых трендов, опыта ведущих образовательных платформ, российских вузов (МФТИ, ВШЭ, МАИ) и личного педагогического опыта автора выявлены ключевые направления интеграции ИИ: автоматизация генерации и проверки заданий, редизайн учебного процесса, смещение фокуса обучения с синтаксиса на системное мышление и верификацию. Особое внимание уделяется проблеме «метакогнитивной лени» и стратегиям её преодоления через изменение систем оценки. Сделан вывод о том, что ИИ становится катализатором профессиональных способностей преподавателя, требуя при этом пересмотра фундаментальных педагогических методик и образовательных стандартов.
Бесплатно
Концепция информационной системы сопровождения учебного процесса
Статья научная
В статье рассматриваются концептуальные основы информационных систем сопровождения учебного процесса в высших учебных заведениях в контексте цифровой трансформации образования. Проанализированы глобальные тренды цифровизации, специфика их проявления в вузах и особенности подготовки IT-специалистов. На основе сравнительного анализа лучших практик ведущих российских университетов (МФТИ, НИУ ВШЭ, МГИМО, НИЯУ МИФИ, Финансовый университет, ИТМО, МГТУ им. Баумана) выявлены ключевые функциональные блоки, архитектурные принципы и организационные механизмы, необходимые для создания эффективной системы. Сформулированы концептуальные требования к современной системе сопровождения учебного процесса, ориентированной на управление на основе данных и поддержку индивидуальных образовательных траекторий.
Бесплатно
Концепция подключаемой рекомендательной системы заданий для персонализации образовательного процесса
Статья научная
В статье рассматривается концепция подключаемой рекомендательной системы заданий, предназначенной для персонализации образовательного процесса. В условиях цифровой трансформации образования традиционные образовательные платформы и системы управления обучением (LMS) часто не предоставляют достаточно гибких инструментов для адаптации контента под индивидуальные потребности студентов. В ответ на эту проблему предлагается создание рекомендательной системы, которая интегрируется с внешними образовательными модулями, такими как тренажеры, и использует цифровой профиль студента для анализа его образовательных потребностей. Цифровой профиль включает академические данные, поведенческие паттерны и психолого-физиологические показатели, что позволяет системе более точно прогнозировать потребности учащегося и предлагать соответствующие задания. Также рассматриваются методы кластеризации, используемые для группировки студентов с похожими характеристиками, и проблемы, связанные с «холодным стартом» системы. Описанная архитектура системы, основанная на модульности и масштабируемости, позволяет гибко интегрировать различные образовательные сервисы и обеспечивать персонализированное взаимодействие с учащимися. Разработанная система обещает значительно повысить эффективность учебного процесса, улучшая подход к обучению каждого студента.
Бесплатно
Концепция цифрового двойника студента на примере университета «Дубна»
Статья научная
В условиях цифровизации высшего образования возрастает необходимость интеграции всех компонентов образовательной среды в единую систему. В статье формулируется концепция цифрового двойника студента на базе существующего личного кабинета Государственного университета «Дубна». Выполнен подробный анализ цифровой инфраструктуры вуза, выявлены ключевые проблемы текущей реализации личного кабинета, проведено автоматизированное функциональное тестирование личного кабинета с применением Selenium и Python. Предложена концепция цифрового двойника, в которой личный кабинет выступает в роли ядра системы, объединяющего разрозненные цифровые сервисы. Сформированы предложения по реинжинирингу всех основных разделов личного кабинета. Основное внимание уделено комплексности, динамичности, безопасности и масштабируемости цифровой модели. Полученные результаты демонстрируют, что переход к цифровому двойнику студента позволит существенно повысить прозрачность, персонализацию и эффективность сопровождения образовательного процесса.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается проблема резкого роста нагрузки на образовательные платформы в пиковые периоды активности во время экзаменов и начала учебного года, что приводит к перебоям в работе сервисов. В ходе исследования проведен анализ основных причин деградации производительности и предложены механизмы поддержания стабильной работы системы: резервирование ресурсов, автоматическое масштабирование в облаке, трехуровневое кэширование и оптимизация стратегий хранения и обработки данных. Особое внимание уделено возможностям внедрения описанных механизмов в архитектуру существующих систем. Реализация предложенного решения позволит устранить проблемные места и увеличит надежность и производительность образовательной платформы, при этом экономично затрачивая ресурсы.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлен анализ математических методов, применяемых для персонализации системы управления разработкой профессиональных образовательных программ (ПОП). Рассматриваются методы машинного обучения, теория нечетких множеств, методы оптимизации и алгоритмы рекомендательных систем. Предложена интегральная математическая модель, формализующая процесс адаптивного проектирования ПОП на основе данных о потребностях стейкхолдеров. Результатом исследования является систематизация математического аппарата, позволяющего перейти от эвристических к формализованным методам управления разработкой образовательных программ.
Бесплатно
Модели и принципы построения системы адаптивного обучения
Статья научная
Адаптивное обучение в современных условиях имеет важную роль в организации образовательной деятельности. На данный момент разработано множество систем обучения с претензией на адаптивность. Для разработки системы адаптивного обучения необходимо разработать общие принципы построения таких систем. Авторы статьи на основе исследования существующих адаптивных моделей обучения выделяют принципы построения системы адаптивного обучения.
