Введение к работе
Актуальность темы. Состояние современной фундаментальной науки позволило решить ряд научных направлений, повлиявших на разработку новейших машин, механизмов, выполняющих традиционные задачи на основе применения новых технологий и принципиально новых физических принципов работы. Эти машины и механизмы в порядке мелкооптовых партий поступают на оснащение различных производственных формирований. Естественно, что этот процесс в определенной мере коснулся и МЧС России.
Вместе с тем на оснащение формирований МЧС продолжают поступать и традиционные виды машин и механизмов. В вузе, при подготовке специалиста требуется дать необходимые знания, выработать практические навыки по эксплуатации, применению как новых, так и традиционных видов машин и механизмов.
Процесс подготовки специалиста на современном этапе включает изучение существующих систем, типов и физических основ действия машин и механизмов, а также технических изделий, предполагаемых к внедрению в формирования МЧС России. Кроме того, специалист должен получить информацию о перспективах развития данной техники в ближайшем обозримом будущем.
Следовательно, в процессе обучения нынешнему поколению обучаемых необходимо передавать больший объем знаний. Вполне естественно, что эта задача может быть решена по двум направлениям:
во-первых, можно увеличить срок обучения и тем самым увеличить бюджет учебного времени;
во-вторых, повышать качество образовательного процесса.
Решение задачи по первому направлению связано с принятием государственных актов, увеличивающих продолжительность обучения, а, следовательно, и ее стоимость. Кроме того, этот шаг сокращает время практической работы выпускника в МЧС за счет увеличения продолжительности обучения.
Второй способ более экономичен и не требует принятия государственных правовых актов, однако он предопределяет совершенствование методики преподавания, развития учебно-материальной базы, рационального использования бюджета учебного времени за счет его результативного распределения как между изучаемыми дисциплинами, так и между темами внутри самой дисциплины.
Таким образом, в настоящее время выявилось противоречие между временем, необходимым для передачи требуемого объема знаний, выработки умений, навыков и ныне существующим бюджетом учебного времени.
Разрешение этого противоречия путем совершенствования образовательного процесса является важной научной задачей.
Решение данной научной задачи может достигаться математическим моделированием, вычислительными экспериментами и созданием алгоритмов распределения учебного времени в процессе управления обучением.
Необходимость рационального распределения учебного времени между темами изучаемой дисциплины и отсутствие соответствующей методики, обуславливающей необходимое число занятий в зависимости от требуемого уровня подготовки, определило тему настоящего исследования как актуальную с научной точки зрения.
С практической точки зрения она актуальна потому, что планирующие органы вузов не имеют соответствующего научно обоснованного инструмента для рационального распределения учебного времени по темам, т.е. не могут адекватно реагировать на проблему совершенствования учебного процесса.
Целью работы является совершенствование планирования учебного процесса и контроля усвоения программного материала.
Научная задача, решаемая в диссертационной работе, заключается в разработке математических моделей, алгоритмов и методик определения необходимого и достаточного количества бюджета учебного времени для достижения заданного уровня подготовки группы (потока) курсантов вуза МЧС России.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие частные научные задачи:
-
Анализ состояния науки и практики в организации образовательного процесса высших учебных заведений.
-
Разработка математических моделей по определению учебного времени на привитие практических навыков с заданной оценкой эффективности.
-
Разработка алгоритма определения необходимого времени для достижения заданного уровня подготовки обучающихся на приобретение практических навыков.
-
Разработка методик определения уровня подготовки курсантов, в зависимости от выделенного учебного времеЕШ.
-
Подготовка практических рекомендаций для планирования, распределения бюджета времени по учебным дисциплинам и темам.
Границы исследования - определяются балансом учебного времени между темами при наработке навыков в процессе практических занятий. Вся учебная группа курсантов (поток) на практическом занятии выполняет один и тот же прием. Индивидуальные оценки всех обучаемых курсантов равновесомы.
