Автоматизированное управление процессом формирования индивидуализированных траекторий обучения студента в высшем учебном заведении тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.10, кандидат технических наук Аль-Шаеби Рашид Али Ахмед

• Аль-Шаеби Рашид Али Ахмед
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Аль-Шаеби Рашид Али Ахмед

Введение.

1 Обзор и анализ современной системы высшего профессионального образования России. Постановка задач исследования.

1.1 Обзор образовательного процесса в ВУЗе. Современность и международные тенденции.

1.1.1 Содержание образовательного процесса ВУЗа.

1.1.2 Болонский процесс и его влияние на систему образования.

1.1.2.1 Основные понятия и задачи введения Болонского процесса.

1.1.2.2 Кредитная система.

1.1.2.3 Основные проблемы введения системы кредитов в зарубежных вузах.

1.1.2.4 Основные проблемы введения системы зачетных единиц (СЗЕ) в России.

1.2 Анализ опыта внедрения системы зачетных единиц и кредитно-модульной систем^образования.

1.2.1 Учебные планы, ГОСы и система зачетных единиц.

1.2.2 Исследование российского опыта применения системы зачетных единиц.

1.2.2.1 Кредитно-мо дульное построение образовательной программы в ФГБОУ ВПО Академия народного хозяйства при Правительстве Российской Федерации.

1.2.2.2 Кредитно-модульное построения программ высшего профессионального образования в ГОУ ВПО Челябинский государственный университет.

1.2.2.3 Организация учебного процесса на экологическом факультета РУДН с использованием КМС.

1.2.2.4 Соотношение обязательных дисциплин и дисциплин по выбору.

1.2.2.5 Организация контроля знаний и системы оценивания.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизированное управление процессом формирования индивидуализированных траекторий обучения студента в высшем учебном заведении»

В сентябре 2003 года на Берлинской конференции Россия присоединилась к Болонскому процессу - движению, целью которого является создание единого образовательного пространства. Признание результатов обучения позволяет студентам проходить часть своего обучения в вузах других стран.

Предложения, рассматриваемые в рамках Болонского процесса, сводятся, в частности, к введению кредитно-модульной структуры образования.

Кредитно-модульная структура образования - это модель организации учебного процесса, основывающаяся на единстве модульных технологий обучения и зачётных кредитов ECTS (European Credit Transfer System -Европейская система взаимозачётов кредитов), как единиц измерения учебной нагрузки студента.

Применение в высшей школе системы зачётных единиц открывает возможность позитивного преобразования учебного процесса в целях:

- индивидуально-ориентированной организации учебного процесса, предоставляющей студентам возможность составления индивидуальных учебных планов, свободного определения последовательности освоения дисциплин, самостоятельного составления личных семестровых расписаний учебных занятий;

- стимулирующей балльно-рейтинговой системы оценки результатов учебной деятельности студентов;

- формирования и постоянного развития учебных планов, программ и стандартов содержания образования;

- предоставление преподавателям академических свобод, в том числе, права свободного выбора методики обучения;

- экономических расчётов размера платы за обучение и заработной платы преподавателей.

Кредитно-модульную систему называют также нелинейной организацией учебного процесса. Нелинейная система обучения - способ организации учебного процесса, при котором обучающиеся имеют 5 возможность индивидуально планировать последовательность образовательного процесса.

Таким образом, введение кредитов и модулей учебных дисциплин позволяет студентам учиться по индивидуальным планам, самостоятельно выстраивая свою образовательную траекторию; позволяет студентам проходить часть своего обучения в вузах других стран. И, несомненно, моделирование индивидуальной траектории образования является неотъемлемой и важной частью учебного процесса. Целью диссертационной работы является:

Повышение эффективности индивидуально-ориентированной организации учебного процесса с учётом профессиональных предпочтений студента. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- исследовать Европейскую систему образования подготовки магистров и бакалавров, Европейскую систему взаимозачётов кредитов, российскую систему подготовки бакалавров, специалистов и магистров, особенности учебных планов при ФГОС 3;

- разработать методику автоматизированного управления процессом формирования индивидуализированных траекторий образования студентов;

- разработать модели объектов предметной области;

- создать автоматизированную систему моделирования индивидуальных траекторий образования студентов;

- разработать подсистему поддержки принятия решения для студентов при моделировании индивидуальной траектории обучения.

