WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

На правах рукописи

Пирская Анна Сергеевна

АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫМИ

ТРАЕКТОРИЯМИ СТУДЕНТОВ НА ОСНОВЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ОСВОЕНИЯ КОМПЕТЕНЦИЙ ФГОС ВПО

Специальность 05.13.06 – «Автоматизация и управление технологическими

процессами и производствами (образование)»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2012

Работа выполнена в Санкт-Петербургском национальном исследовательском университете информационных технологий, механики и оптики (НИУ ИТМО) на кафедре «Компьютерные образовательные технологии».

Научный руководитель доктор технических наук, доцент Лисицына Любовь Сергеевна

Официальные оппоненты Копыльцов Александр Васильевич, доктор технических наук, профессор, Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, заведующий кафедрой «Информатика»

Лаздин Артур Вячеславович, кандидат технических наук, доцент, НИУ ИТМО, доцент кафедры «Информатика и прикладная математика»

Ведущая организация Петрозаводский государственный университет

Защита состоится ноября 2012 года в 15.30 на заседании диссертационного совета Д 212.227.06 при НИУ ИТМО по адресу: 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д. 49, центр интернет образования.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИУ ИТМО.

Автореферат разослан 26 октября 2012 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Л.С. Лисицына

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Проблема разработки образовательных траекторий студентов связана, прежде всего, с отбором и структурированием содержания основных образовательных программ (ООП), созданием учебных планов, определяющих порядок и трудоемкость изучения дисциплин ООП, в том числе вариативных. С 2011 года все университеты России перешли на новые ООП, реализующие федеральные государственные образовательные стандарты высшего профессионального образования (ФГОС ВПО) для уровневой подготовки выпускников.



Характерной особенностью ФГОС ВПО (далее – стандартов), построенных на основе компетентностного подхода к образованию, является требование к формированию результатов освоения перечисленных в стандарте компетенций. Поэтому для разработки образовательных траекторий студентов необходимы новые концептуальные модели для извлечения конкретных результатов освоения компетенций стандартов из избыточного содержания образования (для извлечения сверху вниз). В качестве такой концептуальной модели в данной работе взята за основу модель, разработанная в НИУ ИТМО1 незадолго до ввода новых стандартов. Данная модель предназначена для извлечения результатов обучения (РО) и их компетенций из избыточного содержания образования снизу вверх. Ее применение для автоматизации управления образовательными траекториями студентов требует нового подхода к планированию и оцениванию результатов освоения компетенций стандартов в ООП. На последнем семинаре Ассоциации классических университетов России (АКУР), который прошел в МГУ 16-18 мая 2012г., были доложены основные результаты мониторинга новых ООП ряда ведущих университетов России, проведенного АКУР по заданию Минобрнауки РФ в период с октября 2011г. по март 2012г.

Основная проблема, выявленная в этом исследовании, – отсутствие логики между компетенциями ФГОС ВПО и результатами их освоения в дисциплинах ООП. Важным принципом современного образования является принцип междисциплинарности обучения, направленный в контексте новых стандартов на формирование результатов освоения различных по природе компетенций стандарта на едином содержании в дисциплинах ООП.

Поэтому разработка новых моделей и методов для планирования результатов освоения компетенций стандартов, обеспечивающих логику связей между компетенциями стандартов и их конкретными результатами освоения на основе принципа междисциплинарности обучения, и их использование в целях автоматизации управления образовательными траекториями студентов на основе оценок фактически достигнутых ими результатов освоения компетенций стандарта в процессе реализации ООП является весьма актуальной темой.

Васильев В.Н., Лисицына Л.С., Шехонин А.А. Концептуальная модель для извлечения результатов обучения из избыточного содержания образования//Науч.-техн. вестн. СПбГУ ИТМО. – СПб: СПбГУ ИТМО, 2010. Вып. 4 (68). С. 104-108.

математического, методического, алгоритмического, информационного и программного обеспечения для автоматизации управления образовательными траекториями студентов на основе результатов освоения компетенций ФГОС ВПО.

Для достижения данной цели были поставлены и решены следующие основные задачи:

а) анализ ФГОС ВПО и доработка концептуальной модели для извлечения результатов освоения компетенций стандарта из избыточного содержания образования;

б) разработка математической модели, устанавливающей связь между компетенциями стандарта и конкретными результатами их освоения в дисциплинах (модулях) ООП на основе принципа междисциплинарности обучения;

в) анализ имеющегося опыта оценивания результатов обучения студентов и разработка новой методики для автоматизации оценивания запланированных результатов освоения компетенций ФГОС ВПО в ООП;

г) анализ имеющегося опыта управления образовательными траекториями студентов и разработка новой методики для автоматизации управления образовательными траекториями студентов, обеспечивающей достижение оценки запланированных в ООП результатов освоения компетенций ФГОС ВПО не ниже, чем установленный вузом минимальный уровень;

д) разработка алгоритмов автоматизации планирования результатов освоения компетенций ФГОС ВПО в дисциплинах (модулях) различных ООП вуза на основе принципа междисциплинарности обучения;

е) разработка модели управления проектами компетентностноориентированных ООП, реализующих ФГОС ВПО или собственный образовательный стандарт (ОС) вуза, и создание информационной системы (ИС) для сетевого взаимодействия разработчиков проектов ООП вуза;

ж) апробация результатов диссертационного исследования на практике.

