WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

Единицей информационных учебных ресурсов предложено считать дидактическую единицу (ДЕ), т.е., определенную порцию знаний, имеющую семантическую однозначность, выраженную в виде словосочетания, предложения или группы предложений, определяющих ее смысл. Для того чтобы определить ДЕ, необходимо семантически выразить порцию знаний в виде законченной лексической конструкции.

В отличие от существующих подходов дидактическая единица рассматривается как информационный ресурс, потребляемый и преобразуемый в процессе цикла обучения. В диссертационной работе обосновывается, что дидактическая единица обладает признаками информационного ресурса, которые могут иметь количественное выражение, и особенностями информационного ресурса, такими как многократность воспроизводства и эффект повторного производства знаний.

Выделены признаки ДЕ, как единицы информационного ресурса:

  1. Дидактическая единица несет определенную массу информации, характеризующую ее вклад в общую массу знаний, которые должен получить обучаемый в течение всего срока обучения для овладения компетенцией.
  2. Дидактическая единица имеет определенный ранг. Предлагается определять ранг ДЕ как базовый, промежуточный опорный (зависимый) и конечный. Данное определение учитывает модульный принцип логики изложения учебного материала в течение всего срока обучения.
  3. Статус ДЕ. Мера статуса является количественной мерой вычисления статуса. Статус определяет место дидактической единицы в иерархической структуре учебного материала.
  4. Дидактическая единица бывает фиксированной и назначенной.
  5. Дидактическая единица имеет признак принадлежности учебной дисциплине, а выбор ДЕ имеет однозначный характер, т.е. ДЕ может быть информационным ресурсом только одной структурной единицы.

В работе предложен подход к измерению массы ДЕ по следующей формуле

, (1)

где - плотность ДЕ.

Показано, что измерение массы ДЕ необходимо осуществлять в количестве дидактических единиц m =[de].

Объем ДЕ (Vde) – это количество нормативных единиц, необходимых для изучения учебного материала, входящего в ДЕ. Ее объем может измеряться в единицах времени, например, аудиторных часах. В принципе, если ввести иную меру нормативных единиц, например, кредитов, то объем будет измеряться в этих единицах. Таким образом, характеристика объема ДЕ является универсальной с точки зрения соотношения единиц измерения, что позволяет считать предложенный способ универсальным для любого подхода к формированию УП.

Плотность ДЕ характеризует связь ДЕ между собой в логической цепочке дисциплин. Если соблюдена логика изложения учебного материала, то плотность зависимой ДЕ увеличивается на величину по сравнению с опорной ДЕ. За эталонную единицу плотности учебного материала примем плотность базовой единицы. Физический смысл плотности ДЕ выражается через систему единиц измерения:

. (2)

Плотность ДЕ, как мера расширения базовой совокупности знаний, определяет, сколько ДЕ приходится на единицу времени при изучении учебного материала в рамках одной дисциплины, учебного курса или всего срока обучения. Чем дальше она находится в логической цепочке, тем выше ее плотность и эта плотность содержит предыдущий базовый материал. Таким образом, чтобы учесть приращение плотности ДЕ необходимо составить логическую цепочку взаимосвязи между элементами и учесть ее место в этой последовательности, а также определить количество ДЕ, которые предшествуют рассматриваемой ДЕ в процессе обучения и увеличивают ее плотность.

В диссертационной работе предлагается рассматривать дисциплину как элементарную структурную единицу, обладающую определенными свойствами, которая играет системообразующую роль в синтезе УП. Основная особенность данной структурной единицы – потреблять информационные ресурсы, сходные по признакам семантической принадлежности и свойственные данной структурной единице.

Предложена структурная модель УП, отличительной особенностью которой является представление в качестве его структурной единицы - учебной дисциплины (учебного курса), как ресурсного класса, объединяющего информационные ресурсы, сходные по общим признакам. Важной особенностью предложенного подхода является процедура оптимизации структуры УП в зависимости от внешних требований, условий и ограничений.

