Министерство образования и науки Российской Федерации 
Институт ЮНЕСКО по информационным технологиям в образовании
Институт проблем информатики Российской Академии наук
Федеральный институт развития образования
Академия повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования
Автономная некоммерческая организация
«Информационные технологии в образовании»
Российский государственный гуманитарный университет
Международный институт новых образовательных технологий
III Международная научно-практическая конференция
«Инновации в информационных технологиях и образовании»
«ИТО-Москва-2014»
4 - 5 декабря 2014 года, г. Москва

ОРГАНИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ДОВУЗОВСКОЙ ПОДГОТОВКИ АБИТУРИЕНТОВ

Авторы: Соловьева Юлия Александровна 1, Кандидат технических наук, Доцент, Соловьева Анна Валерьевна 2, к.т.н.
1 ФГБОУ ВПО "Сибирский государственный индустриальный университет", 2 кафедра Информатики Сибирского госудрственного индустриального университета
В статье обоснована актуальность использования компьютерных моделей при организации управления системой довузовской подготовки абитуриентов технического вуза. Приводятся основные принципы построения модели индивидуальной траектории профессионального развития абитуриента. Рассмотрена обобщенная структура модели. Обоснован выбор методов и средств компьютерного моделирования для решения данного класса задач.

Компьютерное моделирование является одним из эффективных методов, который используется для исследования систем обучения, в том числе в рамках довузовской подготовки школьников к поступлению в вуз. Логичность и формализованность компьютерных моделей позволяет выявить основные факторы, определяющие свойства изучаемых объектов, исследовать изменение его параметров, прогнозировать динамику изменения интересующих параметров.

Концепция модели индивидуальной траектории профессионального развития абитуриента базируется на анализе организационно-функциональной системы довузовской подготовки как объекта исследования, идентификации его, разработки и реализации модели, обеспечивающей по результатам входной информации достижение выходных параметров, соответствующих цели управляющей системы [1].

К основным этапам данного компьютерного моделирования относятся:

  • определение цели моделирования: подготовка абитуриентов по уровню знаний, соответствующих требованиям государственного стандарта;
  • разработка концептуальной модели: определение входных данных, а так же рассмотрение основных показателей готовности абитуриента к освоению программ высшего профессионального образования;
  • формализация модели: разработка алгоритма построения индивидуальной траектории обучения абитуриента;
  • программная реализация модели: математическое моделирование процесса формирования готовности абитуриента к освоению программ высшего профессионального образования;
  • планирование модельных экспериментов: разработка сценариев развития абитуриента;
  • реализация эксперимента: имитационное моделирование различных вариантов развития абитуриента с использованием специализированных программных средств;
  • анализ результатов моделирования: формирование рекомендаций для успешного обучения абитуриента в вузе.

Основными входными информационными потоками модели являются: текущий уровень образовательной подготовки абитуриента, особенности индивидуальных личностных свойств, сфера его интересов.

На основе полученных данных формируется набор критериев и ограничений.

Целевая функция формируется путем анализа входной информации и байесовского подхода к формированию критериев. По результатам профдиагностического тестирования формируется список рекомендуемых профессий. Текущий профиль характеристик абитуриента сравнивается с идеальным профилем профессии и формируется перечень дополнительных образовательных и развивающих занятий с рекомендациями по формам, методам и средствам обучения и количеству часов по соответствующим темам. Концепция была обоснована в рамках системного подхода, который позволяет рассматривать довузовскую подготовку как совокупность взаимосвязанных подсистем.

В соответствии с поставленной целью можно выделить принципы моделирования:

  •  принцип осуществимости. Математическая модель должна обеспечивать достижение поставленной цели исследования за конечный промежуток времени и с вероятностью существенно отличной от нуля, то есть обеспечить прогнозирование дальнейшей траектории развития абитуриента.
  •  принцип множественности моделей. Математическая модель должна отражать в первую очередь те свойства моделируемой системы, которые влияют на выбранный показатель эффективности. К таким свойствам исследуемой системы можно отнести: неоднозначность показателей при выборе профессии.
  •  принцип агрегирования.Сложную систему можно представить в виде совокупности сфер деятельности, для адекватного (соответствие модели исследуемому объекту по свойствам, которые считаются существенными для исследования) математического описания которых оказываются пригодными некоторые математические схемы.

