Основные междисциплинарные аспекты разработки и программной реализации электронных учебников по техническим дисциплинам на примере СДО МАИ

  • Evgeniy Aleksandrovich Zharkov Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) http://orcid.org/0000-0001-8791-1154
  • Andrei Ivanovich Kibzun Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) http://orcid.org/0000-0002-6321-5565
  • Ianina Germanovna Martiushova Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) http://orcid.org/0000-0001-7803-5914
  • Georgiy Araikovic Mkhitaryan Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) http://orcid.org/0000-0002-3337-643X

Аннотация

Дистанционные обучающие системы в виде электронных учебников активно развиваются и используются в реальном учебном процессе школы и вуза. Такое распространение технологий вызывает необходимость научных исследований в области их конструирования и применения. Научные исследования, проводимые в настоящее время в рамках дидактики, психологии, информационных технологий, вычислительной математики, полидисциплинарны, так как решение дидактических задач является объектом исследований в рамках других научных направлений. При этом существует множество предпосылок для проведения исследований, предметом которых может стать электронный учебник. Обоснование потребности в междисциплинарных исследованиях в области разработки электронных учебников, как результата решения многозадачной проблемы представлена в качестве цели настоящей статьи. В основной части работы представлены ключевые особенности архитектуры системы дистанционного обучения (СДО) с позиции конструирования ее как программного продукта. Помимо этого, предложено описание конкретных математических алгоритмов, которые были реализованы на практике при построении электронных учебников Московского авиационного института, а также новых математических подходов к проектированию электронного учебника. Одним из таких подходов представлен графоориентированный. Проанализирована модель формирования ограниченного по времени текста, в которой взвешенная свертка нормированных величин, а именно отклонения сложности теста от заданного уровня и квантили времени выполнения теста, используется в качестве критерия оптимизации. Описаны основные современные технологии и средства программирования, которые используются при проектировании архитектуры управляющей оболочки и позволяют эффективно применять полученные математические алгоритмы при решении дидактических задач. Заключение содержит вывод об эффективности совокупных исследований специалистов в различных научных направлениях, что подкрепляется реализацией на практике.

Сведения об авторах

Evgeniy Aleksandrovich Zharkov, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

аспирант кафедры теории вероятностей и компьютерного моделирования, факультет Информационных технологий и прикладной математики

Andrei Ivanovich Kibzun, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

заведующий кафедрой теории вероятностей и компьютерного моделирования, факультет Информационных технологий и прикладной математики, доктор физико-математических наук, профессор

Ianina Germanovna Martiushova, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

старший преподаватель факультета информационных технологий и прикладной математики

Georgiy Araikovic Mkhitaryan, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

аспирант кафедры теории вероятностей и компьютерного моделирования, факультет Информационных технологий и прикладной математики

