ОПТИМИЗАЦИЯ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА В СИСТЕМЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
,
Тамбовский государственный университет им.
На современном этапе развития образования в России особую актуальность приобрела задача повышения гибкости и динамичности планирования образовательного процесса и непосредственно связанные с ней задачи оптимального проектирования содержания и времени обучения специалистов в вузе, поскольку, именно содержание образования, как системообразующий элемент дидактической системы претерпевает наибольшие изменения в современных условиях.
В настоящее время технология проектирования учебного процесса базируется в основном на экспертных оценках, что привносит значительную долю субъективизма и осложняет принятие решений. Мы предлагаем компьютерно-ориентированную технологию проектирования содержания обучения специалистов, которая базируется на применении имитационного моделирования, компьютерных методах тестирования обучаемых и статистической обработки экспериментальных данных. Технология заключается в реализации следующих действий.
1. На первом этапе из тематической базы данных в соответствии с экспертными оценками и стандартом специальности формируется файл тем. Элементы файла - темы, представляющие собой записи, содержащие информацию о предшествующих темах, и времени изучения в соответствии со стандартом. На основе этой информации создается ориентированный граф учебного процесса. 2. С использованием технологии декомпозиции больших систем, из графа выделяются относительно независимые, но внутренне взаимосвязанные области, которые объединяются в учебные дисциплины. 3. Следующий этап представляет собой экспериментальное исследование уровня готовности абитуриентов, характеризующегося наличием соответствующих интеллектуальных способностей, подкрепленных необходимыми знаниями и умениями в профессиональной области. 4. Далее с помощью имитационного моделирования на основе полученных экспериментальных данных определяется время изучения отдельных дисциплин и соответственно общее время обучения специальности. Имитационное моделирование осуществляется с помощью специально разработанной программы - универсального генератора случайных чисел, позволяющего получать числовые потоки с заданными распределениями. 5. На завершающем этапе производится оптимизация учебного процесса с учетом заданного коэффициента выпуска. Решаются две альтернативные задачи оптимизации учебного процесса: 1) минимизация общего времени обучения данной специальности (минимизация ресурсов) при достижении уровня квалификационных требований и заданного процента отсева, неуспевающих в ходе учебной деятельности студентов; 2) максимизация уровня обучения при фиксированном времени обучения и достижении уровня квалификационных требований и процента отсева, неуспевающих в ходе учебной деятельности студентов. Обе эти задачи являются актуальными. С необходимостью решения задачи 1) вузы связаны постоянно. Задачу 2) приходится решать в экстремальной ситуации, когда за короткий срок необходимо подготовить специалистов военной или других специальностей, в которых остро нуждается в данный момент государство, возникает необходимость расчета процента отсева студентов и в соответствии с этим планирование набора абитуриентов.
В процессе реализации указанной технологии происходит корректировка тематической базы данных на этапах экспериментального исследования временных характеристик объекта, определении общего времени обучения на основе имитационного моделирования и в результате оптимизации учебного процесса.
Важным звеном технологии проектирования учебного процесса является расчет времени изучения учебных дисциплин и общего времени обучения специалиста. Анализ экспериментального исследования временных характеристик учебного процесса и имитационного моделирования позволяет сделать следующие выводы: расчет времени обучения по среднему значению влечет за собой снижение качества образования; для расчета временных характеристик образовательной деятельности необходимо учитывать плотность распределения времени обучения и уровень отсева студентов (процент успеваемости); необходимое время обучения может быть получено непосредственно из гистограммы плотности распределения общего времени обучения специалиста (рис. 1) из условия равенства вероятности отчисления студента вероятности превышения времени обучения.
Достоинствами представленной технологии являются алгоритмичность проектирования учебного процесса, оптимальное разбиение учебного материала на составляющие его учебные дисциплины, оптимизация качественных и временных характеристик учебного процесса, а также обеспечение соответствия уровня подготовки специалиста квалификационным требованиям.
Работа выполнена при поддержке Российского гуманитарного научного фонда, проект № а.
Рис. 1. Плотность распределения времени обучения специальности.
