Проєкт інформаційної системи інклюзивної освітньої платформи з елементами доповненої реальності та штучного інтелекту
Автор: Бамбурова Юліана Андріївна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Управління ІТ проектами
Інститут: Інститут комп'ютерних наук та інформаційних технологій
Форма навчання: заочна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Інклюзивна освіта – це система навчання, що створює умови для рівноправного доступу до якісної освіти для всіх учнів, зокрема тих, які мають фізичні, розумові, соціальні або емоційні особливості. Вона є частиною глобального руху за права людини та соціальну рівність, активно підтримуваного міжнародними організаціями, зокрема ООН та ЮНЕСКО. Мета інклюзивної освіти — створити навчальне середовище, яке адаптує методики та інструменти для забезпечення комфортних умов для кожного учня. Підходи до інклюзії передбачають залучення всіх учнів до єдиного навчального процесу з можливістю персоналізації, яка враховує різні потреби та особливості. Для цього активно використовуються сучасні технології, такі як штучний інтелект (ШІ) та доповнена реальність (ДР), що забезпечують доступність, зручність, а також мотивацію до навчання. Проблематика доступу до інклюзивної освіти залишається актуальною в багатьох країнах, і різні системи освіти мають свої підходи. Зокрема, у Канаді, США та країнах Скандинавії інклюзивна освіта є важливою частиною державних освітніх політик. Існують численні технологічні рішення, що підтримують інклюзивне навчання. Наприклад, система Proloquo2Go забезпечує комунікацію для учнів з мовленнєвими порушеннями за допомогою символів та тексту. В Україні також спостерігається зростання зацікавленості у впровадженні інклюзивних освітніх програм, зокрема через створення інклюзивно-ресурсних центрів, які надають підтримку учням з особливими освітніми потребами. Проте попри значний прогрес, існують труднощі з доступністю спеціального обладнання, методичних матеріалів та програмного забезпечення. EqualiEducated – проєкт для інклюзивної освіти, яка використовує ці технології, щоб створити адаптивне середовище навчання. Мета EqualiEducated – допомогти школам і освітнім установам надавати доступне та ефективне навчання для всіх учнів, надаючи додаткові можливості для учнів з особливими освітніми потребами. Застосування елементів доповненої реальності дозволяє візуалізувати складні теми, що особливо важливо для дітей, які потребують індивідуальних підходів у навчанні, а технології штучного інтелекту допомагають налаштувати навчальний процес відповідно до рівня знань, швидкості засвоєння матеріалу та особливостей кожного учня. Навчальна система надає ряд функціональних можливостей, зокрема управління учнівськими акаунтами, організацію та моніторинг навчальних курсів, формування, модифікацію та контроль тестувань, виконання тестових завдань, проходження навчальних модулів, відслідковування прогресу учнів та надання підтримки через інтегрований чат з штучним інтелектом. Об’єкт дослідження. Процес організації інклюзивного навчання з використанням технологій доповненої реальності та штучного інтелекту для підвищення доступності та ефективності освітнього середовища. Предмет дослідження. Предметом розробки є методи та засоби впровадження цих технологій у рамках створення інтерактивного освітнього середовища, яке сприятиме кращому засвоєнню матеріалу та адаптації учнів до сучасного технологічного середовища. Мета дослідження. Метою даного проекту є розробка та впровадження навчальної системи EqualiEducated, що використовує елементи доповненої реальності та штучного інтелекту для створення інклюзивного навчального середовища. У цьому контексті розроблятимуться не лише технічні рішення, необхідні для функціонування системи, а й спеціальний педагогічний контент та ресурси, спрямовані на підтримку всіх учасників навчального процесу. Структура системи EqualiEducated складається з низки функціональних модулів, кожен з яких реалізує окремий аспект освітнього процесу: ? Модуль реєстрації та управління користувачами дозволяє викладачам створювати облікові записи для учнів, налаштовувати профілі, а також слідкувати за активністю. ? Модуль управління курсами та навчальними матеріалами забезпечує можливість додавати, редагувати та структурувати навчальні матеріали. ? Контроль виконання тестувань дозволяє проводити перевірку знань, генерувати звіти про виконання завдань, а також аналізувати індивідуальний прогрес. ? Модуль доповненої реальності дозволяє інтегрувати інтерактивні 3D-елементи до навчальних курсів, що робить процес навчання захопливим та наочним. Результати дослідження. Досягнення поставленої мети забезпечило виконання наступних завдань: 1. Вивчено предметну область та проаналізовано актуальні дослідження. 2. Здійснено системний аналіз та оцінку існуючих аналогів систем інклюзивної освіти та виділення їхніх переваг та недоліків. 3. Сформульовано вимоги до програмних компонентів системи. 4. Розроблено концептуальні моделі компонентів системи та розроблені архітектурні рішення. 5. Створено прототип системи та проведено його тестування. 6. Заплановано подальші кроки впровадження та розвитку системи. При розробці системи було застосовано низку сучасних технологій. Вибір інструментів обумовлено необхідністю забезпечення гнучкості, інтеграційних можливостей та високої продуктивності системи. Серверна частина системи створена на базі Java з використанням Spring Boot, що забезпечує стабільну роботу сервісів та легку інтеграцію з базою даних PostgreSQL. Клієнтська частина реалізована за допомогою Angular та TypeScript, які дозволяють створювати інтерактивний та адаптивний інтерфейс користувача. Для реалізації функцій доповненої реальності використовується AR.js, а для забезпечення штучного інтелекту — бібліотеки OpenAI. Для перевірки ефективності системи було проведено тестування, яке показало, що EqualiEducated відповідає основним вимогам щодо надійності, зручності у використанні та функціональності. Система забезпечує безпеку даних користувачів, а також зручний інтерфейс для учнів з різними можливостями. Тестування також підтвердило, що основні функції, зокрема реєстрація, управління курсами, контроль виконання завдань і застосування доповненої реальності, працюють без збоїв. Важливим досягненням є можливість персоналізованої адаптації контенту, що сприяє більш ефективному засвоєнню матеріалу. Подальший розвиток системи передбачає розширення функціональності, зокрема планується додати інтеграцію з іншими освітніми платформами, розробку мобільних додатків та покращення можливостей індивідуальної адаптації завдяки використанню штучного інтелекту. Також розглядаються варіанти впровадження гейміфікації для підвищення мотивації учнів. EqualiEducated сприятиме розвитку інклюзивної освіти в Україні та інших країнах, допомагаючи зробити навчання доступнішим і зручнішим для дітей з різними потребами. Інклюзивна система, що поєднує інноваційні технології, дозволяє створити середовище, яке адаптується до кожного учня та надає рівні можливості для їхнього навчання і розвитку. Проект сприятиме соціальній інтеграції учнів з особливими потребами, покращуючи їхню взаємодію з однолітками та підтримуючи формування рівноправного суспільства. Ключові слова – інклюзивна освіта, доповнена реальність, штучний інтелект, адаптивне навчання, EqualiEducated. Перелік використаних літературних джерел. 1. Андерсон, В., & Ларсон, К. (2018). Технології інклюзивної освіти: Посібник для викладачів та адміністраторів. Київ: Освіта України. 2. Smith, J., & Miller, R. (2015). Inclusive Education: Approaches and Techniques. New York: Academic Press. 3. Соколова, Н., & Козлова, А. (2019). Сучасні методи навчання для учнів з особливими потребами. Харків: Центр педагогічної літератури. 4. Brown, C., & Taylor, D. (2020). Assistive Technology in Inclusive Classrooms: A Practical Guide. Chicago: University Press. 5. Романенко, В., & Лавров, О. (2021). Доповнена реальність у навчальному процесі. Львів: Світ знань.