Литература

[1] Bosova L.L., Avdeeva C.M., Leibovici A.N., Tarasova N.V., Tarasova K.V. Electronic textbooks: Recommendation for development, implementation and use of interactive multimedia electronic textbooks of a new generation for the general education based on modern mobile electronic devices. The Federal Institute for Education Development, Moscow, 2013. 88 pp. (In Russ.)
[2] Martyushova Y.G. Scenario Approach to the Development and Use of Learning Management System in Universities. Psikhologicheskaya nauka i obrazovanie = Psychological Science and Education. 2017; 22(6):45-55. DOI: 10.17759/pse.2017220604. (In Russ., abstract in Eng.)
[3] Martjushova Y.G. Primenenie grafoorientirovannogo podhoda k konstruirovaniju jelektronnogo uchebnika [Application of a graph-oriented approach to the design of an electronic textbook]. Proceedings of the XII International Conference on Applied Mathematics and Mechanics in Aerospace industry (NPNJ'2018). MAI, Moscow, 2018, pp. 734-736. (In Russ.)
[4] Tagunova I.A. Some Aspects of Interdisciplinary Research in the Sphere of Education. Otechestvennaja i Zarubezhnaja Pedagogika. 2017; 1(6):27-41. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=32850715 (accessed 23.03.2019). (In Russ., abstract in Eng.)
[5] Osmolovskaya I.M. Development of Didactic Knowledge in Cross-Disciplinary Researches. Gumanitarnye Nauki i Obrazovanie = The Humanities and Education. 2018; 9(1):89-96. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=32741548 (accessed 23.03.2019). (In Russ., abstract in Eng.)
[6] Rasch G. Probabilistic models for some intelligence and attainment tests. Chicago: The University of Chicago Press, 1980. 199 pp.
[7] Naumov A.V., Inozemtsev A.O. The Algorithm for Generating the Individual Tasks in Distance Learning. Vestnik komp'iuternykh i informatsionnykh tekhnologii = Herald of computer and information technologies. 2013; 6:46-51. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=19113375 (accessed 23.03.2019). (In Russ., abstract in Eng.)
[8] Naumov A.V., Mkhitaryan G.A. On the problem of probabilistic optimization of time-limited testing. Automation and Remote Control. 2016; 77(9):1612-1621. (In Eng.) DOI: 10.1134/S0005117916090083
[9] Naumov A.V., Mhitarjan G.A., Cherygova E.E. O zadache kvantil'noj optimizaci ogranichennogo po vremeni testirovanija dlja odnogo pol'zovatelja [About the task of quantile optimization of time-limited testing for one user]. Proceedings of the XII International Conference on Applied Mathematics and Mechanics in Aerospace industry (NPNJ'2018). MAI, Moscow, 2018, pp. 736-738. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=35651981 (accessed 23.03.2019). (In Russ.)
[10] Kibzun A.I., Zharkov E.A. Two algorithms for estimating test complexity levels. Automation and Remote Control. 2017; 78(12):2165-2177. (In Eng.) DOI: 10.1134/S0005117917120050
[11] Naumov A.V., Mkhitaryan G.A., Rybalko A.A. Software set of intellectual support and security of LMS MAI CLASS.NET. Bulletin of the South Ural State University. Ser. Mathematical Modelling, Programming & Computer Software (Bulletin SUSU MMCS). 2016; 9(4):129-140. (In Eng.) DOI: 10.14529/mmp160412
[12] Kibzun A.I., Naumov A.V., Norkin V.I. On reducing a quantile optimization problem with discrete distribution to a mixed integer programming problem. Automation and Remote Control. 2013; 74(6):951-967. (In Eng.) DOI: 10.1134/S0005117913060064
[13] Naumov A.V., Ivanov S.V. On stochastic linear programming problems with the quantile criterion. Automation and Remote Control. 2011; 72(2):353-369. (In Eng.) DOI: 10.1134/S0005117911020123
[14] McConnell S. Code Complete: A Practical Handbook of Software Construction. Second Edition. Microsoft Press, 2004. 960 pp. (In Eng.)
[15] Alarcón R., Wilde E., Bellido J. Hypermedia-Driven RESTful Service Composition. In: Maximilien E.M., Rossi G., Yuan S.T., Ludwig H., Fantinato M. (Eds.) Service-Oriented Computing. ICSOC 2010. Lecture Notes in Computer Science. Springer, Berlin, Heidelberg. 2010; 6568:111-120. (In Eng.) DOI: 10.1007/978-3-642-19394-1_12
[16] Martyushova Y.G., Lykova N.M. Organization of Reflexive-evaluative Activity of University Students by Using the Learning Management System. Psychological-Educational Studies. 2018; 10(2):125-134. (In Russ., abstract in Eng.) DOI: 10.17759/psyedu.2018100211.
[17] Martiushova Ia.G., Meshcheryakov Ye.A., Mkhitaryan G.A. Organization of the automated rating control type in LMS MAI Class.net. Modern Information Technology and IT-education. Proceeding of scientific papers of the XII International Scientific and Practical Conference. V.A. Sukhomlin (Ed). 2017; 133-138. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=32661952 (accessed 23.03.2019). (In Russ., abstract in Eng.)
Опубликована
2019-07-25
Как цитировать
ZHARKOV, Evgeniy Aleksandrovich et al. Основные междисциплинарные аспекты разработки и программной реализации электронных учебников по техническим дисциплинам на примере СДО МАИ. Международный научный журнал «Современные информационные технологии и ИТ-образование», [S.l.], v. 15, n. 2, p. 507-515, july 2019. ISSN 2411-1473. Доступно на: <http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/539>. Дата доступа: 21 nov. 2019 doi: https://doi.org/10.25559/SITITO.15.201902.507-515.
Раздел
Образовательные ресурсы и лучшая практика ИТ-образования