Методы исследования. Методы теории множеств, теории графов и гиперграфов, теории вероятности и математической статистики, методы проектирования и разработки баз данных и информационных систем, технологии объектно-ориентированного программирования.

Предметом исследования являются процессы разработки компетентностно-ориентированных ООП, реализующих ФГОС ВПО или собственный ОС вуза.

Объектами исследования являются математическое, методическое, алгоритмическое, информационное и программное обеспечение для автоматизации управления образовательными траекториями студентов на основе результатов освоения компетенций ФГОС ВПО или ОС вуза в ООП.

Научная новизна. На защиту выносятся следующие результаты, обладающие научной новизной:

а) математическая модель иерархии результатов освоения компетенций ФГОС ВПО для структуризации содержания образования ООП на основе принципа междисциплинарности обучения, обеспечивающая связь компетенций ФГОС ВПО с конкретными результатами их освоения через составные и составляющие компетенции ФГОС ВПО, дескрипторы уровней знаниевых, функциональных и мотивационно-личностных компонентов компетенций;

б) методика автоматизации управления образовательными траекториями студентов, обеспечивающая достижение оценки запланированных в ООП результатов освоения компетенций ФГОС ВПО не ниже, чем установленный вузом минимальный уровень;

в) модель управления проектами компетентностно-ориентированных ООП, реализующих ФГОС ВПО или собственный ОС вуза, которая обеспечивает формирование и систематическую модернизацию компетентностных моделей выпускников вуза.

Практическая значимость работы подтверждается результатами создания сетевой многопользовательской ИС для управления проектами компетентностно-ориентированных ООП, реализующих ФГОС ВПО или собственный ОС вуза, и использования этой системы на практике для разработки компетентностных моделей выпускников ряда новых ООП в НИУ ИТМО.

Внедрение результатов. Результаты диссертационного исследования были внедрены в учебный процесс на кафедре компьютерных образовательных технологий НИУ ИТМО при проведении курсов повышения квалификации преподавателей вузов Санкт-Петербурга в рамках проекта «Подготовка и переподготовка профильных специалистов на базе центров образования и разработок в сфере информационных технологий в Северо-Западном федеральном округе» (гос. контракт № 07.Р20.11.0028 от 07.09.2011 г.), а также при подготовке инженеров по специальности 230202 – «Информационные технологии в образовании» и магистров по направлению 230200 – «Информационные системы». Результаты диссертационного исследования были использованы при реализации ряда закупок, отобранных в рамках конкурсов, проведенных в 2010-2011гг. по Программе развития ГОУ ВПО «СПбГУ ИТМО» как национального исследовательского университета на 2009-2018 гг.

диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: научная и учебно-методическая конференция профессорскопреподавательского и научного состава НИУ ИТМО (Санкт-Петербург, 2009гг.); Всероссийская межвузовская конференция молодых ученых (СанктПетербург, 2009-2012гг.); Всероссийская научно-методическая конференция «Телематика» (Санкт-Петербург, 2009-2012гг.); Всероссийская научнопрактическая конференция с международным участием «Информационные технологии в обеспечении нового качества высшего образования» (Москва, «Информационная среда вуза XXI века» (Петрозаводск, 2011); IX Международная научно-методическая конференция «Новые образовательные технологии в вузе» (Екатеринбург, 2012); IX Международная научная конференция «Новые информационные технологии и менеджмент качества»

(Турция, 2012).

Публикации. Основные научные результаты опубликованы в печатных работах, в том числе в трех статьях, опубликованных в рецензируемых научных журналах из перечня ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация содержит введение, пять глав, заключение, список использованных источников, содержащий наименований, приложение. Основная часть работы изложена на страницах машинописного текста и содержит 53 рисунка и 13 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика исследуемой проблемы, обосновывается актуальность темы диссертационной работы, определяется объект и предмет исследований, формулируется цель и задачи исследования, показана научная новизна результатов и практическая значимость работы.

Дана краткая аннотация глав диссертации.

Первая глава диссертации посвящена обзору и анализу состояния проблемы автоматизации управления образовательными траекториями студентов в условиях перехода на новые ООП, реализующие ФГОС ВПО.

Анализ показал, что формулировки общекультурных и профессиональных компетенций (ОК и ПК) в стандартах являются рамочными, что дает большую свободу при разработке результатов их освоения в ООП.

Характерной особенностью компетенций стандарта является то, что они, как правило, содержат не одну, а несколько взаимосвязанных между собой формулировок. Структура записи компетенции стандарта имеет следующий вид:

КОМПЕТЕНЦИЯ: = Способность (готовность) [деятельность где конструкция [*] может повторяться многократно. Понятие деятельность в ней задается глагольной группой (применять для создания информационных систем и технологий в образовании; разрабатывать и т.п.), а объект деятельности – именной (информационно-образовательные среды; средства реализации информационных технологий и т.п.).

Показано, что с точки зрения автоматизации процесса извлечения конкретных результатов освоения компетенции стандарта, наиболее перспективным является подход, в котором разработчики ООП вначале выделяют составные компетенции стандарта, устанавливают для них минимальные (ожидаемые) уровни формирования результатов их освоения, а затем определяют на основе принципа междисциплинарности составляющие компетенции стандарта в дисциплинах (модулях) ООП.