Для выбора критерия оптимальности предлагается использовать известную модель < Ц, Ф, С, К, О >, где Ц - цель системы; Ф - ее функция; С - структура реализации функции; К - компоновка элементов Ц, Ф, С в соответствующем пространстве; О - организация процедуры управления синтезом УП. Для определения целедостижения выбран агрегированный критерий оптимальности, учитывающий несколько локальных критериев, а именно логику изложения учебного материала и равномерность его распределения по временным этапам обучения, максимальным значением которого является идеальная масса знаний, навыков и умений в виде профессиональных компетенций, как результата преобразования информационных ресурсов. Предложена формула расчета идеальной массы, что является отличительной особенностью предлагаемой методики формирования УП в виде решения двух задач, а именно, задач выбора и распределения информационных ресурсов. Задача выбора сводится к назначению информационных ресурсов в ресурсный класс по сходным признакам и вычисление количественных значений этих признаков. Задача распределения сводится к равномерному распределению структурных элементов УП в зависимости от заданных условий и ограничений, при контроле ЛПР оптимальности формирования УП на каждом шаге синтеза в соответствии с критерием оптимальности. Отличительной особенностью оценки оптимальности формирования УП является расчет меры удаленности от показателя идеальной массы учебного материала, оптимальным считается УП, масса учебного материала которого в виде информационных ресурсов на каждом шаге синтеза соответствует значению идеальной массы или наиболее близок к ней. Значение отклонения выбирается ЛПР и таким образом, от его решения зависит точность результата. Обобщенная схема процедуры оптимального формирования УП представлена на рисунке 3.

Рисунок 3  схема процедуры оптимального формирования УП

В третьей главе описаны методы, методики и алгоритмы реализации выбора и распределения информационных ресурсов при оптимальном формировании УП с учетом внешних требований.

Этап выбора связан с формированием модели предметной области и построении на ее основе модели специалиста. Предложенная в работе модель специалиста может служить информационной основой для реализации выбора информационных ресурсов при формировании УП, а именно, перечень всех информационных ресурсов, необходимых для формирования УП, определение их ранга, в виде базовых и конечных элементов. Основной смысл предложенной методики составления модели специалиста – это обобщение внешних требований со стороны промышленности (экономики), выраженных в виде профессиональных компетенций конкретной деятельности на основе жизненного цикла продукта экономической деятельности (товара или услуги, информационной технологии).

Дидактическая модель формирования требований к УП представлена на рисунке 4.

Обобщение и формулировка внешних требований дает исходную информацию для формирования УП в виде управляющих рекомендаций:

- набора профессиональных компетенций, которые являются результирующим обобщением выбора и распределения информационных ресурсов;

- базовых предметных знаний, необходимых для начала обучения по моделируемой специальности;

- набора информационных ресурсов, составляющих логическую цепочку вида: базовые знания информационные ресурсыпрофессиональные компетенции;

- условий формирования УП, диктуемых индивидуальными предпочтениями студентов и уровнем профессиональных компетенций;

- ограничений на формирование УП, вытекающих из условий.

Рисунок 4  дидактическая модель формирования требований к УП

Получив множество информационных ресурсов на основе сформированной модели специалиста, необходимо определить количественные значения признаков информационных ресурсов, определение предложено проводить по следующему алгоритму:

1. Определение признака принадлежности ресурсному классу, дисциплине (учебному курсу) в соответствии со структурной схемой УП (сфера ответственности экспертного совета высшего учебного заведения или нормативов регламентирующих органов). Далее расчет ведется относительно количественных значений ресурсного класса как совокупности ресурсных единиц. Дисциплина становится элементом УП.

2. Формирование логических цепочек связи элементов УП, которые составляются на основе проведения экспертизы парного сравнения между элементами. Разработана методика и алгоритм полного и частичного парного сравнения элементов. Доказано, что данный подход оптимален в условиях проведения экспертизы для больших количеств парных сравнений. Методика и алгоритм экспертизы ориентированы на использование автоматизированной процедуры проведения экспертизы. В результате формируется матрица парного сравнения элементов, представляющая собой матрицу D размерностью nn, где rij – значения, выражающие результат экспертного сравнения, а n- количество сравниваемых элементов.

3. Определение количественных значений статуса элементов УП, как величины, учитывающей место элемента в логической цепочке, на основе предложенного алгоритма расчета транзитивных логических цепочек. Для определения статуса элемента необходимо оптимизировать длину логической цепочки элементов за счет контроля отсутствия транзитивных замыканий и выбора максимального пути из всех полученных путей в матрице D и рассчитать количество связей, которые поставляют информацию данному элементу. Количество связей выражается в величине, именуемой полустепенью исхода в теории графов. Таким образом, статус определяется по формуле:

, (3)

где ur – уровень элемента в иерархии, -полустепень исхода:

o(di ) =, (4)

где o(di ) – полустепень исхода, rij- элемент матрицы парных сравнений, di – элемент сравнения.