Бесплатно
О новом концептуальном подходе подготовки бакалавров по профилю «Безопасность информационных систем»
Статья научная
Представлен анализ опыта подготовки бакалавров кафедры информационных технологий по профилю «Безопасность информационных систем», определены тенденции развития этого направления подготовки и обоснование требований дальнейшего его развития с учетом современных повышенных требований к ИТ-проектам по безопасности и доверию к ним. При проведении исследований использовался системный анализ для анализа требований к специалистам ИТ и ИБ в условиях повышения уровня требований к надёжности, безопасности и уровня доверия к разрабатываемому программному обеспечению. Полученные результаты позволят провести коррекцию учебного плана и рабочих учебных программ для совершенствования компетенций выпускников по профилю «Безопасность информационных систем» в области обеспечения информационной безопасности ИТ-проектов и уровня доверия к ним.
Бесплатно
Статья научная
В статье анализируется использование интеллектуальных помощников (ИИ) для решения классической задачи быстродействия. Эта задача, известная из собеседований при приёме на аналитические должности, используется в учебном процессе по дисциплине «Основы теории управления». Показано, что обращение к интеллектуальным помощникам (ИИ) даёт правдоподобное, но неполное решение, не доказывающее оптимальность. Только при детальном уточнении запроса, включая переход к минимаксной постановке, удаётся получить корректное решение задачи. Обсуждаются трудности, создаваемые использованием ИИ в обучении, и предлагается при публикациях указывать тексты использованных запросов и названия ИИ-средств.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются современные подходы к организации дистанционного управления и мониторинга в лаборатории 3D-моделирования и печати на базе локальной сети. Особое внимание уделяется вопросам автоматизации процесса, удаленного контроля параметров печати и диагностики оборудования. Анализируются существующие решения и перспективы их применения в образовательных учреждениях. Результаты данной работы могут повысить эффективность 3D-печати и лаборатории в целом и расширить возможности взаимодействия между участниками образовательного процесса.
Бесплатно
Организация образовательного процесса с использованием системы Moodle
Статья научная
В публикации рассматривается опыт применения системы управления обучением MOODLE для очной, очно-заочной и заочной форм обучения студентов на примере Института Системного Анализа и Управления университета «Дубна».
Бесплатно
Применение веб-технологий для создания интуитивно понятной системы управления автотестами
Статья научная
В данной работе представлена разработка веб-приложения для управления автоматизированным тестированием, включающего функции запуска, редактирования и анализа автотестов. Система реализована с использованием современных технологий веб-разработки, включая Python, Django и PostgreSQL, что обеспечивает надежность и масштабируемость решения. Разработка охватывает проектирование пользовательского интерфейса, серверной логики и системы хранения данных, а также включает комплексное тестирование функциональности приложения. Основное внимание уделено созданию интуитивно понятного интерфейса для работы с тестовыми сценариями, реализации механизмов выполнения тестов и анализа результатов, а также обеспечению интеграции с существующими системами разработки. Особенностью решения является сочетание простоты использования с широкими возможностями для автоматизации процессов тестирования.
Бесплатно
Применение системного анализа для выявления и устранения информационных перегрузок у студентов
Статья научная
Цифровизация образования усиливает проблему информационной перегрузки, негативно влияющей на успеваемость и психоэмоциональное состояние студентов. Перегрузка рассматривается как системная дисфункция образовательной среды. В статье используются концепции общей теории систем и теории когнитивной нагрузки. Особое внимание уделено последствиям дистанционного обучения, включая феномен Zoom fatigue. Предлагаются меры по снижению перегрузки: оптимизация цифровой образовательной среды, улучшение структуры учебных материалов, развитие навыков саморегуляции. Подчёркивается необходимость комплексного, многоуровневого подхода к формированию устойчивой образовательной системы.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются методы прогнозирования сложности учебных курсов на основе логистической регрессии с использованием оценок по обеспечивающим дисциплинам. Основной объект исследования - курс «Программирование на Python», для которого ключевыми обеспечивающими дисциплинами выбраны математика, информатика и английский язык. Целью исследования является разработка модели, позволяющей адаптировать учебные задания к индивидуальным потребностям студентов, повышая эффективность образовательного процесса. Для реализации модели использованы синтетические данные, что обусловлено ограничениями доступа к реальным образовательным данным. Применение методов машинного обучения, в частности логистической регрессии, позволяет получить не только классификацию курсов по сложности (легкий, средний, сложный), но и вероятностные оценки, отражающие степень уверенности модели в своих предсказаниях. Авторы рассматривают весовые коэффициенты признаков, что позволяет понять вклад каждой обеспечивающей дисциплины в прогнозирование сложности. Прогнозирование сложности курсов и заданий способствует более точному подбору учебных материалов, что улучшает качество образования и способствует развитию персонализированных образовательных траекторий. Таким образом, статья вносит вклад в развитие методов образовательной аналитики и подчеркивает необходимость перехода от прогнозирования успеваемости студентов к прогнозированию сложности курсов, что открывает новые перспективы для персонализации образовательного процесса и повышения его эффективности.
Бесплатно