В качестве входных данных будем использовать:

  1. Результаты профориентации (коэффициенты ka– активности,
    kc– самостоятельная работа, kв - внимание, kзр – зрительная логика);
  2. Результаты ЕГЭ ( , где Р – количество предметов, T– количество тем по каждому из предметов);
  3. Ограничения (τ – возможный период обучения, V– частота посещения занятий, f– финансовая обеспеченность, V- возможность удаленного доступа к ресурсам образовательного процесса).

В ходе реализации модели и управления объектом результаты подготовки абитуриента должны быть не ниже показателей профиля профессии (Sр). Контроль освоения абитуриентом индивидуального учебного плана осуществляется путем проведения репетиционного ЕГЭ-тестирования, полученный в результате тестирования показатель абитуриента(Sa) сравнивается с показателем профиля профессии (Sp) на основе этого учебный план подвергается корректировке.

Исследуемая система (по числу состояний) является динамической, так как психологическое состояние и уровень знаний абитуриента находятся в постоянном изменении. По условиям переходов исследуемая система является стохастической, так как можно указать лишь множество возможных направлений развития абитуриента [2].

Выбор форм, методов и средств обучения осуществляется в соответствии с текущими характеристиками обучающегося (рисунок 1).

 

 

Рисунок 1 - Алгоритм образовательной подготовки абитуриента

В зависимости от ограничений и личностных особенностей абитуриента выбирается форма занятий. В соответствии с выбранной траекторией карьерного развития строится план продвижения учащегося. В случае необходимости осуществляется корректировка некоторых компетенций, подбор корректирующих образовательных и треннинговых развивающих программ.

Обязательным этапом является мониторинг за движением учащегося по профессиональной траектории и корректировка плана в случае необходимости.

В общем виде процесс подбора индивидуальной траектории можно представить в виде схемы (рисунок 2):

 

Рисунок 2 - Модель индивидуальной траектории профессионального развития абитуриента

 

Таким образом, для подготовки конкурентоспособного абитуриента, который сделал осознанный профессиональный выбор в соответствии со своими интересами, личностными склонностями и способностями, с высоким уровнем знаний по профильным дисциплинам, умеющего вести научно-практическую работу, адаптированного к условиям обучения в вузе и освоению программ высшего профессионального образования и устранения указанных недостатков, предлагается разработка интеллектуальной системы поддержки подготовки абитуриента на основе методологии объектно-когнитивного анализа. Основные функции системы – оценка соответствия индивидуальных склонностей и способностей профилю интересующих специальности, оценка качества образовательных процессов на основе предложенной методики критериев качества, поддержка принятия решений по продвижению по индивидуальной траектории профессионального развития, обеспечение обратной связи со средой потребителей образовательных услуг [3].

Основными модулями разрабатываемой системы являются онтологическое хранилище знаний и модуль формирования решений на основе онтологии. Для перехода от данных к знаниям используется интеллектуальный анализ данных, в результате которого получаем набор профилей профессий, классы объектов образований. Знания хранилища регулярно пополняются новыми требованиями к знаниям абитуриентов, которые поступают в систему управления со стороны новых федеральных государственных образовательных стандартов третьего поколения средней школы (ФГОС), новых направлений подготовки и специальностей. Результатами объектно-когнитивного анализа являются формальные описания отношений между абстрагированными понятиями и сущностями, являющимися базовыми понятиями предметной области (когнитивными элементами) в терминах объектно-ориентированного тезауруса. В соответствие с предложенной методикой начальным этапом разработки системы является моделирование компетентностных профилей выбранных специальностей и направлений подготовки. Затем проводится моделирование образовательного процесса. На следующем этапе осуществляется формирование моделей представления знаний и синтез алгоритмов принятия решений с использованием хранилища знаний [4].

