Архив рубрики: Образовательные системы и педагогика

ПОЛУЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ПРОЦЕССОМ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ НА ОСНОВЕ ПРОВЕРКИ РЕШЕНИЯ СЛОЖНЫХ ОТКРЫТЫХ ЗАДАЧ


УДК 005.9
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.26.3.030

В.А. Латыпова


Одним из важных этапов в управлении является этап сбора информации. От полученной при сборе информации зависит эффективность управления. Методы сбора информации зависят от специфики объекта управления. В обучающих системах при управлении процессом обучения основной информацией являются результаты тестирования. Собранная статистика по результатам тестирования является основой для принятия управленческих решений. Проблема возникает, когда в курсе предусмотрено выполнение задач, при проверке решения которых нельзя использовать тесты: сложные открытые задачи. В системах дистанционного обучения и на платформах массовых открытых онлайн курсов для проверки решения таких задач используются различные методы. Последние рассмотрены в данной статье. Выделены классы методов: методы, реализуемые стандартными средствами обучающих систем (самопроверка студентом, взаимопроверка однокурсниками, ручная проверка тьютером или внешними экспертами); методы, реализуемые расширением функционала обучающих систем (ситуационное задание); методы, реализуемые внешними программными средствами (специальные методы под конкретную предметную область). Определена применимость методов для получения информации при управлении процессом дистанционного обучения. Выявлено, что достоверная и полная информация может быть получена лишь при использовании ситуационного задания и специальных методов под конкретную предметную область.

Ключевые слова: дистанционное обучение, сбор информации, управление процессом обучения, сложная открытая задача, метод проверки, ситуационное задание.

Полный текст статьи:
Latypova_3_19_2.pdf

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАДАЧИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАБОРА КОНТРОЛЬНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ
С ПОМОЩЬЮ НЕЧЕТКОГО МЕТОДА АНАЛИЗА ИЕРАРХИЙ И МЕТОДА, ОСНОВАННОГО НА ИЗМЕРЕНИИ ЛАТЕНТНЫХ ПЕРЕМЕННЫХ


УДК 519.876.2
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.26.3.024

Н.Е. Красова, Н.А. Алейникова


В статье рассматривается математическое моделирование задачи многокритериального выбора контрольных мероприятий для проведения текущего контроля успеваемости c помощью двух методов: метода нечеткого анализа иерархий и метода, основанного на измерении латентных переменных (метода Раша). Оба метода относятся к экспертным методам. Достоинство использования нечеткого метода анализа иерархий состоит в описании относительных значений атрибутов с помощью нечетких чисел вместо точных. Благодаря этому эксперт получает возможность не только оценить степень предпочтения одного объекта над другим, но и выразить в этой оценке свои сомнения, опыт, интуицию. Главным недостатком данного подхода является сложность и трудоемкость вычислений. Преимущества метода Раша в простоте вычислений, в переходе от субъективных оценок экспертов к объективным, обладающим свойством линейности. В рамках построенной иерархической модели, направленной на увеличение эффективности процесса обучения, определены веса разных видов контрольных мероприятий этими методами. В дальнейшем полученные веса могут быть использованы в качестве параметров в моделях формирования набора контрольных мероприятий, основанных на минимизации трудности их осуществления и максимизации их полезности.

Ключевые слова: методы экспертного оценивания, матрица парных сравнений, нечеткий метод анализа иерархий, латентные переменные, метод Раша.

Полный текст статьи:
KrasovaAleynikova_3_19_1.pdf

КОНЦЕПЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ДИСТАНЦИОННОГО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ ПРИ РЕШЕНИИ СЛОЖНЫХ ОТКРЫТЫХ ЗАДАЧ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БАНКА ОШИБОК


