Дипломная работа на тему "ТЮМГУ | Разработка адаптивной обучающей системы для дисциплины «программирование и основы алгоритмизации»"

Работа на тему: Разработка адаптивной обучающей системы для дисциплины «программирование и основы алгоритмизации»
Оценка: хорошо.
Оригинальность работы на момент публикации 50+% на антиплагиат.ру.
Ниже прилагаю все данные для покупки.
https://studentu24.ru/list/suppliers/Anastasiya1---1326

Описание работы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ИНСТИТУТ МАТЕМАТИКИ И КО№IЬЮТЕРНЫХ НАУК
Кафедра программного обеспечения

РЕКОМЕНДОВАНО К ЗАЩИТЕ В ГЭК

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
бакалаврская работа
РАЗРАБОТКА АДАПТИВНОЙ ОБУЧАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ДИСЦИПЛИНЫ «ПРОГРАММИРОВАНИЕ И ОСНОВЫ АЛГОРИТМИЗАЦИИ»

02.03.03 Математическое обеспечение и администрирование информационных систем
Профиль «Технологии программирования и анализа больших данных»

Тюмень 2023

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ПОДХОДОВ К ПОСТРОЕНИЮ АДАПТИВНЫХ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ 6
1.1. ПРЕДМЕТНАЯ ОБЛАСТЬ 6
1.2. СУЩЕСТВУЮЩИЕ МЕТОДЫ И ПОДХОДЫ К АДАПТИВНОМУ ОБУЧЕНИЮ 7
1.3. СУЩЕСТВУЮЩИЕ АНАЛОГИ 8
1.4. ФОРМАЛЬНАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 10
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ 12
2.1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ 12
2.1.1. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ И КЛЮЧЕВЫЕ ТРЕБОВАНИЯ 12
2.1.2. ОПИСАНИЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИХ ТРЕБОВАНИЙ 12
2.1.3. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ 13
2.1.4. НЕФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ 18
2.1.5. ТРЕБОВАНИЯ К БАЗЕ ДАННЫХ 18
2.2. ВЫБОР СТЕКА ТЕХНОЛОГИЙ 19
2.3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АРХИТЕКТУРЫ 20
2.4. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 23
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА 25
3.1. БАЗА ДАННЫХ 25
3.2. РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА ПОДБОРА ЗАДАНИЙ 28
3.3. РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА ПОИСКА ПРОБЛЕМНЫХ ТЕМ 33
3.4. РАЗРАБОТКА БЭКЕНДА ВЕБ-ПРИЛОЖЕНИЯ 35
3.5. РЕАЛИЗАЦИЯ МОДУЛЯ ПРОВЕРКИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО КОДА .37 3.6. РАЗРАБОТКА ФРОНТЕНДА ВЕБ-ПРИЛОЖЕНИЯ 40
3.7. РАЗВЕРТЫВАНИЕ СИСТЕМЫ 46
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ 49
4.1. ПРОВЕДЕНИЕ ТЕСТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ 49
4.1.1. ПОДГОТОВКА К ТЕСТИРОВАНИЮ 49
4.1.2. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕСТИРОВАНИЯ 50
4.1.3. ВЫВОДЫ 52
4.2. ПРОВЕДЕНИЕ СИМУЛЯЦИИ АЛГОРИТМА 53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 56
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 58
ПРИЛОЖЕНИЯ 1-11 60

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в Тюменском Государственном Университете активно применяется новая и современная система обучения студентов, которая основана на индивидуальной образовательной траектории. Эта система позволяет студентам с различных направлений обучения изучать множество дисциплин вместе. Такая практика способствует расширению кругозора студентов и предоставляет им возможность самостоятельно определить, что они хотят изучать и на каком уровне им необходимы определенные дисциплины. Однако, в такой системе могут возникать определенные проблемы.
Когда столько студентов изучают один курс, неизбежно возникают ситуации, когда даже внутри одной группы, объединенной по уровню знаний, студенты проходят материал с разной скоростью. Разные люди могут иметь разный темп освоения одних и тех же тем или в целом проходить обучение по- разному.
Чтобы решить эту проблему, необходимо адаптировать и настраивать курс под каждого студента в режиме реального времени. Поскольку такая задача не может быть выполнена вручную преподавателем, учитывая большое количество студентов, планируется использовать программное решение для этой цели.
Цель данной работы состоит в разработке адаптивной обучающей системы для курса «Программирование и основы алгоритмизации», которая будет сопровождаться преподавателем. Это означает, что курс можно будет использовать различными способами, включая полностью автономное обучение, где студенты получают всю необходимую информацию из системы и оцениваются только по результатам работы в ней, или использование курса как дополнение к очным лекциям, практическим занятиям и контрольным работам. Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач. Во- первых, требуется создать сам курс, то есть наполнить банк заданий теорией и практикой, прикрепить к каждой теме необходимые для изучения материалы,
написать тесты к заданиям с кодом.

