MATHEMATICAL STRUCTURES AND TOOLS FOR ANTHROPOCENTRIC DISPATCHING IN HIGHER EDUCATION INSTITUTIONS

Олег Олександрович Ситнік, Олександр Валерійович Вдовітченко

Abstract


The article investigates mathematical models and algorithmic tools for anthropocentric dispatching of the educational process in higher education institutions. The limitations of traditional approaches to scheduling, which focus exclusively on resource optimization without considering the human factor, are analyzed. It is established that classical dispatching algorithms lead to the creation of technically optimal but psychologically uncomfortable schedules that negatively affect the quality of the educational process.

The concept of anthropocentric dispatching is proposed, which places human needs at the center of the schedule optimization process. Mathematical structures for formal description of anthropocentric criteria have been developed: a model of comfort for educational process participants, functions of psychological load for teachers and students, metrics of cognitive learning efficiency. A multi-criteria optimization model based on fuzzy set theory and genetic algorithms is presented.

The architecture of an anthropocentric dispatching software tool is described in detail, including a behavioral pattern analysis module, a machine learning system for predicting optimal schedules, and an adaptive visualization interface. Experimental testing at NAU "KhAI" showed an increase in satisfaction of educational process participants by 42%, a reduction in cognitive load by 35%, and an improvement in academic performance by 18% compared to traditional dispatching methods.


Keywords


anthropocentric dispatching, multi-criteria optimization, fuzzy sets, genetic algorithms, cognitive load, mathematical modeling, machine learning.

References


Ягупов В. В. Методологічні підходи до розбудови єдиного відкритого інформаційного простору професійної освіти в закладі вищої освіти / В. В. Ягупов // Forum-SOIS, 2024: Розбудова єдиного відкритого інформаційного простору освіти впродовж життя : зб. матеріалів 6-го Міжнар. наук.-практ. WEBфоруму / Нілан-ЛТД. – Вінниця, 2024. – Вип. 5. – С. 75–78, https://doi.org/10.33407/lib.NAES.740977.

Биков В. Ю. Цифрова трансформація суспільства і розвиток комп'ю¬терно-технологічної платформи освіти і науки України / В. Ю. Биков // Інфор-маційно-цифровий освітній простір України: трансформаційні процеси і перспек¬тиви розвитку : матеріали методологічного семінару НАПН України, 4 квітня 2019 р. – 2019. – С. 5–18, https://lib.iitta.gov.ua/718692/.

Пилипчук А. Єдиний інформаційний простір системи освіти України: структура і параметри / А. Пилипчук // Інформаційні технології і засоби навчання. – 2009. – Т. 9, № 1, http://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/view/12/4.

Karpliuk S. O. Огляд функціональних можливостей програмного забез-печення для управління освітнім процесом закладу вищої освіти / S. O. Karpliuk, T. A. Vakaliuk // Інформаційні технології і засоби навчання. – 2018. – Т. 65. – С. 262–276, https://doi.org/10.33407/itlt.v65i3.1961.

Данилишина К. Структура інформаційного освітнього середовища та використання його у підготовці майбутніх педагогів професійного навчання / К. Данилишина // Відкрите освітнє е-середовище сучасного університету. – 2019. – Спецвип. – С. 63–76, https://doi.org/10.28925/2414-0325.2019s6.

Voloshinov S. Realities and prospects of distance learning at higher education institutions of Ukraine / S. Voloshinov, V. Kruglyk, V. Osadchyi, K. Osadcha, S. Symonenko // Ukr. J. Educ. Stud. Inf. Technol. – 2020. – Vol. 8. – P. 1–16, https://doi.org/10.32919/uesit.2020.01.01.

Zvavahera P. The use of information and communication technology in supervising open and distance learning PhD students / P. Zvavahera, F. Masimba // Ukr. J. Educ. Stud. Inf. Technol. – 2019. – Vol. 7, № 3. – P. 32–41, https://doi.org/10.32919/uesit.2019.03.04.

Bali M. Framing open educational practices from a social justice perspective / M. Bali, C. Cronin, R. S. Jhangiani // J. Interact. Media Educ. – 2020. – P. 1–12, https://doi.org/10.5334/jime.565.

Kovalenko O. Modern Electronic Educational Technologies in the Process of E-Learning / O. Kovalenko, I. Hontarenko // Educ. Chall. – 2023. – Vol. 28. – P. 98 112, https://doi.org/10.34142/2709-7986.2023.28.1.08.

Ягупов В. В. Ціннісно-мотиваційний компонент професійної компе-тентності фахівців: методологічний аспект / В. В. Ягупов // Вісник Національного університету оборони України. – 2022. – Т. 6, № 64. – С. 207–219, https://doi.org/10.33099/2617-6858-2022-70-6-207-219.

Яремчук Н. Шляхи формування віртуального освітнього простору закладу вищої освіти / Н. Яремчук, Н. Сениця // Вісник Львівського університету. Серія педагогічна. – 2021. – Т. 35. – С. 227–235, https://doi.org/10.30970/

vpe.2021.35.11329.

Otto D. Trends and Gaps in Empirical Research on Open Educational Resources (OER): A Systematic Mapping of the Literature from 2015 to 2019 / D. Otto, N. Schroeder, D. Diekmann, P. Sander // Contemp. Educ. Technol. – 2021. – Vol. 13, № 4. – P. ep325, https://doi.org/10.30935/cedtech/11145.

Polianovskyi H. Utilization of Information Technologies in Higher Education / H. Polianovskyi, T. Zatonatska, I. Liutyi // 2019 IEEE Int. Conf. on Advanced Trends in Information Theory (ATIT). – Ukraine : IEEE, 2019. – P. 349–354, https://doi.org/10.1109/atit49449.2019.9030449.

Zulaiha D. Students' perception toward the use of open educational resources to improve writing skills / D. Zulaiha, Y. Triana // Stud. Engl. Lang. Educ. – 2023. – Vol. 10, № 1. – P. 174–196, https://doi.org/10.24815/siele.v10i1.25797.

Lazorko O. The Safety of Professionalization Subjects in Psychological and Neuropsychological Aspects / O. Lazorko, V. Zhanna, V. Yahupov, O. Valchuk-Orkusha, I. Melnyk, M. Sherman // BRAIN. Broad Res. Artif. Intell. Neurosci. – 2021. – Vol. 12, № 1. – P. 19–39, https://doi.org/10.18662/brain/12.1/168.




DOI: https://doi.org/10.32620/oikit.2025.105.17

Refbacks

  • There are currently no refbacks.