Объект исследований. Главным объектом исследования диссертационной работы является сложная социально-экономическая система организации учебного процесса в высшем учебном заведении профессионального образования Российской Федерации.

Предмет исследований. Предметом исследования является процесс формирования индивидуализированных учебных программ. Методы исследований. Для решения поставленных задач использованы методы функционального и структурного анализа, инфологического моделирования, системного анализа, методы принятия решений, методы экспертной оценки, математического моделирования.

Научная новизна результатов, полученных в диссертации, заключается в следующем:

Разработана инвариантная относительно специальности методика автоматизированного управления процессом формирования индивидуализированных траекторий подготовки при системе зачетных единиц, отличающаяся от известных тем, что в ее рамках впервые представлены:

- концептуальная модель учебного процесса в вузе при системе зачетных единиц, которая наглядно отражает изменения в учебном процессе, связанные с переходом от Российской системы высшего профессионального образования к ФГОС 3;

- функциональные модели автоматизированного управления процессом формирования учебных планов при системе зачетных единиц (СЗЕ);

- информационные модели объектов предметной области, обобщенные критерии их оценки и ограничения;

- модель системы поддержки принятия решения при формировании индивидуальной траектории обучения с учетом личных предпочтений студента.

Практическая ценность. На основе разработанных математических моделей учебных планов при системе зачетных единиц, методики автоматизированного управления процессом формирования индивидуализированных траекторий обучения студента, разработанной модели системы поддержки принятия решений, концептуальной и функциональной моделей учебного процесса в вузе создана автоматизированная система, которая обеспечивает студентам возможность моделировать свои индивидуальные траектории образования при кредитно-модульной системе образования, учитывая при этом свои профессиональные навыки и предпочтения. Согласно проведенным испытаниям время составления индивидуального учебного плана с использованием автоматизированной системы «Моделирование траектории обучения студента» сократилось в среднем на 32,5% по сравнению с ручным методом формирования. Сроки формирования групп студентов на дисциплины по выбору сократились в среднем на 27% по сравнению с аналогичными автоматизированными системами. Имеется 2 акта внедрения и приема в опытную эксплуатацию методики и программного продукта. Получено Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2012611747 от 12.03.12. На защиту выносятся следующие положения:

- Модели учебного процесса в ВУЗе при СЗЕ;

- Методика автоматизированного управления процессом формирования индивидуализированных траекторий обучения студента при системе зачетных единиц;

- Информационные модели объектов предметной области;

- Система поддержки принятия решений при формировании индивидуальной траектории обучения с учетом личных предпочтений студента.

Апробация работы. Отдельные материалы, входящие в диссертацию обсуждались на VI всерос. науч.-практ. конф. «Инновационные технологии в обучении и производстве» (г. Камышин), XXXVIII междунар. конф. «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе ПН-БЕ'11» (Украина, Крым, Ялта-Гурзуф), междунар. науч.-практ. конф. «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте» (Украина, г.Одесса), Конгрессе по интеллектуальным системам и информационным технологиям "18&1Т 11" (п. Дивноморское), междунар. науч.-практ. конф. «Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий. Инфо-2011» (г. Сочи), междунар. науч.-практ. конф. Т01Ж-ХХ1: модернизация образования в туризме и академическая мобильность - международный опыт» (г. Астрахань, 1-2 ноября 2011 г.) Структура и содержание работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы из 72 наименований, 4 приложений, изложена на 114 машинописных страницах, содержит 23 рисунка и 6 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Управление в социальных и экономических системах», Аль-Шаеби Рашид Али Ахмед

4.8 Основные результаты и выводы к Главе 4

По результатам тестирования СППР в ВУЗах сокращение времени формирования индивидуальных учебных планов, исходя из профессиональных предпочтений студентов, составило: ВолгГТУ - 44,44%, ВГАУ - 28 %, ВолГУ

25%, а сокращение времени на формирование групп студентов для изучения дисциплин по выбору на факультетах ВолгГТУ: ФЭВТ - 16,67%, ФЭУ

28,57%,ФПИК - 36.36% (рис. 22).

