USE OF ONTOLOGY IN INFORMATION SYSTEM TO ASSIST IN THE FORMATION OF AN INDIVIDUAL EDUCATIONAL TRAJECTORY OF STUDENTS
ВИКОРИСТАННЯ ОНТОЛОГІЇ В ІНФОРМАЦІЙНІЙ СИСТЕМІ ДЛЯ ДОПОМОГИ У ФОРМУВАННІ ІНДИВІДУАЛЬНОЇ ОСВІТНЬОЇ ТРАЄКТОРІЇ СТУДЕНТІВ
Сторінки: 9-17. Номер: №1, 2023 (319) 
Автори:
DUBAS Yurii
Lviv Polytechnic National University
https://orcid.org/0000-0002-9847-7661
e-mail: blabla304@gmail.com
KUNANETS Nataliia
Lviv Polytechnic National University
https://orcid.org/0000-0003-3007-2462
e-mail: nek.lviv@gmail.com
ДУБАС Юрій
Національний університет «Львівська політехніка»
КУНАНЕЦЬ Наталія
Національний університет «Львівська політехніка»
DOI: https://doi.org/10.31891/2307-5732-2023-317-1-9-17
Анотація англійською мовою
This work examines the problem of individual educational trajectory in Ukraine. During research, it was found that this issue is considered mainly from a theoretical aspect, which results in the lack of effective and convenient tools for practical implementations to solve the problem. The analysis of existing methods and means of solving the problem has been carried out. The results of the analysis indicate that the implemented information systems partially satisfy the needs of students in the formation of an individual trajectory.
Objective. Develop an information system model to help in the formation of an individual educational trajectory for students of higher educational institutions, taking into account the needs of leading IT companies and students’ inclinations. Aiding students in the formation of an IET is based on a set of recommendations formed based on student preferences.
Method. To solve the problem information system model was developed, which uses two main modules to operate. First module allows its user to pass a career guidance test and second module provide the semantic algorithm to determine disciplines best suited for user based on his professional inclinations. Levenstein’s algorithm using ontology was chosen as a semantic algorithm.
Results. During research information system was developed which allows students to receive recommendation for formation of individual educational trajectory. Conducted experiments with random input data had shown the system is fully functional and performing its task. All operational aspects of the system are presented in this work using UML diagrams.
Conclusions. Forming recommendations for an individual educational trajectory is a complex process that requires a significant amount of resources. The use of information technologies allows to simplify this process, and the development of an information system – to automate it and make it accessible. The implementation of the information system model made it possible to understand all the subtleties of the process of forming recommendations and ensure their accuracy. The operation of the information system was ensured by the use of two modules to determine the user’s professional orientation and search for the appropriate discipline. The process of finding a discipline that will match the professional inclination of the user is based on work with semantics, for which the ontology was used. The use of ontology in the process of determining semantic proximity using the Levenshtein algorithm made it possible to obtain semantic units that are as close as possible to the student’s professional inclinations and ensure the most accurate result when formulating recommendations.
Keywords: individual educational trajectory, information system, ontology, levenshtein distance.
Розширена анотація
У цій роботі розглядається проблема індивідуальної освітньої траєкторії в Україні. Під час дослідження було виявлено, що це питання розглядається переважно з теоретичного аспекту, що призводить до відсутності ефективних та зручних інструментів для практичної реалізації вирішення проблеми. Проведено аналіз існуючих методів і засобів вирішення проблеми. Результати аналізу свідчать про те, що впроваджені інформаційні системи частково задовольняють потреби студентів у формуванні індивідуальної траєкторії.
Мета. Розробити модель інформаційної системи для формування індивідуальної освітньої траєкторії студентів вищих навчальних закладів з урахуванням потреб провідних ІТ-компаній та нахилів студентів. Допомога студентам у формуванні IET базується на наборі рекомендацій, сформованих на основі вподобань студентів.
метод. Для вирішення поставленої задачі розроблено модель інформаційної системи, яка використовує для роботи два основних модулі. Перший модуль дозволяє користувачеві пройти профорієнтаційний тест, а другий модуль забезпечує семантичний алгоритм визначення дисциплін, які найкраще підходять користувачеві з урахуванням його професійних нахилів. В якості семантичного алгоритму обрано алгоритм Левенштейна з використанням онтології.
Результати. У ході дослідження розроблено інформаційну систему, яка дозволяє студентам отримувати рекомендації щодо формування індивідуальної освітньої траєкторії. Проведені експерименти з випадковими вхідними даними показали, що система повністю працездатна і виконує поставлене завдання. Усі робочі аспекти системи представлені в цій роботі за допомогою діаграм UML.
Висновки. Формування рекомендацій щодо індивідуальної освітньої траєкторії – складний процес, що потребує значних ресурсів. Використання інформаційних технологій дозволяє спростити цей процес, а розробка інформаційної системи – автоматизувати його та зробити доступним. Впровадження моделі інформаційної системи дозволило зрозуміти всі тонкощі процесу формування рекомендацій та забезпечити їх точність. Функціонування інформаційної системи забезпечувалося використанням двох модулів визначення професійної спрямованості користувача та пошуку відповідної дисципліни. Процес пошуку дисципліни, яка відповідатиме професійним ухилам користувача, базується на роботі із семантикою, для чого використовувалася онтологія. Використання онтології в процесі визначення семантичної близькості за допомогою алгоритму Левенштейна дозволило отримати семантичні одиниці, які максимально наближені до професійних нахилів студента та забезпечують максимально точний результат при формулюванні рекомендацій.
Ключові слова: індивідуальна освітня траєкторія, інформаційна система, онтологія, відстань Левенштейна.
