Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ проблемы предъявления содержания обучения и постановка задач исследования
1.1. Методы структуризации содержания обучения 12
1.1.1. Онтология предметной области 12
1.1.2. Анализ процесса обучения 14
1.1.3. Задача разработки учебного плана 20
1.2.3. Модельные формы представления информации, применяемые в современной дидактике
1.2. Анализ современного состояния процесса обучения студентов педагогических вузов
1.3. Планирование предъявления содержания обучения 38
1.4. Постановка задач исследования 52
Выводы по главе 1 58
ГЛАВА 2. Модель структуризации содержания обучения на основе построения иерархической понятийной сети
2.1. Требования к процессу формализации знаний в среде профессиональной подготовки
2.2. Определение методологии формализованного представления педагогических знаний
2.3. Модель структуризации содержания обучения на основе остроения иерархической понятийной сети знания
2.4 Модель процесса выбора и предъявления содержания обучения
Выводы по главе 2 85
ГЛАВА 3. Методика оценки эффективности процесса обучения
3.1. Методика оценки семантической сложности графовых моделей учебных элементов 87
3.2. Рекомендации по применению модели структуризации содержания обучения на основе построения иерархической понятийной сети знания и методики формирования и оценки семантической сложности графовых моделей УЭ 97
Выводы по главе 3 114
ГЛАВА 4. Результаты эксперимента. Оценка эффективности полученных результатов
Выводы по главе 4 123
Заключение 124
Список использованных источников 127
Приложения 141
- Анализ современного состояния процесса обучения студентов педагогических вузов
- Определение методологии формализованного представления педагогических знаний
- Модель процесса выбора и предъявления содержания обучения
- Рекомендации по применению модели структуризации содержания обучения на основе построения иерархической понятийной сети знания и методики формирования и оценки семантической сложности графовых моделей УЭ
Введение к работе
Развитие компьютерной техники, преобразование социально-экономических взаимоотношений способствует появлению необходимости разработки методов формализации задач управления в социальных системах, в том числе в образовании.
Современное состояние процесса подготовки будущих учителей свидетельствует о наличии принципиального противоречия между декларируемой в руководящих документах необходимостью подготовки высококвалифицированных кадров для школ страны и недостаточностью во многих высших учебных заведениях (ВУЗ) необходимых материальных и человеческих ресурсов.
Происходящие уже 20 лет в Российской Федерации реформы затрагивают все стороны политической и экономической жизни государства. Данное утверждение относится в том числе к процессу подготовки новых специалистов. В рамках происходящих изменений особое внимание уделяется инновационным подходам и методам, позволяющим повысить эффективность использования имеющихся средств обучения в условиях ограниченности материальных ресурсов.
Кроме того, обеспечение должного уровня подготовки сегодня сопряжено с возрастающими трудностями, характеризующимися как усиление объективных противоречий: — между необходимостью обеспечения страны высокопрофессиональ ными кадрами и реальным снижением мотивационной направленности у сту дентов вузов; - между постоянно повышающимися требованиями к уровню подго товленности специалистов и недостатком необходимых материальных средств на организацию учебного процесса; между высоким уровнем интеллектуальной нагрузки, необходимостью освоения значительного объема учебного материала и отсутствием необходимых навыков умственной и практической деятельности, в том числе навыков абстрактного и логического мышления, конспектирования и т.д.; между традиционными групповыми формами обучения, принятыми в вузе, и необходимостью индивидуального подхода к студентам, недостаточно полно усваивающим содержание обучения.
Таким образом, перед руководителем учебного заведения, перед организаторами учебного процесса встает принципиальный вопрос: как в конкретных условиях реально обеспечить подготовку специалистов уровня, определенного требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (ГОС ВПО).
Выше обозначенные противоречия в исходных положениях процесса обучения позволяют утверждать, что в настоящее время назрела необходимость кардинального повышения эффективности обучения за счет использования каких-то дополнительных резервов. Таким резервом может стать внедрение в практику процесса подготовки специалистов новых методов и средств систематизации содержания предметных областей обучения, что дает возможность повысить эффективность процесса обучения за счет внедрения наукоемких способов планирования представления обучающего материала.