УДК 005.9
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.26.3.015

В.А. Латыпова


Актуальность исследования обусловлена высоким влиянием ценовой Дистанционное обучение имеет широкое распространение. Данное обучение может проходить как в рамках конкретного вуза в системе дистанционного обучения, так и без привязки к вузу на платформах массовых открытых онлайн курсов. При наличии в учебном курсе задач, решение которых не может быть проверено с помощью тестов, в существующих обучающих системах возникают проблемы при управлении: на уровне управления усвоением знаний и умений конкретным студентом и на уровне управления процессом обучения. В статье описан класс задач, вызывающий трудности при управлении дистанционным обучением: сложные открытые задачи. Предложена концепция управления процессом дистанционного автоматизированного обучения с использованием банка ошибок при решении такого класса задач. Концепция базируется на системном и процессном подходе к управлению обучением, классификации ошибок, допускаемых студентами при решении сложных открытых задач, принципе иерархичности управления, автоматизированном обучении. Для повышения эффективности управления предлагается использовать помимо систем дистанционного обучения, реализующих функцию автоматизированного обучения, также специализированный программный комплекс, содержащий модули автоматизированной проверки, сбора и обработки информации, и принятия решений.

Ключевые слова: дистанционное обучение, автоматизированное обучение, классификация ошибок, процессное управление, управление процессом обучения, сложная открытая задача.

Полный текст статьи:
Latypova_3_19_1.pdf

МЕТОДИЧЕСКИЕ И ДИДАКТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИКЕ БАКАЛАВРОВ ТЕХНИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ


УДК 378.016:51
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.26.3.013

Л.С. Сагателова, Е.Г. Шведов


В статье раскрываются методические и дидактические особенности использования средств информационных технологий в процессе обучения математике бакалавров технических специальностей. Дидактический аспект реализации математического образования с использованием информационных технологий основывается на тщательном отборе содержания обучения в соответствии с ФГОС 3+ ВПО; методический – предполагает выбор эффективных форм проведения занятий с использованием возможностей информационных технологий, организацию самостоятельной работы (аудиторной и неаудиторной). Дается определение понятию «информационные технологии обучения». Приводятся примеры активно используемых средств информационных технологий, что позволяет непрерывно совершенствовать как содержание, так и методику преподавания, повышать результативность. Процесс обучения математике строится на основе ориентации на требования будущей профессии с учетом индивидуальных особенностей студентов. Усиление прикладной составляющей осуществляется за счет введения спецкурсов по математике, разработанных совместно с профилирующими кафедрами, а также решения профессионально-ориентированных задач с использованием таких программных средств, как Excel, Mathcad, Maplе, Mathematica и др.В статье приводится пример профессионально-ориентированной задачи и подробно описываются этапы организуемой преподавателем деятельности студентов по ее решению. В статье отмечается, что студенты, активно использующие информационные технологии, более успешны в изучении сложных разделов математики.

Ключевые слова: информационные технологии в обучении математике, профессионально-прикладная направленность, профессионально-ориентированные задачи.

Полный текст статьи:
SagatelovaShvedov_3_19_1.pdf

АДАПТИВНАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА КАК СРЕДСТВО ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ОБУЧЕНИЯ ПРИ ПОДГОТОВКЕ СПЕЦИАЛИСТОВ В ОБЛАСТИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ


УДК 004.9, 37.04
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.25.2.007

Н.В. Даценко, С.А. Горбатенко, В.В. Горбатенко


В статье предложен один из наиболее эффективных способов реализации дифференцированного подхода при подготовке специалистов в области информационных технологий (ИТ), заключающийся в использовании адаптивной автоматизированной системы обучения. Система позволит хранить большой объем учебной информации, при необходимости осуществлять ее модификацию, а также адаптацию к разным категориям пользователей в зависимости от уровня начальной подготовки, проводить проверку сформированности компетенций и анализ ошибок, допущенных студентами в процессе контрольного тестирования. Информационное обеспечение системы включает реляционную базу данных (БД), которая содержит теоретическую информацию по дисциплине, упражнения и контрольные задания по всем темам, адаптированные к различным категориям студентов, а также таблицу, в которую во время проведения контрольного тестирования вносятся все ошибочные ответы пользователей с целью дальнейшего анализа. Программное обеспечение содержит модуль автоматической классификации пользователей, который на основе метода кластерного анализа на этапе входного контроля позволяет сформировать четыре группы студентов в зависимости от уровня остаточных знаний, полученных в процессе изучения предшествующих дисциплин, соответствующих оценкам «отлично», «хорошо», «удовлетворительно» и «неудовлетворительно», с целью проведения дифференциации учебного материала. Программный модуль обучения предназначен для решения задач приобретения новых знаний по ИТ-дисциплинам обучающимися разных групп, использования полученных теоретических знаний при выполнении практических заданий и проверки уровня сформированности компетенций. В том случае, если уровень не достиг базового, модуль анализа ошибок позволяет определить, какие темы дисциплины вызвали наибольшие затруднения у студента с целью прохождения повторного обучения.