Основу исследований составили положения содержащиеся в трудах ученых B.C. Артамонова, А.В. Антонова, Е.С. Вентцель, Н.И. Костюкова, И.Г. Малыгина, А.С. Полякова, Л.Д Столяренко, А.Г. Смирнова, А.А. Таранцева, АЛ. Хинчина.
Объект исследования - процесс планирования бюджета времени на приобретение знаний и практических навыков курсантами в вузах МЧС России.
Предмет исследования - методики и модели определения необходимого времени для достижения заданного уровня практической подготовки курсантов вузов МЧС России.
Методы исследования: общая теория систем, кластерный анализ, теория вероятностей, математическая статистика, теория надежности.
Научные результаты, выносимые на защиту:
-
Математические модели для определения учебного времени, необходимого для привития практических навыков.
-
Методики определения уровня подготовки курсантов в зависимости от выделенного учебного времени.
-
Алгоритм определения необходимого времени для достижения заданного уровня подготовки обучаемых на приобретение практических навыков.
Научная новизна диссертационной работы заключается:
в разработке математических моделей для определения необходимого времени на привитие практических навыков учебной группе (потоку) курсантов в соответствии с требованиями;
в разработке методики определения уровня подготовки учебной группы (потока) курсантов в зависимости от выделенного учебного времени;
в разработке методики определения времени, необходимого для изучения отдельных элементов и узлов сложного изделия;
- в разработке алгоритма по определению необходимого времени и уровня
подготовки обучающихся в составе учебной группы (потока) курсантов на
приобретение практических навыков;
- в прогнозировании значений показателей эффективности практического занятия в образовательном процессе в зависимости от количества учебного времени, отводимого на изучение темы.
Практическая значимость полученных результатов диссертационной работы заключается в возможности использования разработанной методики для определения необходимого времени и заданного уровня подготовки учебной группы (потока) курсантов на практическом занятии; в прогнозировании данных результатов при планировании учебного процесса; в осуществлении контроля привития требуемых навыков и полученных результатов на практических занятиях. Программная реализация позволяет при планировании бюджета времени по учебным дисциплинам и темам рационально распределить бюджетное
время, необходимое для изучения, и осуществить контроль уровня отработки практических занятий в составе курсантской группы (потока).
Данные положения определили логику, порядок исследования и структуру диссертации.
Достоверность и обоснованность результатов исследования достипгута применением апробированного математического аппарата, соответствием эксперимента требованиям к условиям его проведения и полученным результатам, соответствующим уровню привития практических навыков учебной группе (потоку) курсантов.
Реализация. Основные результаты диссертационного исследования внедрены в образовательный процесс Санкт-Петербургского военного института внутренних войск МВД России, Санкт-Петербургского университета МВД России, Военно-транспортного института железнодорожных войск и военных сообщений (филиал Военной академии тыла и транспорта им. генерала армии А.В. Хрулева) и Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России.
Апробация исследования. Научные результаты диссертационного исследования докладывались на международных и научно-практических конференциях: межвузовской конференции «Проблемы взаимодействия МЧС и МВД России в сфере безопасности движения» в Санкт-Петербургском институте ГПС МЧС России, 19.04.2005; межвузовской конференции «Проблемы повышения качества образования» в Санкт-Петербургском институте ГПС МЧС России, 25.11.2005; межвузовской конференции «Проблемы повышения качества образования» в Санкт-Петербургском институте ГПС МЧС России, 14.09.2006; международной 3 Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы обеспечения взрывобезопасности и противодействия терроризму» в Санкт-Петербургском институте ГПС МЧС России и Российской академии ракетных и артиллерийских наук, «Роль современного подхода к научной разработке учебных программ для подготовки специальных подразделений в борьбе с терроризмом», 20.05.2008.
Публикации. По теме исследования опубликовано 6 работ. В журналах, рекомендованных ВАК РФ, опубликовано 3 статьи.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Общий объем работы составляет 147 страниц основного текста, 35 рисунков, 27 таблиц и список литературы из 114 наименований.