В основе разработки формулировок составных и составляющих компетенций стандарта хорошо известная методика поочередной детализации (уточнения) объектов и видов деятельности выпускника ООП.

Для разработки формулировок составных компетенций стандарта рассмотрены следующие варианты деления формулировки компетенции стандарта на составные: деление единственной формулировки с уточнением в них объектов и (или) видов деятельности, простое деление сложной формулировки, деление сложной формулировки с уточнением в них объектов и (или) видов деятельности. Целесообразность деления компетенции стандарта на то или иное количество составных компетенций определяется разработчиком ООП, исходя из профиля данной программы и различия требований к ожидаемым уровням их формирования.

Требования к ожидаемым уровням формирования составных компетенций стандарта задаются в виде дескрипторов знаний, умений и личностных качеств, определяющих дифференциацию понятий «должен знать», «должен уметь делать» и «должен относиться к осуществляемой деятельности» соответственно. В работе проводится анализ известных подходов к дифференциации знаний, умений и навыков в профессиональных стандартах, в европейских рамках квалификаций, а также в международных стандартах ABET, CDIO, EUR-ACE и т.п. Показано, что действующий в НИУ ИТМО тарификатор результатов обучения (компетенций) хорошо согласуется с их требованиями к уровням формирования компетенций и может быть взят за основу в данном исследовании.

Составляющие компетенции стандарта и их результаты освоения заявляются (планируются) преподавателями дисциплин (модулей) ООП.

Известно, что для этого разработчик ООП составляет матрицу компетенций стандарта, устанавливающую соответствие составных компетенций стандарта с ожидаемыми уровнями их формирования и дисциплин (модулей) из учебного плана ООП. Таким образом, потенциальный преподаватель той или иной дисциплины получает задание, в котором установлен перечень компетенций стандарта и их составных компетенций с установленными требованиями к ожидаемому уровню их формирования в дисциплине (модуле). Рассмотрены два варианта разработки составляющих компетенций стандарта. Первый вариант основан на дальнейшей детализации объектов и (или) видов деятельности составной компетенции стандарта, а второй – на совместной детализации объектов и (или) видов деятельности нескольких составных компетенций стандарта.

Для этого разработчик должен вначале установить причинно-следственные связи на множестве составных компетенций стандарта дисциплины (модуля) и построить соответствие «быть основой» на их уточненных объектах деятельности. Например, формулировка компетенции «Способность проектировать цифровые схемы хранения и обработки информации для разработки информационных средств информационных технологий» является одной из составляющих компетенций в дисциплине «Информатика» ООП, реализующей ФГОС ВПО направления 230400 – «Информационные системы и технологии» на уровне бакалавра, и построена для извлечения результатов освоения двух составных компетенций стандарта ОК-6.1 – «Владение широкой общей подготовкой (базовыми знаниями) по информатике для решения практических задач в области информационных систем и технологий» (с уровнями З2-У2-СЛ1) и ПК-12.3 – «Способность разрабатывать информационные средства реализации информационных технологий» (с уровнями З1-У1-СЛ1) на общем содержании этой дисциплины. Следует заметить, что количество составляющих компетенций стандарта в дисциплине (модуле) определяет количество разделов в содержании этой дисциплины (модуля).

Результаты освоения компетенций стандарта представляют набор конкретных знаний, умений и навыков (ЗУН), которые должны быть у студента для формирования соответствующих им составляющих компетенций в дисциплине (модуле). ЗУН формулируются в соответствии с ожидаемыми уровнями по тарификатору результатов обучения (компетенций), они содержат только те знания, умения и навыки, которые сможет зафиксировать, измерить и оценить преподаватель данной дисциплины. Для этого у преподавателя дисциплины должны быть соответствующие оценочные средства, обеспечивающие текущий, рубежный и промежуточный контроль всех заявленных результатов освоения компетенций стандарта в дисциплине. При этом характеристики учебной нагрузки являются их важнейшими идентификаторами. Так, знаниевый компонент для составляющей компетенции стандарта планируется в НИУ ИТМО на следующих четырёх уровнях: уровень знакомства (З1), уровень воспроизведения и применения (З2), уровень понимания и продуктивного применения (З3), уровень трансформации (извлечения) новых знаний (З4), а функциональный компонент – на следующих четырёх уровнях: выполнять предписанные инструкцией, алгоритмом и т.п. действия (У1), решать типовые задачи с выбором известного метода, способа и т.п. (У2), решать нестандартные задачи путем комбинации известных методов, способов и т.п.

(У3), исследовать проблемы и находить новые методы, способы их решения (У4). Умения характеризуют способность выбирать, оптимизировать, интерпретировать и т.д. на основе полученных знаний, а навыки – способность применять, создавать, моделировать и т.п. на основе полученных знаний при условии многократного закрепления таких способностей с использованием конкретных инструментальных средств, технологий, методов, оборудования и т.п. Например, в разделе информатики «Представление и кодирование информации» формируются следующие результаты освоения приведенной выше составляющей компетенции, построенной на принципах междисциплинарного обучения:

Результаты освоения компетенции стандарта ОК-6 (знания: правила перевода чисел из одной системы счисления в другую, метод кодирования длины серии, метод относительного кодирования, метод частотно-зависимого кодирования, метод кодирования на основе адаптивного словаря, метод кодирования Хемминга; умения:

уменьшать избыточность кодов с целью сжатия информации, строить коды с обнаружением и исправлением ошибок, переводить числовые данные из одной системы счисления в другую, кодировать числа, символьные данные и изображения.

