УДК 681.5:004.41

,

V. V. LOMAKIN, R. G. ASADULLAEV

ПОСТРОЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ПРОЦЕССА АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫМ ОБУЧЕНИЕМ ПЕРСОНАЛА ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

BUILDING of the ADAPTIVE CONTROL PROCESS STRUCTURAL SCHeme OF the INDUSTRIAL enterprises PERSONNEL individual TRAINING

В представленной статье авторы освещают проблему построения процесса адаптивного управления обучением персонала промышленных предприятий. Выявлены особенности обучения сотрудников промышленных предприятий, заключающиеся в специфике профессиональной деятельности, а также в разнородном составе контингента обучаемых. Сформулирована задача оптимального управления обучением, построены функциональные схемы процессов управления профессиональным обучением и формирования образовательной программы профессионального обучения. Обоснован состав элементов, входящих в устройство управления профессиональным обучением, которые рациональным образом управляют индивидуальной образовательной траекторией посредством формирования индивидуального учебного контента.

Ключевые слова: личностно-ориентированное обучение; адаптивное программное обеспечение; индивидуальная траектория обучения; адаптивный алгоритм формирования учебного курса.

In the present article, the authors highlight the problem of constructing of adaptive learning process control for industrial enterprises personnel. The features of industrial enterprises employees training identified, consisting in specific professional activity, as well as in a diverse contingent of students. The problem of optimal learning control formulated, the process control of professional training and the formation of the educational program of professional training functional schemes were built. The composition of elements which are the part of professional training control device was substantiated. This elements perform the individual educational trajectory rational control by the formation of individual learning content.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Keywords: personal-focused training; adaptive software; personal training trajectory; adaptive algorithm for the training course forming.

С точки зрения систем автоматизированного управления обучаемый представляет собой объект управления, который характеризуется как сложная система, преследующая в зависимости от жизненных ситуаций различные цели [1, 2]. При построении автоматизированной системы управления (АСУ) обучением осуществляется управлением знаниями, умениями и навыками (ЗУН) обучаемого, которые в свою очередь формируют его компетенции. Поэтому АСУ обучением управляет усвоением знаний и познавательной деятельностью обучаемого. Каждый обучаемый представляет собой уникальный набор характеристик, следовательно, АСУ обучением должна иметь структурные элементы в контуре управления, способные в совокупности организовать индивидуальный процесс обучения.

В качестве отличительных особенностей процесса управления обучением персонала промышленных предприятий можно отметить:

- высокую степень ответственности за принимаемые управленческие решения;

- узкую специализацию знаний, ориентированную на конкретный вид профессиональной деятельности;

- практическую ориентированность процесса обучения;

- сжатые сроки процесса обучения;

- обучаемый контингент - взрослые люди;

- учет специфики конкретной отрасли;

- обучение происходит без отрыва от производства;

- результаты обучения могут служить основанием для включения в кадровый резерв;

- профессиональные и возрастные различия групп обучаемых;

- опыт предыдущего обучения;

- тенденция к самостоятельному обучению;

- высокая мотивация в совершенствовании профессиональных знаний;

- наличие жизненного и профессионального опыта;

- другие характеристики, присущие конкретному предприятию в зависимости от сферы деятельности.

Специфика знаний промышленной отрасли заключается в однозначности и обоснованности принимаемых решений, а также взаимосвязи знаний между собой. Имеется возможность более строгой формализации основных дидактических единиц, что приводит к получению важных практических результатов, заключающихся в построении и последующей реализации информационных структур, поддерживающих взаимодействие между субъектами и объектами изучения на разных уровнях иерархии. Это особенно важно в современных условиях, когда имеется потребность взаимодействия между учебными заведениями (школа-ВУЗ) и потенциальными работодателями (промышленные предприятия).