При моделировании интеллектуальной системы поддержки подготовки абитуриента (ИСППА) предлагается использование объектно-ориентированного подхода к моделированию профилей специальности и учебного процесса, который базируется на анализе требований к абитуриентам, формируемых на основе регламентирующих и дидактических материалов, потребностей рынка труда конкретного региона и уровня знаний специалистов конкретных предметных областей. Моделирование предполагается проводить на языке UML (Unified modeling language) в среде Rational Rose.

В соответствие с методологией объектно-ориентированного анализа и проектирования первым этапом является анализ требований, который подразумевает выделение процессов и требований, и их формулировку в виде прецедентов. Внешние требования к знаниям и умениям абитуриентов формируются на основе требований вузов. Внутренние требования представлены требованиям государственного образовательного стандарта средней школы. В модели требований каждый учебный модуль соединяется с соответствующей дисциплиной.

На основе объектно-когнитивного анализа предметной области необходимо разработать комплекс объектно-ориентированных моделей структуры и динамики функционирования информационной системы поддержки принятия решений, для реализации которого выбрана среда программирования C# с возможностью реализации защищенного удаленного доступа к системе.

Список использованных источников
  1. Соловьева Ю.А. Основы формирования готовности учащихся к освоению программ высшего профессионального образования / Ю.А. Соловьева // Новые технологии: Материалы X Международной научно-практической конференции (27 января 2012 г.): Сборник научных трудов / Под науч. ред. д.пед.н., проф. И.А. Рудаковой. – М.: Изд-во «Спутник+», 2012. – с 248-251.
  2. Соловьева Ю.А. Качество подготовки абитуриентов в системе довузовской подготовки: опыт регионального технического вуза. / Ю.А. Соловьева // Профессионализация личности в образовательных институтах и практической деятельности: теоретические и прикладные проблемы социологии и психологии труда и профессионального образования: материалы II международной научно-практической конференции 10-11 февраля 2013г. – Прага: «Социосфера», 2013.-c. 19-23
  3. Разработка программного комплекса для многоуровневой системы подготовки абитуриентов./ Ю.А. Соловьева, А.В.Соловьева, Л.Д.Павлова //«Телематика’2013»: материалы XX Всероссийской научно-методической конференции. – Санкт-Петербург, СПбГУ ИТМО, 2013. – С.268-272
  4. Соловьева Ю.А. Разработка комплекса проблемно-ориентированных программ для численного моделирования многоуровневой системы подготовки абитуриентов. / Ю.А. Соловьева, А.В.Соловьева, Л.Д.Павлова // «Телематика’2014»: материалы XXI Всероссийской научно-методической конференции. – Санкт-Петербург, СПбГУ ИТМО, 2014.
Вид представления доклада  Публикация
Уровень  Высшее профессиональное образование
Ключевые слова  Довузовская подготовка, организация управления, абитуриент компьютерное моделирование, траектория профессионального развития

В статусе «Черновик» Вы можете производить с тезисами любые действия.

В статусе «Отправлено в Оргкомитет» тезисы проходят проверку в Оргкомитете. Статус «Черновик» может быть возвращен тезисам либо если есть замечания рецензента, либо тезисы превышают требуемый объем, либо по запросу участника.

В статусе «Рекомендован к публикации» тезис публикуется на сайте. Статус «Черновик» может быть возвращен либо по запросу участника, либо при неоплате публикации, если она предусмотрена, либо если тезисы превышают требуемый объем.

Статус «Опубликован» означает, что издана бумажная версия тезиса и тезис изменить нельзя. В некоторых крайне редких ситуацих участник может договориться с Оргкомитетом о переводе тезисов в статус «Черновик».

Статус «Отклонен» означает, что по ряду причин, которые указаны в комментариях к тезису, Оргкомитет не может принять тезисы к публикации. Из отклоненных тезис в «Черновики» может вернуть только Председатель программного или председатель оргкомитета.