Результаты освоения компетенции стандарта ПК-12 (знания:

актуальные проблемы теории информации, формы представления информации в информационных системах; умения: определять формы представления и кодирования информации в информационных системах).

Проведен анализ существующих автоматизированных балльнорейтинговых систем вузов для планирования и оценивания результатов обучения студентов. Анализ выявил основной недостаток систем: на текущий момент в них оценивается лишь результативность студентов по дисциплине (модулю) в целом, без привязки этих оценок к компетенциям стандарта. Поэтому ближайшей задачей модернизации таких систем станет доработка технологии, обеспечивающей накопление и обработку оценок не только по дисциплине (модулю), но и по компетенциям стандарта по всем дисциплинам (модулям) ООП. Это позволит в дальнейшем решить задачу автоматизации управления образовательными траекториями студентов в новой постановке. Управляющее воздействие в системе должно быть направлено на достижение оценок результатов освоения компетенций стандарта в ходе обучения и к моменту завершения ООП должно быть не ниже, чем установленный вузом минимальный уровень.

Вторая глава посвящена разработке математической модели иерархии результатов освоения компетенций ФГОС ВПО для автоматизации управления образовательными траекториями студентов, включающей в себя модель логики компетенции стандарта с конкретными результатами ее освоения и компетентностную модель выпускника ООП.

Пусть C - множество компетенций ФГОС ВПО для реализации ООП, а kc – мощность множества C. Пусть ЗУСЛ – множество дескрипторов знаний, умений и личностных качеств для различных уровней их формирования; а ky – количество таких уровней в тарификаторе. Построим модель иерархии результатов освоения некоторой компетенции сi С, где i 1, k c, в виде корневого дерева Тi(Yi, Ri) высотой h(Тi) = 3 (рис. 1), здесь Yi – множество вершин, а Ri - множество дуг дерева. Множество Yi = {yi0} Yi Yi3, где yi0 – корень дерева, моделирующий совокупный результат Yi освоения компетенции сi С; Yi1, Yi2 – подмножества вершин дерева 1-го и 2-го уровня, моделирующих результаты освоения ее составных и составляющих компетенций соответственно; Yi3 – подмножество вершин 3-его уровня (листья дерева), моделирующих результаты освоения компетенции сi, ожидаемые после завершения ООП. Результаты освоения составляющих компетенций стандарта описываются в виде дескрипторов знаний, умений и личностных качеств, установленных на множестве ЗУСЛ.

Рисунок 1 – Моделирование логики компетенции ФГОС ВПО с конкретными Дерево Тi(Yi, Ri) является моделью описания планируемых (ожидаемых) результатов освоения компетенции сi С. Для установления связи планируемых результатов освоения компетенции сi С с конкретными результатами обучения построим модель образовательного пространства Q в виде состояний Х={х0, х1, …}, в котором каждое состояние хj Х, где j 1, k c моделирует достижение некоторого результата обучения (РО), идентифицируемого определенным набором знаний («должен знать конкретные модели, методы, правила, спецификации и т.п.»), умений («должен уметь выполнять конкретные действия, например, уменьшать избыточность кода, переводить числовые данные из одной системы счисления в другую, определять метрические характеристики графа и т.п.») и навыков («должен владеть конкретной технологией, оборудованием, языком программирования и т.п. для создания конкретных продуктов, решения конкретных задач и т.п.»). Состояние х0 соответствует началу процесса подготовки студентов по ООП, реализующей ФГОС ВПО. Каждый РО в пространстве Q извлекается из избыточного содержания образования в предметной области обучения преподавателем экспертно и является неделимым, т.к. формирование его набора знаний, умений и навыков (ЗУН) происходит на едином содержании образования в дисциплинах (модулях) ООП. Следует заметить, что при извлечении РО могут быть использованы различные вспомогательные модели, например, онтологические модели предметных областей, устанавливающие причинно-следственные связи между всеми возможными ЗУН в этой области. Характерной особенностью пространства Q является то, что множество Х= Х1... Хj … состоит из упорядоченных подмножеств Хj, включающих в себя сопоставимые (сравнимые) состояния образовательного процесса для достижения j-го РО на различных уровнях k 1, k y.

Пусть Мi – множество путей в дереве Тi(Yi, Ri), идущих из корня дерева yi0 к его листьям. Построим отображение : Мi Х, которое устанавливает соответствие между планируемыми результатами освоения компетенции ФГОС ВПО сi С с конкретными результатами ее освоения в пространстве Q. На рисунке 1 схематично представлены различные варианты отображений. Планируемый результат освоения компетенции сi С, моделируемый маршрутом i1 Mi, отображается в некоторое состояние (оно отмечено звездочкой) из упорядоченного подмножества Хj. Здесь предшествующие состояния в подмножестве Хj соответствуют результатам освоения соответствующей составляющей компетенции для сi С на уровнях, ниже ожидаемого, а последующие состояния – на уровнях, выше ожидаемого. Планируемый результат освоения компетенции сi С, моделируемый маршрутом ik Mi, отображается в ряд вариативных состояний из подмножества Хl, где X l X. Все вариативные состояния соответствуют планируемому уровню результата, но отличаются способом формирования его навыков (применяемой технологией, оборудованием, языком программирования и т.п.).