Формирование индивидуальных учебных планов

Формирование групп для изучения дисциплин по выбору

2,5 5

Вручную СППР

АС "Деканат" АС МТОС

ВолгГТУ ВГАУ ВУЗ

Волгу

ФЭВТ ФЭУ ФПИК факультет

Рисунок 23 - Диаграммы временных затрат

Заключение

На данный момент система образования в России претерпевает значительные изменения, которые связаны с присоединением нашей страны к Болонскому процессу.

Одно из положений Болонской декларации предполагает внедрение европейской системы зачетных единиц трудоемкости для поддержки крупномасштабной студенческой мобильности (система кредитов). За основу предлагается принять ЕСТ8, сделав ее накопительной системой, способной работать в рамках концепции «обучение в течение всей жизни».

Целью применения в высшей школе системы зачётных единиц является индивидуально-ориентированная организация учебного процесса, предоставляющая студентам возможность составления индивидуальных учебных планов, свободного определения последовательности освоения дисциплин, самостоятельного составления личных семестровых расписаний учебных занятий.

Таким образом, возникла потребность в предоставлении студентам возможности моделировать свои индивидуальные траектории обучения. Для повышения качества подготовки к профессиональной деятельности необходимо не только обучать знаниям, формировать умения и навыки будущего специалиста, но и учитывать профессиональные предпочтения студентов. Профессиональные предпочтения являются признаком ярко выраженной склонности к виду деятельности, свидетельствуют о наличие способностей. Поэтому при формировании индивидуального учебного плана желательно учитывать и профессиональные предпочтения студента, так как в этом случае его обучение будет проходить значительно легче, интереснее и результативнее.

Чтобы решить указанную выше проблему, предлагается автоматизировать процесс моделирования индивидуальной модульной траектории обучения студента с учетом его профессиональных предпочтений.

В ходе выполнения работы были достигнуты следующие результаты:

1) Концептуальная модель учебного процесса в вузе при системе зачетных единиц, которая наглядно отражает изменения в учебном процессе, связанные с переходом от Российской системы высшего профессионального образования к ФГОС 3;

2) Инвариантная относительно специальности методика автоматизированного управления процессом формирования индивидуализированных траекторий подготовки студента ВУЗа;

3) Модели семестра, дисциплин, преподавателей, учебных планов, которые унифицируют процесс составления учебных планов в соответствии со стандартом, позволяют контролировать количество зачетных единиц, набранных студентом;

4) Обобщённые критерии оценки трудоёмкостей дисциплин, базовых и индивидуальных учебных планов, правила определения учебной нагрузки преподавателей;

5) Система поддержки принятия решений студентом при составлении им своего индивидуального учебного плана и алгоритм её функционирования;

6) Автоматизированная система «Моделирование траектории обучения студента», прошедшая испытания на специальностях «Журналистика», «Системы автоматизированного проектирования», «Информатика и вычислительная техника», «Информационные системы в экономике» и других.

Научная новизна результатов, полученных в диссертации, заключается в следующем:

Разработана инвариантная относительно специальности методика автоматизированного управления процессом формирования индивидуализированных траекторий подготовки при системе зачетных единиц, отличающаяся от известных тем, что в ее рамках впервые представлены:

- концептуальная модель учебного процесса в вузе при системе зачетных единиц, которая наглядно отражает изменения в учебном процессе, связанные с переходом от Российской системы высшего профессионального образования к ФГОС 3;

- функциональные модели автоматизированного управления процессом формирования учебных планов при СЗЕ;

- информационные модели объектов предметной области, обобщенные критерии их оценки и ограничения;

- модель системы поддержки принятия решения при формировании индивидуальной траектории обучения с учетом личных предпочтений студента.