Для расчета плотности элемента предложен подход, основанный на учете полустепени захода и статуса элемента:

, (5)

где - полустепень захода, величина, характеризующая количество входящих в элемент связей:

в(di ) =, (6)

Масса элемента в конечном виде выражается следующей формулой:

, (7)

где - плотность базового элемента УП; - приращение плотности элемента УП; - объем элемента УП.

4. Определение идеальной массы учебного материала с учетом всех ранее проведенных расчетов:

, (8)

где - идеальная масса учебного материала; - масса i-го элемента; N – количество элементов УП.

Этап распределения информационных ресурсов связан с расположением в структуре УП ресурсных классов оптимальным образом по дискретным периодам обучения. Условия и ограничения при формировании УП задаются ЛПР. Предложена математическая модель учета условий и ограничений.

В соответствии с заданными условиями и ограничениями синтезируется конкретный УП методом динамического программирования с возможностью реккурентного комбинаторного выбора методом бектрекинга. Отличие предлагаемого подхода заключается в совокупности применяемых методов, комбинация которых дает возможность принятия решения на каждом этапе формирования учебного плана. Количество этапов связано с количеством периодов расчета и ЛПР имеет возможность выбора наиболее оптимального варианта из всех возможных в соответствии со следующим принципом: сформировать УП так, чтобы:

, (9)

где i-номер периода, а, k-количество периодов, mk масса элементов всех периодов, mA – масса А-го варианта элементов, mmax – идеальная масса, рассчитанная на этапе выбора информационных ресурсов. Формула

, (10)

выражает принцип распределения нарастания массы, которое определено в соответствии с законом арифметической прогрессии.

Таким образом начинать вычисления нужно с первого периода. Эта процедура сводит одну многошаговую задачу ко многим одношаговым задачам. Для этого используем m0 для вычисления как оптимального плана на один период, так и для вычисления m следующего периода.

Следовательно, решение задачи сводится к нахождению

, (11)

где - масса А-го варианта элементов на i-ом периоде, - масса элементов для выбранного А-го варианта предыдущего периода, при i1.

В заключение третьей главы приводится обобщение рассмотренных методов и алгоритмов, как средства структуризации и параметрического представления информации, необходимой ЛПР для принятия решения по формированию УП.

Схема процедуры принятия решения при управлении формированием УП представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 – схема процедуры принятия решения при управлении формированием учебного плана

На рисунке 6 приведен алгоритм распределения элементов УП, соответствующих пятому этапу принятия решения ЛПР, представленному на рисунке 5.

Рисунок 6  алгоритм распределения элементов учебного плана, соответствующих шестому этапу принятия решения ЛПР

Алгоритм определяет действия ЛПР на этапе распределения ресурсов при формировании УП с возможностью осуществления контроля достижения максимально возможного результата при оценке массы учебного материала на конкретном этапе формирования и принятие решения при выборе допустимого варианта из всех возможных альтернативных решений. В случае отсутствия возможности выбора осуществляется возврат на предыдущий этап и изменение начальных условий синтеза УП.

В четвертой главе на основе предложенных в работе моделей, методов и алгоритмов разработана структура проблемно-ориентированной системы формирования УП, в виде инструментального средства поддержки принятия управленческого решения, состоящая из информационной компоненты, представляющей базу данных, пользовательского интерфейса и программного модульного обеспечения. Предложен и обоснован аппаратный комплекс средств реализации проблемно - ориентированной системы формирования УП, отличительной особенностью которой является наличие постоянной и

переменной компонент базы данных, которые содержат справочную и расчетную (вариативную) информацию, что позволяет ЛПР формировать УП в течение времени с возможностью сохранения промежуточной информации, возможностью возврата на предыдущие этапы и коррекции результатов в зависимости от изменения условий, ограничений и предпочтений ЛПР. Приведен пример формирования учебного плана на примере специальности 230201 «Информационные системы и технологии».

Основные результаты диссертационной работы:

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»