Для построения модели ожидаемого результата освоения всех компетенций ФГОС ВПО или компетентностной модели выпускника (КМВ) междисциплинарности обучения при разработке составляющих компетенций приводит к тому, что:

На рисунке 2 показаны две такие вершины в графе G(Y, R). Каждая из них моделирует различные результаты освоения составляющей компетенции для сi, сj С, формируемых на едином содержании дисциплин (модулей) ООП.

При этом в дальнейшем при построении план-графа соответствующие им состояния образовательного процесса должны быть бинарной дугой с нулевым весом (на рисунке 2 такая дуга связывает пару вершин, отмеченных звездочками, в различных подмножествах Хj и Хl).

Модель G(Y, R) структурирует содержание образования ООП на основе результатов освоения компетенций ФГОС ВПО. При построении модели образовательного процесса ООП в виде план-графа была установлена следующая новая их особенность, связанная с переходом на ФГОС ВПО.

Множество вершин истока I r гиперребра p r может содержать подмножества альтернативных вершин (рис. 3), достижение хотя бы одной такой вершины не потребует достижения других вершин данного подмножества.

Например, для формирования способности управлять данными в информационных системах необходимо предварительно сформировать способность применять ту или иную технологию баз данных (MS SQL, Oracle или MS Access). Для управления образовательной траекторией студента по такому план-графу потребуется установить набор тех навыков в результатах освоения компетенций стандарта, которые отражают предпочтения потенциальных работодателей выпускников ООП.

Рисунок 2 – Компетентностная модель выпускника ООП Рисунок 3 – Гиперребро план-графа с подмножеством альтернативных вершин в Третья глава посвящена разработке методики для автоматизации оценивания результатов освоения компетенций ФГОС ВПО в ходе реализации ООП. Методика построена на структуризации содержания образования в дисциплинах ООП на основе результатов освоения компетенций стандарта. Каждый раздел содержания дисциплины неразрывно связан с определенной компетенцией стандарта, результатами ее освоения и характеристикой учебной нагрузки для их формирования.

Для хранения количества составных компетенций каждой компетенции стандарта ci введем множество N, мощность которого N k c. В таком случае общее количество составных компетенций стандарта в КМВ ООП определяется как k c1 ni, где ni N - количество составных компетенций для компетенции ci.

Для хранения количества составляющих компетенций стандарта введем матрицу L: kc max(ni). Количество элементов в i-ой строке матрицы совпадает с числом ni составных компетенций для ci. Элемент матрицы lij определяет количество составляющих компетенций j-ой составной компетенции стандарта ci.

Для хранения количества результатов освоения составляющих компетенций стандарта введем трехмерную матрицу P: kc max(ni) max(lij).

Количество элементов в i-той строке матрицы совпадает с числом ni составных компетенций для ci. Количество элементов в j-ой строке матрицы совпадает с числом lij составляющих компетенций для ci. Элемент матрицы pijk определяет количество планируемых результатов освоения составляющих компетенций j-ой составной компетенции стандарта ci. В таком случае общее количество результатов освоения составляющих компетенций стандарта в компетенций стандарта в КМВ ООП определяется как k c 2 k c 3 k s, где k s – количество составляющих компетенций, формирующих составные компетенции различных компетенций стандарта в соответствии с принципом междисциплинарности обучения.

Построим функцию, устанавливающую характеристику учебной нагрузки wk (в часах) того раздела дисциплины, в котором формируются результаты освоения компетенции стандарта ci C, моделируемые в КМВ Максимальная оценка результатов освоения компетенции ci, моделируемой вершиной yi 0 в модели G(Y, R) на момент итоговой оценка результатов освоения составных компетенций стандарта, моделируемых вершинами в подмножестве Yi1 ; w j - трудоемкость формирования результатов освоения составных компетенций, моделируемых подмножеством вершин Yi1 ; wi - общая трудоемкость формирования результатов освоения компетенции стандарта, моделируемой вершиной yi 0, освоения составляющих компетенций в дисциплине (модуле) ООП, моделируемых подмножеством вершин Y j 2 ; wk - трудоемкость формирования результатов освоения составляющих компетенций в дисциплине (модуле) ООП, установленная на основе рабочих программ дисциплин (РПД).

Трудоемкость формирования результатов освоения составных освоения составляющих компетенций в дисциплине (модуле) ООП O k устанавливается на основе РПД.

Минимальные оценки результатов освоения компетенций стандарта, составных компетенций стандарта, составляющих компетенций стандарта определяются на основе установленного в вузе минимального уровня kmin от соответствующей максимальной оценки, т.е. Oi* Oi kmin, O * O j k min, Ok Ok kmin.

Оценка фактических результатов освоения компетенции стандарта, продемонстрированных студентом к моменту итоговой государственной аттестации, определяется в виде рейтинга как Ri 100%, где OiS Oi фактическая оценка, накопленная студентом за все результаты освоения компетенции ci стандарта. Предложенная методика используется для автоматизации управления образовательными траекториями студентов.

Методика управления образовательными траекториями основана на прогнозировании тенденций процесса накопления фактических оценок результатов освоения компетенций стандарта по устранению угрозы недостижения ее минимальной (пороговой) оценки на момент завершения ООП.

