В НГТУ НЭТИ разрабатывают информационную систему для обучения школьников математике

Студенты Новосибирского государственного технического университета НЭТИ создают информационную систему, ориентированную на репетиторов по математике. Особенность разработки — в сочетании адаптивного подхода, аналитики и активного участия педагога.

Разработка выполнена на базе студенческого конструкторского бюро «Робототехника и искусственный интеллект».

Как отмечает студентка 4 курса факультета автоматики и вычислительной техники НГТУ НЭТИ Елена Самойлова, в результате анализа существующих образовательных платформ было выявлено, что одни системы ориентированы на массовое обучение, другие — на управление курсами, а адаптивные решения часто ограничивают роль преподавателя. Актуальность разработки связана с необходимостью объединить адаптивное обучение, анализ результатов и активное участие учителя.

Система разрабатывалась как командный проект и включает несколько контуров: модули «Ученик» и «Учитель», административную часть и аналитику. В рамках проекта студент 4 курса факультета автоматики и вычислительной техники НГТУ НЭТИ Никита Лапин разрабатывал программный модуль «Учитель». Логика модуля строится как цепочка: ученик выполняет задания, результаты сохраняются в системе, серверная часть формирует аналитические показатели, а учитель использует их для корректировки обучения. В профиле отображаются данные преподавателя, а в журнале — список учеников, изучаемый ими материал и динамика текущей успеваемости. Из журнала учитель может перейти к карточке конкретного ученика. Раздел курсов позволяет создавать и редактировать курсы, уроки и учебные материалы, а раздел заданий отвечает за банк задач, фильтрацию, создание и редактирование заданий. 

«Основные страницы модуля «Ученик» позволяют обучающемуся открывать уроки, изучать материалы, выполнять домашние задания и видеть результаты обучения. Ответы на задания вводятся учеником в текстовом формате через поле ввода, после чего система проверяет их корректность и сохраняет результат в базу данных», — рассказала разработчик данного модуля Елена Самойлова.

Также реализован аналитический модуль, предназначенный для оценки уровня усвоения материала, отслеживания прогресса обучения, выявления слабых и сильных тем, формирования текстовых рекомендаций. Для расчета используются результаты решения задач, на основе которых система формирует первичные показатели (доля правильно решенных задач, скорость решения и динамика результата относительно предыдущей попытки). На их основе рассчитываются два интегральных показателя: уровень усвоения темы и индекс прогресса в виде линейного графика, который отражает общий уровень продвижения ученика в процессе обучения и позволяет оценить прогресс освоения изучаемых тем.

«Допустим, ученик решил задание с ошибками. После первой попытки ему предлагается повторить тему и выполнить дополнительные задания, а учителю система показывает, что тема требует повторного объяснения. После второй попытки, если все было успешно, рекомендации меняются: ученику сообщается, что материал успешно освоен, а учителю — что можно переходить к следующему разделу или повысить уровень сложности», — приводит пример работы аналитики Никита Лапин.

Система позволяет проходить курсы для 5–11 классов по различным темам математики, например, «Дроби», «Степени», «Уравнения», «Тригонометрия», а также может использоваться для подготовки к ОГЭ и ЕГЭ.

Удобство использования разработки в формировании индивидуальной траектории освоения учебного материала, подтверждает научный руководитель студентов, доцент кафедры вычислительной техники Ирина Яковина.

На этапе тестирования разработки были успешно проверены основные части модуля: учебные сценарии, интерфейс, серверные сервисы и аналитика. В будущем планируется добавить формирование плана обучения ученика — на основе выявления уровня подготовки система предложит учителю план обучения для создания курса, а также расширить рекомендации и добавить новые сценарии.

Источник: НГТУ НЭТИ