Настоящее диссертационное исследование, посвященное проблеме формализации задачи управления процессом обучения в вузе на основе построения иерархической понятийной сети знания, непосредственно базируется на результатах исследований российских, советских и зарубежных ученых. При решении задачи обучения как задачи управления используется богатый опыт теории и практики управления сложными системами. Проблемам системного анализа, обработки информации и управления сложными системами посвящены работы Н.Н. Моисеева, Ф.И. Перегудова, А.Н. Печникова, Д.А. Поспелова, А.И. Уемова, Б.С. Флейшмана и др., а также Дж. Кантера, Дж.
Клира, К. Негойце, М. Месаровича, И. Такахары и др. Научные проблемы, связанные с исследованиями и разработкой вопросов методологии организации учебного процесса отражены в работах В.Ю. Агапова, Г.Н. Арсеньева, Ю.К. Бабанского, А.И. Берга, В.П. Беспалько, Ю.Ф. Волынца, П.Я. Гальперина, А.И. Годунова, Л. Заде, Л.П. Леонтьева, СИ. Маслова, В.П. Мизенце-ва, И.В. Роберт, А.Н., Розенберга, В.Я. Филиппова, Н.Ф. Талызиной, В.Я. Цветкова и других отечественных и зарубежных ученых.
Анализ современного состояния процесса профессиональной подготовки по физико-математическим дисциплинам, в частности, позволил выявить следующие локальные противоречия: между постоянно повышающимися требованиями к уровню подготовленности специалистов и отсутствием недостатком материальных средств на организацию учебного процесса; между высоким уровнем интеллектуальной нагрузки, необходимостью освоения значительного объема учебного материала и отсутствием необходимых навыков умственной и практической деятельности, в том числе навыков абстрактного и логического мышления, конспектирования и т.д.
Актуальность темы исследования обусловлена: повышением требований к уровню подготовки выпускников; необходимостью максимально эффективно расходовать объем учебного времени на организацию и обеспечение учебного процесса; непосредственным влиянием качества и состояния представления содержания обучения на эффективность теоретической и практической подготовки специалистов; необходимостью совершенствования процесса управления образовательным процессом в современных условиях.
Цель работы — повышение эффективности процесса подготовки специалистов за счет внедрения новых моделей и методов формализации представления содержания учебных дисциплин и оценок их продуктивности.
Для реализации этой цели необходимо решить следующие задачи: проанализировать современное состояние процесса подготовки специалистов в части представления обучаемому содержания учебной дисциплины; разработать модель структуризации предметной области изучаемой дисциплины на основе построения иерархической понятийной сети знаний; разработать проблемно-ориентированную систему управления процессом формализации представления предметной области изучаемой дисциплины на основе понятийной сети знания; сформировать методику оценки сложности решения задачи управления процессом обучения; составить алгоритм построения сценария обучения и разработать его программную реализацию.
Объектом исследования является процесс обучения специалистов в вузе.
Предметом — методы структуризации и планирования предъявления содержания обучения.
Методы исследования. Для решения поставленных задач в диссертации использовались следующие методы исследования: системный подход, методы ретроспективного и статистического анализа, математического и абстрактного моделирования, теория графов, теория сложности, а также современные концепции дидактики и инженерной психологии.
Логика, этапы и база исследования:
Настоящее исследование проводилось в период с 2002 по 2010 год в несколько этапов:
1 этап - 2002-2003 г.: первичный анализ проблемы, изучение сущности, структурной и функциональной организации процесса профессиональной подготовки молодых специалистов в вузе. этап - 2003-2004 г.: изучение передового отечественного и зарубежного опыта по разработке и внедрению методов совершенствования предъявления содержания обучения. Формирование рабочей гипотезы исследования. этап - 2004-2006 г.: формулировка подхода к организации предъявления содержания обучения за счет построения иерархической понятийной сети знаний для цикла учебных дисциплин. Проведение ряда экспериментов на базе ЛГПУ. этап — 2007 - 2010 г.: обобщение результатов и оформление материалов диссертационного исследования.