Четвертая глава посвящена созданию сетевой многопользовательской ИС для управления проектами компетентностно-ориентированных ООП вуза.

Система разработана на основе базовых Интернет-технологий и доступна по адресу http://competenceoop.dce.ifmo.ru. Размещение системы в сети Интернет обеспечивает прозрачность и доступность для обсуждения результатов обучения ООП, отвечая требованиям построения единого общеевропейского образовательного пространства.

Система позволяет создавать новые учетные записи пользователей и управлять правами их доступа к ресурсам системы, создавать новые и модифицировать существующие проекты ООП, управлять версиями проекта непротиворечивость, документировать проект ООП на различных уровнях представления КМВ.

В системе реализована многоуровневая модель управления проектом ООП вуза, обеспечивающая систематический пересмотр конкретных результатов освоения компетенций соответствующего ФГОС ВПО (рис. 4). В системе предусмотрены следующие роли пользователей: администратор системы, главный разработчик ООП, разработчик рабочей программы дисциплины, работодатель, выпускник, гость. В диссертации описаны права доступа и основные функции данных ролей пользователей. Реализованный в системе сценарий взаимодействия различных ролей пользователей обеспечивает функционирование данной модели управления проектами различных ООП вуза, реализующих ФГОС ВПО или ОС вуза.

Рисунок 4 – Модель управления проектом ООП в системе В диссертации разработана методика развертывания системы в информационно-образовательной среде вуза, которая предусматривает использование следующих средств: веб-сервер Apache версии 2.2 или выше (дополнительные модули: mod_rewrite, mod_deflate); интерпретатор PHP версии 5.2.4 или выше (дополнительные модули: ctype, spl, pcre, bcmath, mysql, pdo_mysql, json, mbstring); MySQL версии 5.1 или выше; в конфигурации виртуального хоста Apache должна быть задана директива, разрешающая использование.htaccess (AllowOverride All); библиотека PHP Zend Framework.

Пятая глава посвящена использованию на практике результатов диссертационного исследования. Сетевая многопользовательская ИС для управления проектами компетентностно-ориентированных ООП вуза была использована на курсах повышения квалификации преподавателей вузов Санкт-Петербурга в 2011 году в рамках выполнения проекта «Подготовка и переподготовка профильных специалистов на базе центров образования и разработок в сфере информационных технологий в Северо-Западном федеральном округе». В настоящее время каталог ФГОС ВПО в системе содержит 26 наименований. В системе имеются также два ОС НИУ ИТМО по подготовке магистров, установлено соответствие между их компетенциями и компетенциями соответствующих ФГОС ВПО. Количество различных проектов ООП в системе – 69, количество проектов различных рабочих программ дисциплин – 189. В диссертации приведены сведения об использовании результатов исследования в учебном процессе НИУ ИТМО по подготовке специалистов и магистров направления «Информационные системы».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках проведенного диссертационного исследования были получены следующие результаты, обладающие научной и практической значимостью.

1. Разработана математическая модель иерархии результатов освоения компетенций ФГОС ВПО для структуризации содержания образования ООП на основе принципа междисциплинарности обучения, обеспечивающая связь компетенций ФГОС ВПО с конкретными результатами их освоения через составные и составляющие компетенции ФГОС ВПО, дескрипторы уровней знаниевых, функциональных и мотивационно-личностных компонентов компетенций.

2. Разработана методика автоматизации управления образовательными траекториями студентов, обеспечивающая достижение оценки запланированных в ООП результатов освоения компетенций ФГОС ВПО не ниже, чем установленный вузом минимальный уровень.

3. Разработана модель управления проектами компетентностноориентированных ООП, реализующих ФГОС ВПО или собственный ОС вуза, которая обеспечивает формирование и систематическую модернизацию компетентностных моделей выпускников вуза.

4. Создана сетевая многопользовательская информационная система для управления проектами компетентностно-ориентированных образовательных программ, реализующих ФГОС ВПО или собственный ОС вуза.

5. Созданная система использована в 2011 году на курсах повышения квалификации преподавателей вузов Санкт-Петербурга; в ее среде разработаны 69 проектов ООП, реализующих ФГОС ВПО или ОС НИУ ИТМО.

6. Разработана методика развертывания системы в информационнообразовательной среде вуза.

7. Результаты диссертационного исследования используются в учебном процессе кафедры «Компьютерные образовательные технологии»

НИУ ИТМО при подготовке специалистов и магистров направления «Информационные системы».

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Лисицына Л.С., Пирская А.С., Щербакова И.Ю. Управление образовательными траекториями по формированию универсальных компетенций // Открытое и дистанционное образование. Томск, 2009. № (35). С.25-34.

2. Лисицына Л.С., Пирская А.С. Разработка универсальных компетенций и управление образовательными траекториями// Информатизация образования и науки. М., 2010. №1(15). С. 102-114.

3. Пирская А.С. Методика оценивания компетенций выпускника // Научнотехнический вестник Санкт-Петербургского университета информационных технологий, механики и оптики. СПб, 2012. Вып. № (77). С. 135-141.

Пирская А.С. Электронный практикум для освоения универсальных инструментальных компетенций в области информационных технологий //Сб. трудов конференции молодых ученых. Выпуск 6. Информационные технологии. СПб, 2009. С.400-406.

