Ανάπτυξη εξατομικευμένου εκπαιδευτικού λογισμικού με χρήση τεχνητής νοημοσύνης και ανάλυσης δεδομένων

Abstract

Η παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή εστιάζει στην ανάπτυξη ενός ευφυούς εκπαιδευτικού λογισμικού που αξιοποιεί τεχνικές τεχνητής νοημοσύνης και ανάλυσης δεδομένων για την παροχή εξατομικευμένης μάθησης στον προγραμματισμό. Στόχος της εργασίας είναι η δημιουργία ενός συστήματος που προσαρμόζεται στο επίπεδο, τις δεξιότητες και την πρόοδο του κάθε χρήστη, προσφέροντας ασκήσεις και ανατροφοδότηση ειδικά σχεδιασμένες για τις ανάγκες του. Η μελέτη ξεκινά με θεωρητική επισκόπηση των Προσωποποιημένων Μαθησιακών Περιβαλλόντων και των Μεγάλων Γλωσσικών Μοντέλων (LLMs), με έμφαση στο μοντέλο LLaMA, το οποίο αξιοποιήθηκε στην υλοποίηση του συστήματος. Στη συνέχεια, παρουσιάζεται η τεχνική αρχιτεκτονική της εφαρμογής, που βασίζεται σε Flask backend, React frontend, SQLite βάση δεδομένων και FAISS index για την ανάκτηση συναφούς εκπαιδευτικού περιεχομένου. Για την εκτίμηση της δυσκολίας των ασκήσεων, χρησιμοποιείται η ανάλυση πολυπλοκότητας κώδικα μέσω του εργαλείου Radon, ενώ η εξατομίκευση βασίζεται σε επίπεδα γνώσης ανά θεματική ενότητα. Το προτεινόμενο σύστημα υποστηρίζει τη δημιουργία, αξιολόγηση και προσαρμογή ασκήσεων σε πραγματικό χρόνο, με στόχο να ενισχύσει τη μαθησιακή αυτονομία και την κατανόηση των εννοιών του προγραμματισμού. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η αξιοποίηση των LLMs, σε συνδυασμό με τεχνικές ανάκτησης και ανάλυσης δεδομένων, μπορεί να οδηγήσει σε πιο αποδοτικά και ευέλικτα περιβάλλοντα μάθησης, συμβάλλοντας ουσιαστικά στην εξέλιξη της εξατομικευμένης εκπαίδευσης.