Научная новизна работы состоит в том, что сформулирована и решена задача разработки модели структуризации содержания обучения на основе построения иерархической понятийной сети знаний.
К наиболее существенным научным результатам относятся:
1. Усовершенствование графовой модели содержания обучения, кото рая отличается от известных введением дополнительных учебных элемен тов, отражающих межпредметное взаимодействие. Это позволяет формали зовано учитывать взаимосвязи конкретной учебной дисциплины со смежны ми и максимально эффективно расходовать учебное время.
2. Проблемно-ориентированная система представления содержания учебных дисциплин на основе предложенной графовой модели, позволяющая принять решение по варианту обучения, имеющему наименьшую сложность.
3. Методика оценки сложности усвоения отдельных понятий предмет ной области, отличающаяся от известных учетом дополнительных элемен тов, введенных в граф знаний предметной области, что позволяет учесть межпредметное взаимодействие. Впервые представлено формализованное определение необходимого уровня (входного алфавита) для освоения соот ветствующей предметной области учебной дисциплины.
Основные положения, выносимые на защиту: модель структуризации содержания обучения на основе построения иерархической понятийной сети знаний предметной области изучаемой дисциплины, которая в отличие от известных заключается во введении дополнительных элементов, позволяющих учесть межпредметное взаимодействие; проблемно-ориентированная система управления процессом представления содержания обучения на основе анализа семантической сложности графовых моделей структурных (учебных) элементов, обеспечивающая повышение уровня подготовки специалистов; методика структуризации процесса обучения, основанная на оценке семантической сложности графовых моделей учебных элементов, что позволяет совершенствовать систему изучения дисциплины; алгоритм построения сценария обучения, реализующий предложенную методику, позволяющий выбрать вариант обучения, имеющий наименьшую сложность.
Практическая ценность работы заключается в реализации предложенных методик при составлении рабочих программ дисциплин и учебно-методических комплексов (УМК), что позволило повысить уровень усвоения материала обучающимися. Кроме того, в результате сокращаются сроки подготовки учебных программ и УМК. Разработанный алгоритм позволяет формализовать и ускорить процесс подбора вариантов сценария обучения как для групповых, так и для индивидуальных занятий и самостоятельной работы обучающихся.
Результаты внедрены в учебный процесс ГОУ ВПО «Липецкий государственный педагогический университет» и ГОУ ВПО "Липецкий государственный технический университет".
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международном симпозиуме «Надежность и качество» (г.
Пенза 2008 г.), Международной научно-технической конференции «Информационно-вычислительные технологии и их приложения» (Пенза, 2005 г.), Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы (г. Санкт-Петербург, 2006 г.), Всероссийской научно-практической конференции «Инновации и информационные технологии в образовании» (г. Липецк, 2009 г.), на заседаниях кафедры «Системы автоматизированного проектирования» Пензенского государственного университета.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, из них: 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, 11 статей, 5 тезисов докладов.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем работы 155 стр., в том числе: 126 стр. основного текста, библиография - 14 стр. (137 наименований), приложения- 15 стр.
Анализ современного состояния процесса обучения студентов педагогических вузов
Онтология предметной области — формальное описание предметной области, обычно применяется для того, чтобы определить общую терминологическую базу предметной области и взаимосвязи между объектами этой области.
В литературе предлагаются различные подходы к формализации онтологии предметной области, она может реализовываться на основе продукционной модели знаний, семантической сети, фреймовой модели знаний и на основе формальной логической модели знаний. Рассматривается также достаточно много подходов, в которых формализация выражена слабо.
Продукционная модель знания — модель основанная на правилах, позволяет представить знание в виде предложений типа «Если (условие), то (действие)».