Абрамов И.В., Лисицына Л.С., Пирская А.С. Проектирование компетентностно-ориентированного содержания модульных дисциплин для предпрофильной подготовки выпускников вузов// Тр. XVI Всероссийской научно-метод. конференции «Телематика'2009». СПб, образовательными траекториями для разработки модульных компетентностно-ориентированных образовательных программ вуза// Тр.

Всерос. научно-практ. конференции с международным участием «Информационные технологии в обеспечении нового качества высшего образования (14-15 апреля 2010г., Москва, НИТУ «МИСиС»)». М.:

Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов НИТУ «МИСиС», 2010. Кн. 3. С. 75-86.

Пирская А.С. Автоматизация планирования образовательного процесса с альтернативными результатами обучения в компетентностной модели выпускника //Сб. тезисов докладов конференции молодых ученых, Выпуск 1. Труды молодых ученых. СПб: СПбГУ ИТМО, 2010. С.71-73.

Пирская А.С. Автоматизация управления образовательными траекториями для моделирования образовательного процесса с альтернативными результатами обучения// Тр. XVII Всерос. научнометод. конференции «Телематика'2010». СПб, 2010. Т. 1. С. 191.

Пирская А.С. Исследование модели образовательного процесса для автоматизации управления вариативными образовательными траекториями обучения//Сб. тезисов докладов конференции молодых ученых, Вып. 3. Труды молодых ученых/ Гл. редактор д.т.н., проф. В.О.

Никифоров. СПб: СПбГУ ИТМО, 2011. С.34-36.

10. Лисицына Л.С., Першин А.А., Пирская А.С. Технология для интернетподдержки проектирования результатов освоения основных образовательных программ, реализующих ФГОС ВПО// Тр. XVIII Всерос.

научно-метод. конференции «Телематика'2011». СПб, 2011. Т. 1. С. 166Пирская А.С. Автоматизация синтеза образовательных траекторий по формированию результатов обучения//Труды XVIII Всероссийской научно-методической конференции «Телематика'2011». - СанктПетербург, 2011. Т. 1. С. 167-168.

12. Пирская А.С. Методика планирования и оценивания пакета компетенций студентов//Информационная среда вуза XXI века: материалы V международной научно-практ. конференции (26-30 сентября 2011г.).

Петрозаводск, 2011. С.149-152.

13. Лисицына Л.С., Першин А.А., Пирская А.С. Автоматизация управления проектами компетентностно-ориентированных образовательных программ вузов//Доклады IХ Международной научной конференции «Новые информационные технологии и менеджмент качества»/Редкол.:

А.Н. Тихонов и др.; ФГУ ГНИИ ИТТ «Информика». М.: ООО «АртФлеш», 2012. С. 24-27.

14. Пирская А.С. Модель для планирования и оценивания компетенций выпускника//Труды XIX Всерос. научно-метод. конференции «Телематика'2012». СПб, 2012. Т. 1. С. 139-140.



 
Похожие работы:

«Дунаева Ольга Александровна ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ СИНАПТИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИМПУЛЬСНЫХ НЕЙРОНОВ С ЗАПАЗДЫВАНИЕМ Специальность 05.13.18 — математическое моделирование, численные методы и комплексы программ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Ярославль – 2011 Работа выполнена на кафедре дискретного анализа Ярославского государственного университета им. П.Г. Демидова доктор физико-математических наук, профессор Научный...»

«Мячин Михаил Леонидович ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНЫХ РЕЖИМОВ В СЕТЯХ ИМПУЛЬСНЫХ НЕЙРОНОВ Специальность 05.13.18 — математическое моделирование, численные методы и комплексы программ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Ярославль – 2009 Работа выполнена на кафедре компьютерных сетей Ярославского государственного университета им. П.Г. Демидова Научный кандидат физико-математических наук, руководитель – доцент Глызин Сергей...»

«ПОЙДА Алексей Анатольевич  ПОИСК СЦЕНАРИЕВ СОБЫТИЙ НА ГРИДЕ ИСТОЧНИКОВ  ДАННЫХ ОБ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ  Специальность 05.13.11 – математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук   Москва – 2009 Работа выполнена на кафедре системного программирования факультета вычислительной математики и...»

«УДК 621.382 Глушко Андрей Александрович МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ КНИ КМОП СБИС С СУБМИКРОННЫМИ ПРОЕКТНЫМИ НОРМАМИ 05.13.12 – Системы автоматизации проектирования (в промышленности) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2011 Работа выполнена в Московском государственном техническом университете имени Н.Э. Баумана Научный руководитель : член-корреспондент РАН, доктор технических наук, профессор Шахнов Вадим Анатольевич...»

«Байдин Василий Григорьевич Математические и вычислительные подходы к повышению качества сейсмических изображений на основе моделирования упругих волновых полей Специальность 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва – 2013 Работа выполнена на кафедре вычислительной математики Московского физико-технического института (государственного...»

«Толстихин Илья Олегович Неравенства концентрации вероятностной меры в трансдуктивном обучении и PAC-Байесовском анализе Специальность 05.13.17 — Теоретические основы информатики Автореферат Диссертация на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук Москва — 2014 Работа выполнена в отделе Интеллектуальных систем Федерального государственного бюджетного учреждения науки Вычислительный центр имени А. А. Дородницына Российской академии наук. Научный руководитель...»