Представим процесс управления обучением как задачу оптимального управления. Для этого определим две функции, которыми являются функция уровня компетентности обучаемого и функция времени на процесс обучения , где:

- кортеж, параметры которого описывают обучаемого (компетентность, психофизиологические параметры, функциональное состояние и другое);

- кортеж, параметры которого описывают учебно-методический материал программы обучения (уровень абстракции, уровень осознанности, дидактический объем, структура и так далее);

- кортеж, параметры которого описывают имеющиеся образовательные ресурсы (тренажеры, средства моделирования объектов управления и так далее), наиболее полно способствующие овладению компетенциями.

Следовательно, можно сформировать две задачи оптимального управления процессом обучения:

- максимизировать уровень компетентности обучаемого при ограничении времени на процесс обучения :

где – заданное регламентированное время на процесс обучения.

- минимизировать время на процесс обучения без потери качества овладения обучаемым компетенций , заданный программой обучения:

где - уровень компетентности обучаемого, заданный программой обучения.

При построении АСУ обучением для подготовки, переподготовки и повышения квалификации кадров промышленных предприятий особенно актуальной становится вторая задача оптимального управления обучением, так как необходимо в сжатые сроки без отрыва от производства овладеть необходимыми компетенциями для качественного выполнения должностных обязанностей. Первая задача оптимального управления обучением позволяет оценивать сотрудников предприятия с точки зрения формирования кадрового резерва. В результате формируется профиль облучаемого, в котором фиксируются его достижения в процессе учебной деятельности с целью определения его потенциала, на основании которого формируется кадровый резерв предприятия.

В общем виде процесс управления обучением можно описать следующим образом:

- на вход системы обучения подается цель обучения, соответствующая программе обучения;

- на основании цели обучения устройство управления формирует порцию учебного материала, которая соответствует определенным ЗУН;

- обучаемый изучает полученную информацию и проходит тестирование знаний в канале обратной связи, на основании которого формируется результат обучения (усвоение входного материала);

- система сравнивает результат обучения с целью обучения и передает информацию в устройство управления для дальнейшего управления процессом обучения.

Таким образом, АСУ обучением настраивает объект управления на заданные параметры (цель программы обучения), варьируя входное воздействие на объект управления.

Для построения эффективных адаптивных моделей обучения необходимо рассмотреть процесс управления усвоением знаний на функциональном уровне [3]. На рисунке 1 представлена обобщенная функциональная схема АСУ обучением. Так как мы управляем не самим обучаемым, а его компетенциями, то в качестве объекта управления (ОУ) выступают компетенции обучаемого, характеризующиеся ЗУН и степенью их усвоения. Устройство управления (УУ), расположенное в прямом канале передачи управляющего воздействия на ОУ, состоит из функциональных блоков способных в совокупности управлять индивидуальной образовательной траекторией обучаемого. В состав УУ входит преподаватель, которой производит корректировку формируемых управляющих воздействий на ОУ в том случае, когда АСУ обучением не способна самостоятельно эффективно управлять индивидуальной образовательной траекторий в силу сложившейся ситуации. Такая ситуация возникает в том случае, когда АСУ обучением не может подобрать или модифицировать решающее правило для управления индивидуальной образовательной траекторией, а также, когда обучаемый не реагирует на управляющие воздействия системы.

Рисунок 1 – Функциональная схема процесса управления профессиональным обучением

УУ состоит из следующих функциональных блоков, связанных между собой каналами информационного обмена:

- модель управления обучением, отражающая методы программного обучения в зависимости от результатов обучения;

- модель обучаемого, содержащая результаты учебной деятельности обучаемого, а так же психофизиологические особенности, учитываемые при формировании управляющего воздействия;

- модель предметной области отражает структуру и наполнение программы обучения;

- блок тестирования начальных знаний, функция которого заключается в определении знаний обучаемого по учебному контенту, предложенному для изучения, на основании информации, полученной от блока модели предметной области;

- адаптивное формирование учебного контента, формирует учебный контент на основании интеграции информации, полученной от блока тестирования начальных знаний, модели обучаемого, модели предметной области и модели управления обучением.