Преимущества продукционной модели: простота и ясность основной единицы - продукции, независимость продукций и легкость модификации базы знаний; строгость, простота и изученность механизма логического вывода. Недостатки указанной модели: малая степень структуризации предметной области, выраженной этой моделью; неясность взаимных отношений продукций, неуниверсальность.
Основным недостатком продукционной модели является то, что при накоплении достаточно большого числа (порядка нескольких сотен) продукций они начинают противоречить друг другу. Продукционные модели часто рассматривают как фрагменты семантической сети, основанные на временных отношениях между состояниями объектов.
Фреймовая модель основана на принципе фрагментации знаний. Фрейм - это некоторая структура для представления знаний, которая при ее заполнении соответствующими значениями превращается в описание конкретного факта, события или ситуации. Основа фреймовой модели — слот, который состоит из имени некоторого признака, значений этого признака и связи с другими слотами. Каждый фрейм можно рассматривать как семантическую сеть, состоящую из выделенных вершин и связей.
В основе логического способа представления знаний лежит идея описания знаний о предметной области в виде некоторого множества утверждений, выраженных в виде логических формул, и получение решения построением вывода в некоторой формальной (дедуктивной) системе. Знания, которые могут быть представлены с помощью логики предикатов, являются либо фактами, либо правилами. При использовании логических методов сначала анализируется структура предметной области, затем выбираются соответствующие обозначения и в заключение формируются логические формулы, представляющие собой закономерности рассматриваемой области.
В управлении процессом обучения возможно применение и так называемых "мягких" методов инженерии знаний, таких как: нейронные сети, применение элементов нечеткой логики. Для специальностей естественно-научного (ЕН) цикла (математики и физики, в частности) предлагаемый метод формализации задачи управления процессом обучения на основе построения иерархической понятийной сети знания является предпочтительным, так как рассматриваемый цикл дисциплин является фундаментальным, с устоявшимся, универсальным понятийным аппаратом; специфика дисциплин (высокая степень формализации, насыщенность графическим материалом, большое количество учебно тренировочных задач (УТЗ), не очень сложная, как правило, логико-смысловая структура) определяет высокую универсальность предлагаемой модели и разработанных на ее основе рекомендаций. Процесс обучения - сложный, динамический процесс, имеющий многоуровневую структуру. Для того чтобы определить круг проблем и противоречий, которые нуждаются в разрешении, исследователь должен произвести объективный анализ тех компонентов, входящих в рассматриваемый процесс, которые представляются наиболее существенными для его описания и понимания. Оптимальным, на наш взгляд, является подход, при котором процесс обучения представляется как система (применение системного анализа). Обзор различных трактовок понятия "система", сделанный в [36, 37], позволяет сделать вывод, что объект (или процесс) может быть классифицирован как система, если проявляет, по меньшей мере, четыре свойства: ? целостность и членимость; ? связность; ? структурированность; ? интегрированность. Помимо определенных выше четырех основных свойств объекта (процесса), позволяющих определить его как систему, выделяют ряд закономерностей, которые характеризуют систему как целое. Это следующие закономерности [77]: ? коммуникативность (единство со средой существования); ? иерархичность; эквифинальность (способность открытых систем, в отличие от со стояния равновесия в закрытых системах, полностью детерминиро 15 ванных начальными условиями, достигать не зависящего от времени состояния, которое не зависит от начальных условий и определяется только параметрами системы); ? закон необходимого разнообразия (для того чтобы справиться с проблемой, характеризующейся определенным разнообразием, необходимо создать систему с заведомо большим разнообразием); ? закономерность осуществимости и потенциальной эффективности систем (граница эффективности системы определяется свойствами составляющих ее элементов и принятыми правилами их взаимодействия); ? закономерности целеобразования. Процесс обучения представляет собой взаимодействие двух субъектов: «обучающего» и «обучающегося». Термин «обучающийся» используется нами как наиболее адекватно отражающий сущность анализируемого процесса. Рассмотрим, исходя из положений системотехники, определенных выше, возможность классификации данного взаимодействия как системы. Оба этих субъекта до начала взаимодействия обладают определенными системозначимыми свойствами. «Обучающий» обладает: ? определенной базой знаний, умений и навыков в какой-то научной дисциплине; ? определенной совокупностью знаний, умений и навыков в педагогике. «Обучающийся» обладает: ? познавательными способностями и потребностями; ? некоторой суммой знаний, умений и навыков, позволяющей начать процесс освоения определенной научной дисциплины.