Практическая ценность результатов работы

На основе разработанных математических моделей учебных планов при системе зачетных единиц (СЗЕ), методики автоматизированного управления процессом формирования индивидуализированных траекторий обучения студента, разработанной модели системы поддержки принятия решений, концептуальной и функциональной моделей учебного процесса в вузе создана автоматизированная система, которая обеспечивает студентам возможность моделировать свои индивидуальные траектории образования при кредитно-модульной системе образования, учитывая при этом свои профессиональные навыки и предпочтения. Согласно проведенным испытаниям время составления индивидуального учебного плана с использованием АС «Моделирование траектории обучения студента» сократилось в среднем на 32,5% по сравнению с ручным методом формирования. Сроки формирования групп студентов на дисциплины по выбору сократились в среднем на 27% по сравнению с аналогичными автоматизированными системами. Имеется 2 акта внедрения и приема в опытную эксплуатацию методики и программного продукта. Получено Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2012611747 от 12.03.12.

Перспективы использования и развития

Перед внедрением целесообразным является информационное наполнение баз данных об образовательных учреждениях, существующих образовательных модулях, а так же о студентах. Такое наполнение необходимо по одному разу для каждого образовательного учреждения. После внедрения база данных будет меняться путем внесения изменений в уже существующие образовательные объекты, либо путем добавления новых образовательных модулей.

Наиболее актуальны следующие основные направления развития:

1) установление и поддержка взаимодействия с зарубежными ВУЗами;

2) разработка подсистемы оптимизации образовательных программ.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Аль-Шаеби Рашид Али Ахмед, 2012 год

1. Атанов, Г.А. Обучение и искусственный интеллект или основы современной дидактики высшей школы Электронный ресурс. / Г.А. Атанов.2007. Режим доступа: http://www.e-biblioteka.org/ resursai/OTO2004205 .pdf

2. Атанов, Г.А. Моделирование учебной предметной области, или предметная модель обучаемого Электронный ресурс. / Г. А. Атанов. 2007. - Режим доступа: http://www.dlab.kiev.ua/TLLL2001/abstract/Atanovt.doc

3. Брусиловский, П. Адаптивные и интеллектуальные технологии для сетевого обучения Электронный ресурс. / П. Брусиловский. 2008. - Режим доступа: http://referats.allbest.ru/psychology/2124.html

4. Буль, Е. Е. Обзор моделей студента для компьютерных систем обучения Электронный ресурс. / Е. Е. Буль. 2009. - Режим доступа: http://korunb.nlr.ru/queryinfo.php?queryID-256&print=l

5. Велижско, Н. Б. Кредитно-модульная система. Электронный ресурс. / Н. Б. Велижско 2007. - Режим доступа: http://sk.edu3000.ru/gazetes/arhiwnomr07/soder807/Velichko.htm

6. Гаврилова, Т.А. Базы знаний интеллектуальных систем / Т.А. Гаврилова, В. Ф. Хорошевский. СПб.: Питер, 2000. - 334 с.

7. Новиков, A.M. О структуре теории образования. /Новиков A.M.// Педагогика. 2005. - № 7. - С. 18-23.

8. Задача составления учебного плана по специальности. Формальная постановка и методы решения определения Электронный ресурс. 2008. -Режим доступа: http://nit.miem.edu.ru/cgi-bin/article?id=214

9. Иевенко, M.B. Использование встроенных методик ERP-решений при внедрении системы «Университет» Электронный ресурс. / М. В. Иевенко. -[2007]. Режим доступа: http://www.umj.ru/index.php/pub/inside/412

10. Зайцева, J1. Методы и модели адаптации к учащимся в системах компьютерного обучения Электронный ресурс. / JI. Зайцева. 2008. - Режим доступа: http://tm.ifmo.ru/tm2003/db/doc/getthes.php?id=: 129

11. Изучение и введение системы зачетных единиц (ECTS) как инструмента академической мобильности Электронный ресурс. 2009. -Режим доступа: http://rc.edu.ru/bp/Directions/ECTS/ Report ECTS,doe