Во-вторых, необходимо спроектировать и создать базу данных, которая будет хранить информацию о студентах, их прогрессе, а также материалы курса и задания.
Третьей задачей является разработка алгоритма подбора заданий, который будет учитывать уровень знаний каждого студента и предлагать соответствующие задания для их выполнения. Это позволит студентам работать в индивидуальном темпе.
Кроме того, необходимо разработать алгоритм поиска проблемных тем, который будет анализировать успеваемость студентов и выявлять те области материала, в которых они испытывают затруднения. Это позволит системе рекомендовать студентам повторить определенный материал, а преподавателям уделить особое внимание нужным темам при проведении дополнительных занятий или объяснении материала.
Для проверки программных решений, предлагаемых студентами, необходимо разработать модуль проверки пользовательского кода. Он должен быть способен запускать код на входных данных и тестах и возвращать результат в виде консольного вывода или успешности прохождения тестов.
Кроме того, требуется разработать бэкенд веб-приложения, который будет обеспечивать взаимодействие с базой данных, а также предоставлять функциональность для управления курсом и отслеживания прогресса студентов. Наконец, необходимо разработать фронтенд веб-приложения, который будет представлять пользовательский интерфейс для студентов и преподавателей. Он должен быть интуитивно понятным, удобным в использовании и обладать достаточной функциональностью для доступа к
материалам курса, выполнения заданий и отслеживания прогресса.
Однако, перед началом работы необходимо точно определить предметную область. Это позволит учесть все особенности и требования, связанные с курсом
«Программирование и основы алгоритмизации», и создать необходимый
конечный продукт, который будет наиболее эффективно соответствовать потребностям студентов и преподавателей.

Для успешной подготовки и защиты выпускной квалификационной работы использовались средства и методы физической культуры и спорта с целью поддержания должного уровня физической подготовленности, обеспечивающую высокую умственную и физическую работоспособность. В режим рабочего дня включались различные формы организации занятий физической культурой (физкультпаузы, физкультминутки, занятия избранным видом спорта) с целью профилактики утомления, появления хронических заболеваний и нормализации деятельности различных систем организма.
В рамках подготовки к защите выпускной квалификационной работы
авторами созданы и поддерживались безопасные условия жизнедеятельности, учитывающие возможность возникновении чрезвычайных ситуаций.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кречетов И.А., Романенко В.В. Реализация методов адаптивного обучения
// Вопросы образования. – 2020. – № 2. – C. 252–277.
2. Кречетов И.А., Романенко В.В. Об одном алгоритме адаптивного обучения на основе кривой забывания // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2017. – № 1. – C. 75–80.
3. Сумин В.И., Кравченко А.С., Рябинин В.В. Адаптивное тестирование. Логические модели Раша и Бирнбаума // Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2009. – № 6. – C. 200–202.
4. Тагирова Л.Ф. Разработка адаптивной обучающей системы технической дисциплины // Программные продукты и системы. – 2022. – № 4. – C. 781– 783.
5. Fletcher J., Kulik J. Effectiveness of Intelligent Tutoring Systems: A Meta- Analytic Review // Review of Educational Research. – 2015. – № 1. – C. 53.
6. Moltudal S., Hoydal K., Krumsvik R. Glimpses Into Real-Life Introduction of Adaptive Learning Technology: A Mixed Methods Research Approach to Personalised Pupil Learning // Designs for Learning. – 2020. – № 1.
7. Pugliese L. Adaptive Learning Systems: Surviving the Storm // EDUCAUSE Review: [сайт]. 2016. 6 окт.
8. Trends and development in technology-enhanced adaptive/personalized learning: A systematic review of journal publications from 2007 to 2017 / Xie H., Chu H.C., Hwang G.J., Wang C.C. // Computers & Education. – 2019. – № 140.
9. The Review of the Adaptive Learning Systems for the Formation of Individual Educational Trajectory / Osadcha K., Osadchyi V., Semerikov S. [и др.] // ICT in Education, Research and Industrial Applications. Integration, Harmonization and Knowledge Transfer. – 2020. – № 2. – C. 10.
10. Документация Django.
11. Документация FastAPI.
12. Документация Celery.
13. Документация Redis.
14. Документация PostgreSQL.
15. Документация Bootstrap 5.
16. Документация Jinja2.
17. Документация Nginx.
18. Документация Gunicorn.