В связи с переходом высшего образования РФ к новым образовательным стандартам возникает необходимость перестройки образовательной политики в соответствии с компетентностным подходом. Для совершенствования учебного процесса в вузе за счет повышения эффективности работы по планированию учебной деятельности в статье реализован системный подход управления учебным процессом на основе клиентсерверной технологии с использованием математических и алгоритмических средств формирования и оценки компетенций выпускника вуза.
может быть выбрана оптимальная функциональность системы. В зависимости от потребностеи ВУЗа определяется этапность ввода в эксплуатацию решения и конфигурация системы. «Галактика ВУЗ» позволяет решать широкии спектр управленческих задач современного образовательного учреждения, направленных на образовательную, научную и финансово-хозяиственную деятельностью ВУЗа. Однои из задач образовательнои деятельности является управление учебным процессом.
Архитектура модуля учебнои деятельности в системе «Галактика» представлена на рис.1. процесс формирования таких важных документов.
Для решения поставленнои проблемы необходимо разработать новую автоматизированную систему «Учебная деятельность», которая позволит формировать ООП, РП и УП. Архитектура представлена на рис. 2. Кроме того, необходимо расширить функциональности программного модуля «Учебныи процесс» в системе «Галактика» за счет интеграции с системои «Учебная деятельность.
Таким образом, для решения поставленнои проблемы необходимо предложить способы расширения функциональных возможностеи модуля «Учебныи процесс» в системе «Галактика ERP» на основе разработаннои автоматизированнои системы «Учебная деятельность». 2. Моделирование учебного процесса
Для подсистемы «Учебныи план» в автоматизированнои системе «Учебная деятельность» разработана следующая математическая модель учебного плана. Пусть имеется набор дисциплин, количество и объем которых превышает установленныи ФГОС ВО объем учебного плана. Необходимо выбрать дисциплины, которые наиболее полно обеспечивают компетенции по заданному направлению.
Объем каждои дисциплины из учебного плана складывается из объемов видов учебных работ. Под видами учебных работ будем понимать: – аудиторные занятия (лекционные, практические, лабораторные); – самостоятельная работа (в том числе, подготовка к экзамену); – консультации (контактная самостоятельная работа). Введем следующие обозначения: – количество дисциплин; – количество видов учебнои работы; – количество компетенции, определенных ФГОС ВО по заданному направлению; сi – значимость i-и дисциплины;
– идентификатор наличия k-и компетенции в i-и дисциплине: компетенция содержится в -и дисциплине, = (1, … , ), = (1, … , ) ; ̂ , ̬ – нижняя и верхняя границы объема j-го вида учебнои работы = (1, … , ); – объем j-и учебнои работы в i-и дисциплине, = (1, … , ), = (1, … , ); – объем обучения, установленныи ФГОС ВО по направлению. Пусть = 1, если дисциплину с номером выбираем в учебный план,
0, иначе. Запишем ограничения согласно заданным условиям: 1) В учебном плане требуется выполнить объем, заданныи ФГОС ВО: ∑ ∑
=
2) В учебном плане объем для каждого вида учебнои работы задается установленными
границами:
(
+ ⋯ +
……………………..…
+ ⋯ +
≥ 1;
при ограничениях (
Значимость ci дисциплины устанавливается на основе экспертных оценок с учетом требовании к результатам освоения дисциплины и знании, умении и навыков, сформированных заданными компетенциями. Для этого используем два алгоритма [8] вычисления экспертных оценок.
Алгоритм 1 для вычисления экспертных оценок. В алгоритме определяются оценки влияния дисциплин на компетенции. Этапа алгоритма: 1. Методом экспертных оценок выявляется влияние учебных дисциплин на компетенции. Экспертная группа (руководители ООП, разработчики РП, работодатели) определяет набор дисциплин, непосредственно влияющих на формирование компетенции. Составляется матрица зависимостеи W, в которои указывается 1, если влияние присутствует, и 0 – иначе: … W= ⋮ ⋱ ⋮
, ̂ ≤ + ⋯ +
……………………..… ̂ ≤ + ⋯ + ≤ ̬ ; ≤ ̬ . где
– зависимость i-й дисцплины от j-й компетенции, i= (1,… ,n), j = (1, … , m).
2. Для каждой компетенции эксперты выстраивают дисциплины по степени важности (от 0 до 1) их влияния на компетенцию.
3. Согласованность мнений экспертов проверяется с помощью коэфициента конкордации. 4. Применяется правило Фишберна для расчёта весов влияния дисциплины на формирование компетенции.
В результате обработки полученных данных матрица W преобразуется в R матрицу, содержащую веса влияния дисциплин на компетенции: где – вес влияния дисциплины Di на компетенцию Kj.
Полученные весовые коэффициенты будут использоваться для определения значимости дисциплины.