Ключевые слова: дифференциация обучения, ИТ-дисциплины, повышение качества подготовки специалистов, адаптивная автоматизированная система, автоматическая классификация, кластерный анализ.

Полный текст статьи:
DatsenkоSoavtori_2_19_1.pdf

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ ПЕРСОНАЛИЗИРОВАННОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ НА КУРСАХ ИЗУЧЕНИЯ ПРОГРАММИРОВАНИЯ


УДК 004.58
ВАК 05.13.18
doi: 10.26102/2310-6018/2019.24.1.043

Т.Е. Есин, И.Н. Глухих

Использование автоматической обратной связи может существенно повысить успешность начинающих изучать программирование, в особенности на тех, кому приходится учиться внутри большой группы, а время преподавателя ограничено. В статье предложен подход к созданию автоматической обратной связи, основанный на предыдущих решениях. Подход заключается в формировании пространства программных решений – взвешенного графа. Узлами в графе является программный код, вес ребра – количество изменений и действия, которые нужно выполнить, чтобы перейти из одного состояния в другое. Для уменьшения количества уникальных решений проводится нормализация исходного кода с помощью ряда преобразований и построения абстрактного синтаксического дерева. Обратная связь – подсказка следующего шага, которую можно сгенерировать после того, как новое решение будет добавлено в существующий граф и выявлен путь, приводящий к более правильному состоянию. Таким образом, с помощью обратной связи можно достигнуть верного решения. Использование пространства решений также позволяет узнать, какие решения наиболее распространены, какие ошибки возникают и какие пути их исправления предпочитают учащиеся. Поскольку такой подход основан исключительно на данных, от преподавателя не требуется значительного взаимодействия, что делает его масштабируемым и адаптируемым.

Ключевые слова: интеллектуальные образовательные системы, курсы программирования, обратная связь, анализ образовательных данных, learning analytics.

Полный текст статьи:
EsinGlukhikh_1_19_1.pdf

УПРАВЛЕНИЕ БЮДЖЕТИРОВАНИЕМ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭКСПЕРТНО-ОПТИМИЗАЦИОННОГО ПОДХОДА


УДК 681.3
doi: 10.26102/2310-6018/2019.24.1.032

Н.А. Лещева


В статье рассматривается экспертно-оптимизационный подход к повышению эффективности управления бюджетированием в образовательной организации, представляющий собой совокупность интеллектуальных технологий, аналитических и численных методов. Управленческие решения предложено ориентировать на цели бюджетирования и стратегию развития образовательной организации. Достижение этих целей обеспечивается путем использования экспертно-оптимизационного подхода в задачах распределения финансового ресурса между объектами бюджетирования. Распределение функционального бюджета между бизнес-процессами школы осуществляется с использованием экспертно-знаниевой модели трансформации результатов SWOT-анализа построения функций принадлежности размытых отношений. Распределение бюджета доходов и расходов между центрами финансовой отчетности реализуется на основе экспертного оценивания с применением лингвистических переменных и формализованной модели многоальтернативной оптимизации. Для распределения инвестиционного бюджета между проектами развития образовательной организации используется предварительный экспертный анализ механизмов управленческого учета с переходом к задаче многоальтернативной оптимизации.

Ключевые слова: управление, бюджетирование, экспертно-оптимизационный подход, лингвистические переменные, управленческий учет, многоальтернативная оптимизация.

