Архив рубрики: Образовательные системы и педагогика

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

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ОБУЧЕНИЯ МЕТОДОМ ЛИНЕЙНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ

УДК 519.72

В.И. Сумин, Л.Д. Кузнецова,М.А. Лукин


В данной статье рассматривается процесс анализа уровня качества обучения в высшем учебном заведении. Эта проблема решалась на основе использования проблемно-ориентированных компонентов системы управления образовательными процессами высшего учебного заведения. Для формирования проблемно-ориентированных компонентов системы управления образовательными процессами высшего учебного заведения необходимо разработать модель и алгоритм процесса принятия управленческих решений в нем. Произведена формализация и типизация учебной информации, которая учитывает время и показатели оценки эффективности функционирования управления качеством обучения. Сформированы наборы и последовательность множества действий над информацией, которая используется в управлении качеством обучения. Время обработки элементов учебной информации в высшем учебном заведении, считается известным на основании того, что оно регламентируется нормативными документами. Оценка длительности шага принятия управленческих воздействий определяется на основе определенного множества процедур, которые в заданной последовательности обрабатывают учебную информацию высшего учебного заведения. Определены коэффициенты важности элементов обеспечивающей информации, которые позволяют обосновать формирование управленческого воздействия. Процедуры обеспечивающей информации выполняют функции: определение параметров для конкретной процедуры, выбор и упорядочивание отобранной информации, разработка математических моделей. Определена в общем виде математическая постановка задачи, позволяющая формализовать задачу оптимизации управленческого воздействия, которое используется в управлении качеством обучения с использованием метода линейного программирования.

Ключевые слова: проблемно-ориентированные компоненты, системы управления, управления качеством обучения, информационная модель, линейное целочисленное программирование, метод Лаулера-Белла.

Полный текст статьи:
SuminSoavtori_3_18_1

РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ПРОГНОЗИРУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ ОБУЧЕНИЯ

УДК 519. 72

В.И. Сумин, О.В. Исаев,М.В. Скулков


В статье рассмотрен процесс обучения, который представляется в виде дискретного информационного потока. На каждом из этапов процесса обучения ученика проанализированы порции обучающей информации и определено качество их усвоения, с определением уровня незнания порции учебной информации. Сформированы индивидуальные характеристики и реакция ученика на каждую порцию обучающей информации. В условиях построения оптимальной обучающей системы, на основе среднего значения уровня незнания определена функция качества обучения ученика. Сформирована более адекватная оценка процесса обучения ученика, что позволяет эффективнее корректировать действующую систему обучения в процессе трансформации её характеристик. Рассмотрен алгоритм управления обучением ученика с прогнозируемым количеством контрольных проверок его знаний, что позволяет сформировать требуемое управляющее воздействие, которое для этого необходимо. С использованием исследованного алгоритма сформирован вектор вероятностей незнания учеником элементов обучающей информации. Также разработан алгоритм по формированию прогнозируемых параметров обучения ученика. Решена задача, позволяющая сравнивать оптимальную продолжительность обучения ученика, полученную экспериментально, с теоретически прогнозируемой продолжительностью процесса обучения. При этом сделан вывод об эффективности формирования прогнозируемых параметров обучения ученика. В работе разработана информационная система, использующая результаты экспериментальных значений индивидуальных параметров обучения каждого ученика и позволяющая определить индивидуальные характеристики, вычислить рейтинг и отслеживать процесс изменения параметров обучения.

Ключевые слова: алгоритм, информационная система, информационный процесс, модель взаимодействия, непрерывный информационный поток, дискретный информационный поток, параметр обучения, вектор вероятностей незнания, функция качества обучения, порция учебной информации.

Полный текст статьи:
SuminSoavtori_2_18_2.pdf

ИМИТАЦИОННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО СТРУКТУРНОЙ И ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ МОДЕЛЕЙ ИНТЕГРАЛЬНОГО ОЦЕНИВАНИЯ МОНИТОРИНГО-РЕЙТИНГОВОЙ ИНФОРМАЦИИ О ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВУЗОВ

УДК 681.3

В.В. Горячко, Я.Е. Львович


В статье рассматривается задача интегрального оценивания мониторинго-рейтинговой информации о деятельности вузов, ориентированная на возможности интеллектуальной поддержки принятия управленческих решений. Рассмотрено формализованное представление данных мониторингов и рейтингов и показана необходимость построения двухуровневой модели интегрального оценивания. Приведены наиболее целесообразные варианты структурного и параметрического представления моделей сворачивания показателей и нормирования исходной информации. Обоснована возможность проведения имитационного эксперимента по структурной и параметрической идентификации моделей. Для адаптивного выбора структуры и параметров введен критерий оптимизации в виде Хеммингового расстояния с использованием схем рандомизированного поиска. Сделан вывод об эффективности сочетания формализованных и экспертных процедур для выбора перспективных моделей интегрального оценивания на основе имитационного эксперимента.

Ключевые слова: мониторинг, рейтинг, интегральное оценивание, имитационный эксперимент, оптимизация.

Полный текст статьи:
GoriachkoLvovich_1_1_18.pdf

ОПЫТ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КУРСОВ ПРОГРАММЫ ORACLE ACADEMY

УДК 37.01

В.М. Гриняк, И.Л. Артемьева, А.В. Шуленина


Работа посвящена проблеме внедрения в учебный процесс ИТ направлений подготовки учебных курсов, создаваемых компаниями-вендорами в рамках программ академического партнёрства с учебными заведениями. Описывается многолетний опыт работы авторов в рамках программы ORACLE Academy. В настоящее время программа включает в себя семь основных полноценных учебных курсов по программированию на языке Java и базам данных, размещённых на платформе iLearning. Кроме того, имеется несколько дополнительных курсов, доступных в режиме самообучения. Авторы предлагают схему использования этих курсов в учебном процессе, которая хорошо зарекомендовала себя в течение ряда лет в Дальневосточном федеральном университете и во Владивостокском государственном университете экономики и сервиса, в том числе в магистратуре. Статья завершается оценкой актуальности, содержательности и качества этих учебных курсов, перспектив работы российских вузов с точки зрения членства в программе, даются рекомендации по организации учебно-методической работы коллектива, занимающегося развитием программы ORACLE Academy в университете. Делается вывод о том, что обращение к учебным курсам вендоров и гармоничное встраивание их в учебные планы способно существенно повысить привлекательность образовательных программ, усилить их конкурентные преимущества на рынке образовательных услуг, в том числе международном.

Ключевые слова: информационные технологии, учебный процесс, университет, студенты, Java, базы данных, Oracle Academy.

Полный текст статьи:
GrinyakSoavtori _1_1_18.pdf