Определение методологии формализованного представления педагогических знаний
Кафедры разрабатывают учебно-методические комплексы соответствующих дисциплин, которые включают в себя и рабочие программы. Учебно-методический комплекс (УМК) - совокупность учебно-методических материалов, способствующих эффективному освоению студентами учебного материала, входящего в учебную программу дисциплины (блока дисциплин) по одной из специальностей (направлению).
Выпускающие кафедры разрабатывают план изучения дисциплин специализации в соответствии с указанным в государственном стандарте объемом. Этот план рассматривается как часть учебного плана. В плане специализации перечислены конкретные дисциплины и курсы по выбору, с указанием часов, видов занятий и видов отчетности. План специализации согласовывается с общим планом учебного процесса.
Информация, содержащаяся в графике учебного процесса, является нормативной. Графиком определены и общий срок обучения, и объем всех семестров в неделях. Нормативной информацией является также число часов, отводимых на спецкурсы. Имеются и другие ограничения: число экзаменов в сессию и число зачетов в семестре, число учебных часов в неделю (с учетом или без учета самоподготовки). Все подобные нормативы определяются приказами и инструкциями соответствующих Министерств.
Требования к выпускнику должны охватывать не только профессиональную подготовку студентов, но и подготовку по общественным наукам, а также общеобразовательную подготовку. Количество часов, виды занятий, их распределение по семестрам и виды отчетности по общественным дисциплинам и дисциплинам общеобразовательным определяются директивными материалами Министерства образования и науки РФ.
Профессиональная подготовка студентов складывается из фундаментальной подготовки, которая включает общие основы профессиональных знаний и специальной подготовки, дающей необходимые конкретные знания по специальности, и специализации, которые позволят в кратчайшие сроки освоить «узкую» область профессиональной деятельности в соответствии с функциональными обязанностями замещаемых должностей по квалификации.
Особенность подготовки специалистов педагогических специальностей состоит в усилении социально-педагогического аспекта подготовки. Выпускник педагогического учебного заведения должен иметь достаточный запас общенаучных и профессиональных знаний для непосредственного исполнения обязанностей учителя и дальнейшего самосовершенствования.
Вопрос о соотношении фундаментальной и специальной подготовки в учебном плане решается при определении общего количества часов, отводимых на специальные дисциплины, курсы по выбору, занятия в лабораториях и профессиональные практики. Следует также отметить, что в процессе специальной подготовки студент должен приобрести определенные навыки самостоятельной творческой работы — научно-исследовательской, опытно-конструкторской либо какой-то другой. Для этой цели учебным планом предусматриваются курсовые работы, каждая из которых должна содержать не которые результаты, самостоятельно полученные обучающимся. Это требование реализуется и в дипломной работе. Кроме того, навыки самостоятельной творческой деятельности отдельными студентами приобретаются через участие в Студенческих научных обществах (СНО).
С учетом всего перечисленного задача разработки учебного плана может быть сформулирована следующим образом. Имеются требования к выпускнику вуза по данной специальности, известны график учебного процесса и объемы часов в семестрах. Необходимо определить наиболее важные с точки зрения предъявляемых к молодому специалисту требований темы, изучение которых возможно в заданное ограниченное время, при этом распределение изучаемых тем по семестрам должно отвечать условию логичности и последовательности обучения. Т.е. наша задача определить: что изучать? Какова последовательность изучения?