12. Информационно-аналитическая система контроля качества планирования учебного процесса в вузе Электронный ресурс. 2007. -Режим доступа: http://www.stq.ru/stq/adetail.php?ID=5736

13. Интеграция России в Болонский процесс Электронный ресурс. 2008. -Режим доступа: http://www.prof.msu.ru/publ/book6/c6605.htm

14. Каркуленко, Н. Г. Технология реализации компетентностного подхода в системе бизнес-образования Электронный ресурс. / Н. Г. Каракуленко.2007. Режим доступа: http://www.disserr.ru/contents/109495.html

15. Качественное образование: требования XXI века Электронный ресурс.2008. Режим доступа: http://www.zn.ua

16. Общие требования к основной образовательной программе по направлению подготовки дипломированного специалиста «Информатика и вычислительная техника» Электронный ресурс. 2008. - Режим доступа: http://avt.miem.edu.ru/Standart/2301 .html

17. Организационные основы системы образования: нормативно-правовые основы деятельности преподавателя в ВУЗе Электронный ресурс. 2007. -Режим доступа: http://www.sia.spbu.ru/soderz/sindex.htm

18. Организация учебного процесса ВГПУ Электронный ресурс. 2008. -Режим доступа: http://students.uni-vologda.ac.ru/pages/pm01/iiv/psi/ official.html

19. Открытое образование. Термины и определения Электронный ресурс. -2009. Режим доступа: http://www.info.mesi.ru/program/glossaryOO.html

20. Палехова, П. В. Проблемы перехода на систему зачётных единиц Электронный ресурс. / П. В. Палехова. 2008. - Режим доступа:http://edu.vgasu.vm.rn/SiteDirectory/BankDokPo Vnedr/Documents/20/o20Пpoблeм ы%20перехода%20на%20систему%20зачетных%20единиц.0ос

21. Пашкин, Д.В. Задача автоматизации составления учебных планов и программ Электронный ресурс. / Д. В. Пашкин. 2009. - Режим доступа: http://informatika.moipkro.ru/p2/pashkin.htm

22. Распоряжение Правительства РФ от 3 сентября 2005 года №1340-Р Электронный ресурс. 2007. - Режим доступа: http://www.bre.ru/laws/ 25678.html

23. Особенности организации учебного процесса в российских и зарубежных вузах в свете текущей реформы ВПО. Аналитическая записка. 2006. - РГГУ, Москва.

24. Управление языковой подготовки и Болонского процесса МГИМО (У) Электронный ресурс. 2009. - Режим доступа: http://bologna.mgimo.ru/

25. Учебные планы московского автомобильно дорожного института Электронный ресурс. - 2009. - Режим доступа: http://www.madi.ru/study/normativdocs/uchplan.shtml

26. Ходжаев, А.Ш. Подготовка бакалавров на экономическом факультете МГУ: десятилетний опыт трансформации образования Электронный ресурс. / А. Ш. Ходжаев. 2007. - Режим доступа: http://www.econ.msu.ru/cd/! 50

27. Чистохвалов, В.Н. Как функционирует система кредитных единиц в классическом университете Электронный ресурс. / В. Н. Чистохвалов. 2008. - Режим доступа: http://www.rudn.ru

28. Чистохвалов, В.Н. Проблемы организации учебного процесса в вузе в системе зачётных единиц Электронный ресурс. / В.Н. Чистохвалов. 2008. -Режим доступа: http://www.rudn.ru/?pagec=293

29. Щепилов, В.В. Создание условий для формирования индивидуальной образовательной траектории обучающихся в малочисленной сельской школе Электронный ресурс. / В. В. Щепилов. 2008. - Режим доступа: http://shkola2008g.narod.ru/arxiv/04/d05.doc

30. Сайт ФГБОУ ВПО Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации Режим доступа: http://www.ane.ru/

31. Сайт ГБОУ ВПО Челябинский государственный университет Режим доступа: http://www.csu.ru