На выходе УУ формируется индивидуальный учебный контент с учетом особенностей каждого обучаемого.

Использование модели обучаемого является необходимым условием организации эффективного УУ в процессе обучения сотрудников промышленных предприятий, так как состав формируемой группы обучаемых дифференцирован по различным индивидуальным показателям в отличие от учебных групп студентов.

Модель обучаемого должна наиболее полным образом отражать индивидуальные параметры обучаемого, используемые в процессе обучения [4, 5]. Это связано с тем, что курсы повышения квалификации имеют сжатые временные сроки, и мало времени на настройку параметров модели обучаемого в процессе обучения в АСУ. Поэтому в начале обучения желательно иметь как можно больше информации для первоначальной настройки модели обучаемого.

Обратная связь обеспечивается устройством оценки результатов обучения, которое оценивает степень овладения ОУ сформированного учебного контента. В состав входят блок адаптивного тестирования и модель тестирования знаний [6, 7]. На основании информации, полученной от модели предметной области, модели обучаемого и модели тестирования знаний, блок адаптивного тестирования проводит контроль результатов обучения полученных от ОУ. На выходе формируется информация о степени овладения ОУ сформированного для него учебного контента.

Блок интеллектуального анализа выявляет отклонение знаний обучаемого от требуемого уровня, сформированного программой обучения. Полученная ошибка рассогласования подается в УУ, которое начинает новую итерацию формирования учебного контента с учетом полученных результатов.

Для реализации представленной функциональной схемы предлагается дискретизировать учебный материал с сохранением дополнительных метаданных о каждом элементе программы обучения. Необходимым условием формирования эффективного контента учебного материала является его представление на семантическом уровне абстракции, наиболее приближенном к знаниям обучаемого.

Предлагаемая АСУ обучением помимо возможностей, имеющихся в существующих системах электронного обучения, должна реализовывать следующие функции: мониторинг самостоятельной работы обучаемого, учет результатов технологии ступенчатого тестирования, анализ предыдущих траекторий обучения, учет индивидуальных психофизиологических показателей обучаемого, оценка осознанности и автоматизации ответа, и другие функции, способствующие наиболее полному переходу на адаптивное обучение.

Программа обучения, представляющая собой образовательную программу профессиональной подготовки, переподготовки и повышения квалификации является ключевым звеном в АСУ обучением, так как она формирует структуру и качественные параметры предметной области, которые определяют цель управления обучением.

Для организации взаимодействия между ВУЗом и потенциальными работодателями необходимо построить функциональную структуру процесса построения учебных материалов (рисунок 2). В процессе подготовки, переподготовки и повышения квалификации сотрудников предприятий программа обучения формируется с учетом следующих требований:

- требования работодателя, характеризующиеся набором компетенций, степенью их овладения, психофизиологическими параметрами сотрудника в силу специфики трудовой деятельности предприятия;

- требования профессиональных стандартов, производящих сопоставление профессий в различных областях трудовой деятельности с необходимыми компетенциями для качественного выполнения трудовых обязанностей;

- требования к индивидуальным характеристикам обучаемого (тип мышления, темперамент, уровень абстракции, занимаемая должность и так далее), учитываемые в процессе составления индивидуальной образовательной траектории;

- требования федеральных государственных образовательных стандартов (ФГОС), модифицированные ВУЗом, определяющие соответствие между видами профессиональной деятельности направлений подготовки и необходимыми компетенциями и дисциплинами для успешного овладения ими.

Рисунок 2 – Функциональная схема формирования образовательной программы профессионального обучения

Опишем процесс формирования образовательной программы профессионального обучения (рисунок 2). Психофизиологические характеристики обучаемого влияют на такие параметры образовательной программы, как объем порции учебного материала, время тестирования, способ представления материала и другие. Основное влияние такие параметры оказывают на сам процесс обучения, при этом на этапе составления образовательной программы их учесть невозможно. В основном они учитываются при добавлении вариативных блоков образовательной программы, а также в процессе соотношения требований работодателя и параметров обучаемого, в результате которого образовательная программа корректируется в сторону усиления наиболее поддающегося вида профессиональной деятельности конкретным обучаемым.