При этом необходимо учитывать противоречия между: - естественным стремлением включить в учебный план как можно больше материала и наличием объемных ограничений; - желательностью возможно более ранней подготовки обучающихся по профилю специализации и отсутствием у студентов младших курсов необхо димых фундаментальных знаний; - стремлением дать студентам как можно больше фундаментальных знаний, запас которых будет полезен в течение долгого времени, и недопус тимостью сокращения подготовки по профилю специализации. Построение оптимального по заданному критерию учебного плана представляет собой задачу, решение которой должно опираться на математическую модель учебного процесса. Выбор наиболее важных вопросов фундаментальной и специальной подготовки для включения в учебный план (т. е. содержания учебного плана) следует осуществлять на основе ГОС ВПО и принципах системного подхода, который реализуется при построении дерева целей учебного процесса подготовки специалиста (бакалавра, магистра) в вузе. Общая цель обучения — подготовка высококвалифицированного специалиста (бакалавра, магистра) соответствующей области человеческой деятельности - складывается из некоторого числа конкретных целей, определяемых требованиями к специалисту. Такие требования указывают, что должен знать и уметь молодой специалист — выпускник учебного заведения. Эти конкретные цели будем в дальнейшем называть основными целями; их достижение обеспечивается подготовкой студентов по разделам учебного плана. Каждой основной цели можно поставить в соответствие один или несколько разделов учебного плана. Каждый раздел содержит, в свою очередь, определенное количество дисциплин, каждую дисциплину можно расчленить на темы или другие части. Получаемая при этом структурная схема организации учебного процесса способствует лучшему пониманию связей между составными частями учебного плана и может служить основой для вычисления необходимых числовых характеристик элементов учебного плана. Объем учебного плана известен заранее, нужно заполнить этот объем наиболее важным содержанием. Какой же элемент учебного плана удобнее всего использовать при решении этой задачи? Обратимся к одной из методик, предлагаемых в ставшей уже классической работе [62] .
Модель процесса выбора и предъявления содержания обучения
Вершинами (XJ) графа являются исходные, промежуточные и конечный элементы модели УЭ, а дугами — устанавливаемые между ними связи (отношения). В зависимости от вида УЭ в качестве вершин графа могут выступать понятия, операнды и операции, в качестве дуг — формальные отношения и свойства понятий, операторы и очередность выполнения операций. Графовая модель представляет собой логическую иерархическую структуру, число уровней иерархии (Р,) которой определяет уровень абстракции структуры в целом.
Разработка графовой модели УЭ в общем виде выполняется в два этапа и включает: а) определение эталонной последовательности всех операций, входящих в процедуру Пр; б) представление этой последовательности операций в виде упорядоченного избыточного графа (дерева). В результате получается модель УЭ, изоморфная оригиналу по четырем качественным характеристикам: 1) семантической (количеству смысловых элементов), 2) энтропийной (степени упорядоченности элементов в системе), 3) абстрагирующей (уровню организации структуры в целом) и 4) конфигурации (форме логической системы).
При формировании графовой модели УЭ возникает опасность субъективизма. Модели одного и того же УЭ могут различаться по числу вершин и дуг графа. Это является следствием различной степени обобщения понятий, входящих в состав УЭ, различными преподавателями, разрабатывающими модель. Вариативность структуры графа необходимо влечет и вариативность оценки количества семантической информации, содержащейся в его структуре.
Данное положение имеет свои положительные и отрицательные стороны. Отрицательная сторона эвристического подхода — это опасность разработки модели, не полностью отображающей все умственные действия, которые должен произвести обучающийся с исходными понятиями для формирования собственной модели УЭ. Положительная сторона — это возможность моделирования УЭ в соответствии с целями и способами его изучения, т.е. возможность адекватного отображения в его структуре системы предпочтений преподавателя.