32. Сайт ФГБОУ ВПО Российского университета дружбы народов. Режим доступа: http://www.rudn.ru/

33. Сайт ГОУ ВПО Уральский государственный университет Режим доступа: http://www.usu.ru

34. Сайт ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный университет -Режим доступа: http://www.spbu.ru/

35. Сайт Экономического Факультета МГУ Режим доступа: http://www.econ.msu.ru/

36. Сайт Университета Фрибурга (Швейцария) Режим доступа: www.unifr.ch

37. Сайт Университета Женевы (Швейцария) Режим доступа: http://www.unige.ch/

38. Сайт Paris Sorbonne University (Франция) Режим доступа: http://www.english.paris-sorbonne.fr/?lang=en

39. Сайт Брюссельского свободного университета Режим доступа: http -.//www.ulb .ac.be/

40. Сайт Университета Гренобля III им. Стендаля (Франция) Режим доступа: http://www.esc-grenoble.fr

41. Сайт ФБГОУ ВПО МАДИ Режим доступа: http://www.madi.ru/

42. Трофимова, O.K., Автоматизация процесса составления учебных планов вузов: Дисс. канд. тех. наук. — Москва, 1999. 140 с.

43. Шульгин, А. О., Демурчев, А.О., Автоматизированная информационная система Ставропольского государственного университета // ж. «Компьютерные учебные программы и инновации». 2006, №1.

44. Темралиева, А .Я., Автоматизированная система формирования учебных планов с процедурой вычисления кредитов: Дисс. канд. тех. наук. Астрахань, 2004. - 130 с.

45. Е. Г. Пугачева, К. Н. Соловьенко. Высшая школа: стратегия выживания или стратегия развития? Электронный ресурс. Режим доступа: Http://unimgmt.eunnet.net/unimng/N2(20) 2002/koi8/8.html

46. Лисицына, Л.С. Разработка универсальных компетенций и управление образовательными траекториями. /Лисицына Л.С., Пирская A.C.// Информатизация образования и науки. 2010. - № 5. - С. 102-114.

47. Романов, В.П., «Организация интегрированного обучающего ресурса ВУЗа» — XII конференция-выставка «Информационные технологии в образовании»: Сборник трудов участников конференции. Часть IV. — М.:МИФИ, 2002 — с. 39.

48. Поддубный, А. В., Смелик В.В., Информационно-аналитическая система контроля качества планирования учебного процесса в вузе // ж. «Стандарты и качество». 2002. - с.25-29.

49. Ларичев, О.И. Теория и методы принятия решений, а также Хроника событий в Волшебных Странах: Учебник-М.:Логос, 2000. 296 е.: ил.

50. Блюмин, С. Л. Модели и методы принятия решений в условиях неопределенности С.Л. Блюмин, И.А. Шуйкова - Липецк: ЛЭГИ, 2001 - 138 с.

51. Норенков, И.П. Автоматизированное проектирование: Учебное пособие.-М.: Высшая школа, 2000.- 188 с.

52. Борисов, А.Н. Принятия решений на основе нечетких моделей. Примеры моделей-А.Н. Борисов, O.A. Крумберг, И.П. Федоров-Рига: Зинатис, 1990 — 184 с.

53. Подиновский, В.В. Введение в теорию важности критериев в многокритериальных задачах принятия решений.- М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2007.64 с.

54. Теория выбора и принятия решений: Учебное пособие / И.М. Макаров, Т.М. Виноградская, A.A. Рубчинский и др..- М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982.- 328 с.

55. Artificial intelligence and environmental decision support systems / U. Cortes, M. Sanchez-Marre, L. Ceccaroni, I. R-Roda и др. // Applied Intelligence, 2000.-№ 13.-c. 77-91

56. Кравец, А.Г. Согласованное управление ресурсами рынка труда и процессом подготовки специалистов: дис. док. тех. наук: 05.13.10. Астрахань. 2007. 415 с.

57. Кравец, А.Г. Автоматизация формирования индивидуальной траектории подготовки студента при кредитно-модульной системе обучения / А.Г. Кравец,108