Метод та програмне забезпечення розподілу навчального навантаження учня з урахуванням індивідуального графіку

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorЛісовиченко, Олег Іванович
dc.contributor.authorКурильченко, Кирило Олегович
dc.date.accessioned2026-04-02T10:56:51Z
dc.date.available2026-04-02T10:56:51Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractРозмір пояснювальної записки – 114 аркушів, містить 14 ілюстрацій, 29 таблиць, 3 додатки, 21 посилання на джерела. Актуальність теми. У роботі розглянуто проблему планування індивідуального навчального навантаження студента за наявності великої кількості завдань з різними дедлайнами, тривалістю та обмеженим доступним часом. Показано, що поширені інструменти (календарі, списки завдань, трекери завдань, LMS) здебільшого лише фіксують дедлайни й нагадують про них, але не забезпечують автоматизоване побудову збалансованого розкладу з урахуванням добового ліміту навантаження, ризику зриву дедлайнів та нерівномірності роботи протягом семестру. Виявлено потребу в розробленні методу та програмного забезпечення, яке формує індивідуальний розклад навчальних завдань студента як результат оптимізаційної задачі з ресурсними обмеженнями. Мета: Покращення ефективності планування навчального процесу студента. Об’єктом дослідження є процеси планування та організації індивідуальної навчальної діяльності студента. Предметом дослідження є методи розподілу навчального навантаження між днями та архітектура програмного рішення/засобу. Для реалізації поставленої мети сформульовані наступні завдання: – Проаналізувати проблему нерівномірного навчального навантаження студента та обмеження існуючих інструментів планування. – Формалізувати задачу розподілу навчального навантаження як задачу побудови індивідуального розкладу з урахуванням дедлайнів, тривалості завдань і доступних годин студента. – Розробити метод автоматизованого планування розкладу, який: розбиває великі завдання на часові блоки, розподіляє ці блоки по днях до дедлайнів без перевищення ліміту навантаження на день. – Реалізувати програмний засіб системи планування навчального навантаження з інтерфейсом користувача. – Проаналізувати отримані результати. Наукова новизна роботи полягає у розробці методу розподілу навчального навантаження, який поєднує модифікований алгоритм EDD з введенням ефективного дедлайну (дедлайн мінус буфер), добовими обмеженнями на кількість годин та дробленням завдань на блоки, а також у використанні спеціалізованої локальної оптимізації для згладжування добового навантаження. Додатково запропоновано систему метрик оцінки якості індивідуального розкладу (максимальне навантаження, кількість перевантажених і «пікових» днів, дисперсія навантаження, завдання в зоні ризику), орієнтовану на комфортність та стійкість навчального процесу. Практичне значення отриманих результатів полягає в тому, що: – розроблено вебзастосунок – програмний засіб планування навчального навантаження студента, який реалізує запропонований метод, надає зручний інтерфейс для введення завдань, параметрів графіка доступності та візуалізації побудованого розкладу; - реалізований програмний засіб може бути використаний окремим студентом для щоденного планування індивідуальної навчальної діяльності, а також потенційно інтегрований як модуль до існуючих систем підтримки навчального процесу (LMS, календарні сервіси, EdTech-платформи); – застосунок може бути використаний у навчальному процесі як демонстраційний приклад застосування методів теорії розкладів, евристичних алгоритмів та веб-технологій у прикладній задачі планування навчальної діяльності. Зв’язок з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась на кафедрі інформатики та програмної інженерії Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського". Апробація. Наукові положення дисертації пройшли апробацію на IX Міжнародній науково-практичній конференції молодих вчених та студентів «Інженерія програмного забезпечення і передові інформаційні технології» (SoftTech-2025).
dc.description.abstractotherExplanatory note size – 114 pages, contains 14 figures, 29 tables, 3 appendices, 21 references. Topicality. The thesis addresses the problem of planning an individual student’s study load in the presence of a large number of tasks with different deadlines, durations and limited available time. It is shown that widely used tools (calendars, to-do lists, task trackers, LMS) mostly just record deadlines and send reminders, but do not provide automated construction of a balanced schedule that takes into account the daily workload limit, the risk of missing deadlines and the uneven distribution of work throughout the semester. This reveals the need for a method and software system that generates an individual schedule of a student’s study tasks as the solution of a resource-constrained optimisation problem. Aim. To improve the efficiency of planning a student’s learning process. Object of research. The processes of planning and organising an individual student’s learning activities. Subject of research. Methods of distributing the student’s study load between days and the architecture of the software solution/tool that implements such methods. To achieve this aim, the following tasks were formulated: – to analyse the problem of uneven student study load and the limitations of existing planning tools; – to formalise the study-load distribution problem as the problem of constructing an individual schedule that takes into account task deadlines, durations and the student’s available hours; – to develop a method for automated schedule construction that splits large tasks into time blocks and allocates these blocks to days before their deadlines without exceeding the daily workload limit; – to implement a software tool for planning the student’s study load with a user interface; – to analyse the obtained results. Scientific novelty. The scientific novelty of the thesis lies in the development of a study-load distribution method that combines a modified EDD algorithm with the introduction of an effective deadline (deadline minus buffer), daily constraints on the number of hours and splitting tasks into blocks, as well as in the use of a specialised local optimisation procedure to smooth the daily workload. In addition, a system of metrics for evaluating the quality of an individual schedule is proposed (maximum workload, number of overloaded and “peak” days, workload variance, tasks in the risk zone), focused on the comfort and robustness of the learning process. Practical significance. The practical value of the obtained results is as follows: – a web application – a software tool for planning a student’s study load – has been developed; it implements the proposed method and provides a convenient interface for entering tasks, availability parameters and visualising the resulting schedule; – the implemented software tool can be used by an individual student for daily planning of personal learning activities, and can potentially be integrated as a module into existing educational support systems (LMS, calendar services, EdTech platforms); – the application can be used in the educational process as a demonstrational example of applying scheduling theory, heuristic algorithms and web technologies to a practical study-planning task. Relationship with scientific programs, plans and topics. The work was carried out at the Department of Computer Science and Software Engineering of the National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”. Approbation. The scientific results of the thesis were approbated at the IX International Scientific and Practical Conference of Young Scientists and Students “Software Engineering and Advanced Information Technologies” (SoftTech-2025).
dc.format.extent164 с.
dc.identifier.citationКурильченко, К.О. Метод та програмне забезпечення розподілу навчального навантаження учня з урахуванням індивідуального графіку : магістерська дис. : 121 Інженерія програмного забезпечення / Курильченко Кирило Олегович. - Київ, 2025. - 164 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/79934
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectпланування навчального навантаження
dc.subjectіндивідуальний розклад
dc.subjectdeadline
dc.subjectEDD
dc.subjectлокальна оптимізація
dc.subjecthill climbing
dc.subjectвебзастосунок
dc.subjectEdTech
dc.subjectstudy load planning
dc.subjectindividual schedule
dc.subjectlocal optimisation
dc.subjectweb application
dc.subject.udc004.421.2, 004.4:519.8:378
dc.titleМетод та програмне забезпечення розподілу навчального навантаження учня з урахуванням індивідуального графіку
dc.title.alternativeMethod and Software for Automated Balancing a Student’s Academic Load with Respect to Individual Schedule Constraints
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Kurylchenko_magistr.pdf
Розмір:
4.8 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ІПІ)
Магістерські роботи