Рассматривая подход к формированию графовой модели УЭ с позиций определения единицы измерения семантической информации, необходимо отметить следующие особенности этой модели: 1) все вершины дерева с позиций оценки их смысловой (семантической) сложности объективно не равноценны; 2) семантическая сложность вершин возрастает с ростом ранга уровня иерархии (VJ), на котором они расположены; 3) выделение понятий (операций и т.д.) в качестве вершин графа определяется целями изучения УЭ, в зависимости от формулировки которых изменяется сам граф, а значит, и трудоемкость его усвоения (количество семантической информации, содержащейся в его структуре).
Единица измерения семантической информации в графовой модели УЭ определяется на основе известного в психологии факта "свертывания" уметвенных действий (явления энтимем). Явление энтимем определяет, что любое понятие представляется в виде сложного образования только в процессе его усвоения или в процессе его раскрытия в соответствии со специально сформулированной целью. Во всех остальных случаях это понятие выступает как целостный объект (единица смысла).
Данное свойство человеческой психики позволяет, с одной стороны, считать все исходные вершины графа эквивалентными по своей информационной сложности, с другой стороны, определяет основное требование к графовой модели УЭ: исходными вершинами, т.е. вершинами, инцидентными только одному ребру (дуге) графа, могут являться только те смысловые элементы (понятия, операции и т.д.), которые уже усвоены обучающимися. Ранее не усвоенный или не изучавшийся смысловой элемент должен представляться в модели УЭ в виде определенной графовой структуры. Таким образом, смысловые элементы, расположенные в исходных вершинах графовой модели могут рассматриваться в качестве элементарных семантических единиц информации.
Под элементарной единицей семантической информации (эсед) будем понимать те понятия (факты, операции и т. п.), которые усвоены обучающимися на предыдущих этапах обучения и не имеют связей (дуг графа) с вершинами графовой модели, лежащими на более низком уровне абстракции. Данная формулировка подчеркивает главное требование, обеспечивающее адекватность оценки трудоемкости усвоения эталонной модели УЭ обучающимся — требование готовности обучающегося к усвоению рассматриваемого УЭ.
Анализ современного состояния процесса обучения Разработка практической части диссертационного исследования проводилась на примере дисциплин естественно-научного цикла, преподаваемых в ГОУ ВПО "Липецкий государственный педагогический университет". Такое решение было определено следующими причинами: 1) рассматриваемый цикл дисциплин является фундаментальным, с устоявшимся, универсальным понятийным аппаратом; 2) данное направление подготовки не всегда в достаточной мере обеспечено учебной (учебно-методической) литературой; 3) в определенной степени критичен возрастной диапазон профессорско-преподавательского состава; 4) специфика дисциплин математического профиля (высокая степень формализации, насыщенность графическим материалом, большое количество учебно-тренировочных задач (УТЗ), не очень сложная, как правило, логико-смысловая структура определяет высокую универсальность предлагаемой модели и разработанных на ее основе рекомендаций. Современное состояние процесса обучения будущих преподавателей характеризуется не всегда высоким уровнем материально-технического и методического обеспечения. Данное утверждение иллюстрируется материалами деканатов Липецкого государственного педагогического университета, представленными в виде диаграмм 1.1 -1.4. Социально-психологические характеристики обучающихся традиционно рассматриваются как один из основных компонентов успешной реализации целей учебного заведения, с одной стороны, и индивидуальная база формирования соответствующих профессиональных качеств будущего специалиста, с другой. Изучение социально-психологических характеристик студентов является одной из первоочередных задач преподавателя при подготовке к учебным занятиям. Именно на основе анализа конкретных количественных и качественных характеристик должна определяться целесообразность применения тех или иных методик проведения занятий и степень расширения содержания обучения. Социально-психологические параметры должны учитываться и при планировании предъявления содержания обучения и его формы, формировании учебных групп и т.д. Таким образом, обеспечение эффективности учебно-педагогической деятельности базируется на максимальном соответствии личностных параметров обучающихся предлагаемому учебному материалу, способам работы с ним и организации учебной деятельности. Проблема выявления соответствия абитуриентов по ряду личностных характеристик требованиям учебного заведения имеет множество способов решения, но по-прежнему остается злободневной и одной из наиболее актуальных для российского образования. Система высшего образования в целом и Липецкий государственный педагогический университет в частности осуществляют изучение социально-психологических характеристик будущих студентов в соответствии с положениями и инструкциями по проведению мероприятий по профессиональному отбору.