Алгоритм 2 для вычисления экспертных оценок. В алгоритме определяется востребованность каждои компетенции.
Этапы алгоритма: 1. Составляется матрица бинарных предпочтений, где предпочтение компетенций выражается с помощью булевых переменных. Каждый l-й эксперт из k опрошенных оценивает степень важности компетенции величиной (по шкале Харрингтона), оценка компетенций каждым экспертом описывается матрицей P: = ,
, 1, если ≥ , =
0, иначе. 2. Составляется матрица H – сумма оценок всех экспертов:
= ∑ = {ℎ } , . 3. Вводится оценочная матрица важности компетенции: = ,
, = 1, если ℎ ≥ ℎ , (13)
0, иначе.
4. Определяется востребованность каждои компетенции Kj, j = (1, … ,m) путем суммирования булевых переменных по соответствующеи строке матрицы:
= ∑ =1 , j = (1, … ,m) (14) Используя результаты алгоритма 1 и алгоритма 2, получаем величины с , = (1, … , ) – значимости дисциплин: Модель представлена в виде ориентированного взвешенного графа G = <X, R>, где X = <K, D, d> – множество вершин графа, K – компетенция, D – дисциплины, непосредственно влияющие на компетенцию, d – дисциплины, косвенно влияющие на компетенцию, R – множество ребер, соединяющих дисциплины с компетенциеи и дисциплины между собои.
На примере учебного плана по направлению 02.03.03 построим когнитивные модели следующих общекультурных компетенции:
1. Способность использовать основы философских знании для формирования мировоззренческои позиции (ОК-1);
2. Способность анализировать основные этапы и закономерности исторического развития общества для формирования гражданскои позиции (ОК-2);
3. Способность использовать основы экономических знании в различных сферах жизнедеятельности (ОК-3);
4. Способность использовать основы правовых знании в различных сферах жизнедеятельности (ОК-4);
5. Способность к коммуникации в устнои и письменнои формах на русском и иностранном языках для решения задач межличностного и межкультурного взаимодеиствия (ОК-5); 6. Способность работать в команде, толерантно воспринимая социальные, этнические, конфессиональные и культурные различия (ОК-6); 7. Способность к самоорганизации и самообразованию (ОК-7). Выделим дисциплины, которые обеспечивают заданные общекультурные компетенции: Таблица 1 – Дисциплины учебного плана Наименование дисциплины На рис. 5 представлена модель общекультурной компетенции ОК-7.
Рис.4. Простые модели компетенций Рис.5. Модель общекультурной компетенции ОК-7 Построение других моделей (в том числе, общепрофессиональных и профессиональных компетенций) проводится аналогично. 3. Реализация модуля «Рабочая программа»
Рабочая программа дисциплины является приложением ООП и представляет собои документ, регламентирующии, в том числе, и требования к освоению формируемых компетенции, полученные в предыдущем разделе. Взаимосвязи дисциплин и компетенции играют ведущую роль при составлении РП.
На рис.6 приведен пример ввода основных данных для генерирования РП в разработаннои системе «Учебная деятельность»: 1. Год набора; 2. Направление, код и уровень подготовки; 3. Профиль; 4. Форма обучения; 5. Дата утверждения ФГОС; 6. Дисциплина; 7. Цикл дисциплины.
Рис.6. Ввод данных для создания РП Заполнение раздела «Требования к результатам освоения дисциплины» представлено на рис.7. В данном разделе имеются три обязательных к заполнению пункта: 1. Требования к знаниям; 2. Требования к умениям; 3. Требования к навыкам. Рис.7. Требования к результатам освоения дисциплины (Знания) Умения и владения заполняются аналогично. Полученные дескрипторы (знания, умения, владения) сформированы компетенциями. 3. Заключение
В ходе исследования выявлены недостатки информационных систем и ресурсов, используемых при планировании обучения. Обоснована необходимость в расширении функции автоматизированнои системы вуза.
Введение процедуры оптимизации при построении учебного плана в автоматизированную систему управления учебным процессом вуза для каждого направления подготовки позволит оценить учебные программы на необходимость использования заданных дисциплин в учебном процессе. Использование когнитивных моделеи компетенции и построенных на их основе экспертных оценок компетенции позволит сформировать по этим компетенциям знания, умения и навыки выпускников и позволит приблизить образовательныи процесс к потребностям работодателеи.
References Зыкина Анна Владимировна, заведующии кафедрои прикладнои математики и фундаментальнои Омского государственного технического университета, доктор физико-математических наук, профессор, avzykina@mail.ru; Канева Ольга Николаевна, доцент кафедры прикладнои математики и фундаментальнои информатики Омского государственного технического университета, кандидат физико-математических наук, доцент, okaneva@yandex.ru; Крейдунова Виктория Васильевна, магистрант кафедры прикладнои математики и фундаментальнои информатики Омского государственного технического университета, vkreydunova@mail.ru.