Функциональные блоки, формирующие требования к образовательной программе профессиональной подготовки, связаны между собой. Процесс обучения сотрудников предприятий начинается с обучения в ВУЗе по окончании школы. Министерство образования и науки РФ утверждает ФГОС по всем профилям подготовки, в котором прописываются требования к овладению группой компетенций, на основании которых выпускник ВУЗа сможет заниматься установленными видами профессиональной деятельности. С другой стороны, управляющий комитет по разработке профессиональных стандартов на основании требований к профессии, полученных от ведущих предприятий, разрабатывает профессиональные стандарты, которые регламентируют деятельность по различным видам профессиональной деятельности. Профессиональные стандарты предоставляют предприятию информацию для подбора и расстановки кадров, планирования и нормирования труда, профессиональной ориентации, системы сертификации персонала и оценки уровня компетентности работников.

Предприятие формирует требования ВУЗу к профессиональным качествам обучаемого с учетом специфики деятельности предприятия. ВУЗ в свою очередь разрабатывает образовательные программы обучения в соответствии с требованиями работодателей, а так же проводит профессиональную подготовку, переподготовку и повышение квалификации персонала. При составлении образовательной программы профессиональной подготовки ВУЗ учитывает требования ФГОС, профессиональных стандартов и работодателей. ФГОС является основой программы, которая корректируется за счет вариативных дисциплин, повышающих степень овладения компетенциями обучающихся.

Таким образом, определены задачи оптимального управления процессом обучения и разработана функциональная схема процесса управления профессиональным обучением, описывающая работу АСУ обучением, в которой в контуре управления задействован преподаватель. Выделены основные функциональные блоки, реализации которых позволит наиболее эффективным образом организовать автоматизированный процесс управления обучением персонала промышленных предприятий на основе построения индивидуальных образовательных траекторий. Выявлены особенности составления образовательной программы профессионального обучения и организации, оказывающие на данный процесс основное влияние.

Исследование выполнено в рамках Государственного задания Министерства образования и науки РФ на выполнение НИР подведомственным вузам в 2013 году. Проект № 8.8600.2013.

список литературы

1.  Тархов, механизмов многоуровневой адаптации в системе электронного обучения «Гефест» [Текст]/ //Educational Technology & Society – 2005 – Vol.8(4). – P. 280-290

2.  Юрков, компьютерные обучающие системы [Текст]: монография / . – Пенза: ПГУ, 2010. – 304с.

3.  Кривицкий, компьютерные программы: психология разработки преподавателями обучающих курсов в АСО[Текст]./ // Educational Technology & Society. – 2007. – Vol. 10(3). - P. 395-406.

4.  Буль, моделей студента для компьютерных систем обучения [Текст]/ // Educational Technology & Society. – 2003. – Vol– P. 245–250.

5.  Зайцева в компьютерных системах на базе структуризации объектов обучения [Текст]/ , // Educational Technology & Society – 2006 – Vol.9(1).– P. 1-6.

6.  Сафаров, моделирование инвариантности оценки знания относительно трудности тестовых заданий в рамках модели Г. Раша [Текст]/ , // Educational Technology & Society. – 2012. – Vol. 15(1). – С. 424-435.

7.  Зайцева, и методы адаптивного контроля знаний [Текст]/ , // Educational Technology & Society – 2004 – Vol.7(4) – P. 265-277.

ФГАОУ ВПО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет»

к. т.н., доцент, зав. кафедрой информационного менеджмента

5, (4722)

E-mail: *****@

ФГОУ ВПО «Белгородский государственный технологический университет»

Старший преподаватель кафедры информационного менеджмента

5, (4722)

E-mail: *****@