Рекомендации по применению модели структуризации содержания обучения на основе построения иерархической понятийной сети знания и методики формирования и оценки семантической сложности графовых моделей УЭ
Четко сформулировать цели в сфере деятельности, для которой осуществлено планирование. Обычно объектов планирования бывает несколько и их необходимо сгруппировать. Объекты планирования могут накладываться друг на друга, но принципиального значения это не имеет. Нельзя планировать какой-либо из объектов изолированно от других.
В отношении каждого из объектов планирования можно соблюдать следующую последовательность: 1) анализ и оценка настоящего положения; 2) определение целей; 3) определение средств для достижения целей; 4) определение и взвешивание альтернативных возможностей; 5) определение препятствий и принятие мер для уменьшения их воздействия; 6) уточнение мер, определение порядка их важности и времени исполнения; 7) разделение средств на конкретные работы со сроками; 8) контроль. Существуют определенные правила планирования, следуя которым можно значительно повысить его эффективность. Постановка цели. Цель должна быть объективной и отвечать возможностям. Обзор возможных условий и факторов, которые могут оказать на составляемый план то или иное влияние. Оценка составленных комбинаций и выбор наилучшего варианта. Внедрение полностью законченных планов. Неполное планирование может привести к необходимости импровизации, что может вызвать неуверенность и привести к хаосу. В планировании допустимы отклонения, которые в важных частях плана следует сводить до минимума. Это относится, например, к первоочередным целям. Что же касается перспективных целей, то такие отклонения могут достигать больших величин. Обязателен контроль за выполнением планирования. Причины провала плана. Существует шесть основных видов провала плана: 1) провал из-за бесконечных модификаций; 2) провал из-за бесконечных задержек; 3) план нереален с самого начала; 4) провал ненужного плана. План, который вначале имел какие-то цели и смысл, оказывается в будущем неактуален и не нужен; 5) провал в результате «скопления задач». По мере продвижения планирования возникает слишком много дополнительных задач. Накопление идет все больше и больше, пока план не проваливается, становясь нереальным; 6) план, по мере своей разработки, постепенно отходит от своей цели и, в конце концов, уже не решает поставленных задач. Опираясь на определенные выше теоретические основы теории планирования, определим, какие же математические методы и модели применяются для осуществления планирования процедуры представления содержания обучения. Исходя из анализа научных работ, посвященных данной тематике их, по большому счету, два: - сетевое планирование; - методы линейного программирования. Первый метод используется, как правило, для организации собственно процесса обучения. Сетевое планирование представляет собой модель учебного процесса, позволяющую каждому обучающемуся видеть наглядно все, что он должен выполнить за определенное время — месяц, семестр, модуль, весь период изучения того или иного предмета. Основной принцип, на котором основано сетевое планирование - учет индивидуальных особенностей и возможностей каждого обучающегося. Метод сетевого планирования позволяет: выявлять и мобилизовывать резервы времени, скрытые в организации комплекса мероприятий; видеть весь спланированный процесс объемно в ракурсе параллельно осуществляемых работ; управлять выполнением плана по принципу «главного звена» с прогнозированием и предупреждением возможных срывов; наиболее полно учитывать связи между различными работами, что является основой непротиворечивого календарного планирования; повышать эффективность управленческой деятельности руководителя, давая ему возможность сосредоточить свое внимание в каждый данный момент времени на наиболее ответственных участках учебно-воспитательного процесса. Суть функционирования данного метода заключается в следующем. При помощи условных обозначений определяются все процессы, характеризующие обучение во времени, с учетом последовательности их протекания (рис. 1.5).