Полный текст статьи:
Lesheva_1_19_1.pdf

МОДЕЛЬ СИСТЕМНОЙ ДИНАМИКИ ПРОЦЕССА ОБУЧЕНИЯ


УДК 519.76
doi: 10.26102/2310-6018/2019.24.1.006

А.В. Ганичева, А.В. Ганичев


Актуальность данной работы обусловлена важностью учета в учебном процессе личностных качеств обучаемых. Важность решения данной проблемы определяется тем, что компетентностный подход предполагает формирование будущих работников, способных самостоятельно действовать в различных ситуациях, оказывать влияние на других. При обучении в неоднородных учебных коллективах (группах) можно выделить подгруппы учащихся по разным критериям: способностям, успеваемости, дисциплине и т.д. Подгруппы обучаемых оказывают влияние друг на друга. Сила этого влияния зависит от численности подгрупп, коэффициентов влияния и времени воздействия. В результате взаимного влияния возможен переход обучаемого из одной группы в другую. В статье использован метод математического моделирования для анализа и учета динамического взаимовлияния учащихся в коллективе. Модель построена на основе системы дифференциальных уравнений Дж. Форрестера. Получено аналитическое решение системы для типового случая в учебном процессе – наличия трех видов подгрупп обучаемых. Для иллюстрации полученных результатов приведен числовой пример. Результаты его решения представлены графически. Рассмотрены важные частные случаи общей системы дифференциальных уравнений (задание соотношений между коэффициентами влияния). Разработанная математическая модель позволит совершенствовать качество образовательного процесса.

Ключевые слова: группа обучаемых, модель, коэффициенты влияния, система дифференциальных уравнений, решение.

Полный текст статьи:
GanichevaGanichev_1_19_1.pdf

ИЗВЛЕЧЕНИЕ ОПИСАНИЙ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ ИЗ РУССКОЯЗЫЧНЫХ ПАТЕНТОВ

УДК 004.89

С.С. Васильев, А.А. Харитонов , Д.М. Коробкин, С.А. Фоменков


Задача автоматизации синтеза инновационных решений в области технических систем и технологий является одной из наиболее приоритетных проблем науки. Авторы работы предлагают осуществлять автоматизацию важнейших, начальных этапов проектирования новых технических систем и технологий на основе актуализируемых баз знаний, полученных из мирового патентного массива, в том числе из патентной базы РосПатента. Согласно методу морфологического анализа и синтеза предполагается, что из некоторого технического решения (патента) извлекаются основные структурные признаки (функции технических объектов), на основе которых ищутся альтернативные варианты. Все полученные признаки сводятся в морфологическую таблицу, комбинируются, что дает множество новых решений. В данной работе описывается процесс разработки модуля извлечения описаний технических функций из российских патентов. Была сформирована грамматика представления описаний технических функций в текстах русскоязычных патентов согласно модели «Действие-Объект-Условие»; разработаны алгоритмы первичной обработки патентного массива, извлечения технических функций посредством анализа деревьев зависимостей, формирования морфологической таблицы. Работоспособность программного модуля, состоящего из блока обработки патентного массива; блока сегментации текста патентной формулы; блока семантического анализа текста; блока извлечения описаний технических функций; блока представления результатов обработки патентного массива, была проверена на ряде тестовых задач.

Ключевые слова: технические функции, обработка естественно-языковых текстов, патенты, РосПатент, Link Grammar Parser, грамматика.

Полный текст статьи:
VasilyevSoavtori_4_18_1.pdf

ГРАММАТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОПИСАНИЮ И АНАЛИЗУ ЦЕЛЕЙ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА

УДК 519.76

А.В. Ганичева, А.В. Ганичев


Актуальность исследования обусловлена сложностью и важностью проблемы определения и описания целей в учебном процессе. Важность решения данной проблемы определяется тем, что без правильной постановки и согласования целей образовательной организации невозможно функционирование ни одного учебного заведения. Реализуемый в настоящее время в системе образования компетентностный подход выдвигает новые, повышенные требования к целеполаганию, включая конечную результативность поставленных целей. Для описания иерархической структуры целей необходима их формализация (построение математической модели целей). В настоящее время не существует универсального метода разработки таких моделей. В статье излагается метод описания и анализа целей учебного процесса с помощью математического аппарата формальных КС-грамматик. В качестве примера применения разработанного метода построена грамматика для описания целей кафедр в рамках межпредметного обучения. Показан пример вывода грамматической цепочки для куста зависимостей. Построено дерево синтаксического подчинения. Материалы статьи представляют практическую ценность, так как могут найти применение не только в учебном процессе и других областях социальной сферы (культуре, здравоохранении и т. д.), но и в системах производственно-экономической сферы.

Ключевые слова: цель, задача, формальная грамматика, куст зависимостей, дерево вывода, дерево синтаксического подчинения.

Полный текст статьи:
GanichevaGanichev_4_18_1.pdf