«Матвеев Евгений Леонидович ОПТИМИЗАЦИЯ КВАНТИЛЬНОГО КРИТЕРИЯ ПРИ ВЫПУКЛОЙ ЦЕЛЕВОЙ ФУНКЦИИ С ПОМОЩЬЮ СТОХАСТИЧЕСКОГО КВАЗИГРАДИЕНТНОГО АЛГОРИТМА Специальность 05.13.01 Системный анализ, управление и обработка информации (авиационная и ракетно-космическая техника) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва, 2010 Работа выполнена на кафедре Теории вероятностей Московского авиационного института (государственного технического...»

«Сучков Егор Петрович Реконструкция эволюции равновесия тороидальной плазмы Специальность 05.13.18 – математическое моделирование, численные методы и комплексы программ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва – 2012 Работа выполнена на кафедре автоматизации научных исследований факультета Вычислительной математики и кибернетики Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова. Научный руководитель : доктор...»

«Достовалов Дмитрий Николаевич СПЕЦИФИКАЦИЯ И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ МОДЕЛЕЙ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ 05.13.11 – Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск – 2014 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Новосибирский государственный...»

«БОТОВ ПАВЕЛ ВАЛЕНТИНОВИЧ ОЦЕНКИ ВЕРОЯТНОСТИ ПЕРЕОБУЧЕНИЯ МНОГОМЕРНЫХ СЕМЕЙСТВ АЛГОРИТМОВ КЛАССИФИКАЦИИ 05.13.17 теоретические основы информатики Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва, 2011 Работа выполнена на кафедре интеллектуальных систем Московского физико-технического института (государственного университета) Научный руководитель : доктор физико-математических наук, Воронцов Константин Вячеславович Официальные...»

«БРЫКСИН ВИТАЛИЙ МИХАЙЛОВИЧ РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ И ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ОЦЕНКИ УРОЖАЙНОСТИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Барнаул – 2009 Работа выполнена в лаборатории сетевых информационных технологий Автономного учреждения Ханты-Мансийского автономного округа – Югры Югорский...»

«ПОПКО ЕВГЕНИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ГЕНЕТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ В ДИЭЛЕКТРИКАХ Специальность 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Екатеринбург – 2009 Работа выполнена на кафедре вычислительной техники в ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет – УПИ имени первого Президента России Б.Н....»

«Бледнов Виталий Александрович РАЗРАБОТКА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СЛОИСТОЙ СТРУКТУРЫ ПЛАЗМЕННЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ ПОРОШКОВ МЕТАЛЛОВ Специальность 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Новосибирск - 2011 Работа выполнена в Учреждении Российской Академии наук Институте теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича...»

«Торгонин Евгений Юрьевич РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ ПРИ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ЖИДКОСТЕЙ В СИСТЕМАХ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ Специальность 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (в наук е и технике) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Белгород – 2014 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Белгородский...»

«Фиалко Надежда Сергеевна МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕНОСА ЗАРЯДА В ДНК Специальность: 05.13.18 – математическое моделирование, численные методы и комплексы программ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Пущино 2007 Работа выполнена в Институте математических проблем биологии РАН (г. Пущино) Научный руководитель : доктор физико-математических наук, профессор Лахно Виктор Дмитриевич Официальные доктор физико-математических наук,...»

«Скидин Антон Сергеевич Разработка эффективных методов кодирования для повышения пропускной способности современных линий волоконно-оптической связи Специальность 05.13.17 – Теоретические основы информатики АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук Красноярск – 2011 Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте вычислительных технологий Сибирского отделения РАН, г. Новосибирск. Научный руководитель : доктор...»

«АРБУХАНОВ РУСТАМ АБДУЛАЕВИЧ Разработка методов оценки надежности централизованного компьютеризированного производства технологической оснастки. Специальность: 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (технические системы) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Махачкала - 2007 2 Работа выполнена в Дагестанском государственном техническом университете Научный руководитель : – доктор технических...»

«Черноусова Елена Олеговна БЕСПЕРЕБОРНЫЕ МЕТОДЫ КРОСС-ВАЛИДАЦИИ ДЛЯ ОЦЕНИВАНИЯ ОБОБЩАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ РЕГРЕССИОННЫХ МОДЕЛЕЙ Специальность 05.13.17 – Теоретические основы информатики АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва, 2013 Работа выполнена на кафедре Интеллектуальные системы Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования Московский физико-технический...»

«КОСТОУСОВ Андрей Викторович ЗАДАЧА НАВИГАЦИИ ПО РАДИОЛОКАЦИОННЫМ ИЗОБРАЖЕНИЯМ ТОЧЕЧНЫХ ОРИЕНТИРОВ 05.13.18 математическое моделирование, численные методы и комплексы программ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Екатеринбург 2006 Работа выполнена на кафедре информатики и процессов управления Уральского государственного университета им. А.М. Горького. Научный руководитель : член-корреспондент РАН, доктор физико-математических...»

«Мо Зо Тве ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫМ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ КОМПЛЕКСОМ Специальность: 05.13.06 Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в приборостроении) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2013 г. Работа выполнена на кафедре Систем автоматического управления и контроля в Национальном исследовательском университете МИЭТ. Научный руководитель : доктор технических...»








 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.