Метод формування змісту комп’ютерної підготовки інженерів-технологів фармацевтичних виробництв

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Метод формування змісту комп'ютерної підготовки інженерів-технологів фармацевтичних виробництв

Вельма С.В.

Анотація

Розроблено ефективний експертний метод одержання знань з комп'ютерної підготовки інженерів-технологів фармацевтичних виробництв на основі використання імітаційних моделей діяльності експерта. Розроблено дві технології методу одержання знань від експертів, що враховують властивість поліізоморфності змісту дисципліни “Інформаційні технології”.

Аннотация

Разработан эффективный экспертный метод получения знаний по компьютерной подготовке инженеров-технологов фармацевтических производств на основе использования имитационных моделей деятельности эксперта. Разработаны две технологии метода получения знаний от экспертов, которые учитывают свойство полиизоморфности содержания дисциплины “Информационные технологии”.

Abstract

The effective expert method to receive the knowledge of engineer-technologists' of pharmaceutical industries computer preparation is created; this method is based on the usage of imitating models of expert's activity. Two technologies of the method to receive the experts' knowledge are developed; the technologies consider poly-isomorphic property of content of the subject “Information technologies”.

Постановка проблеми. В сучасних умовах швидкого розвитку хіміко-фармацевтичного виробництва існує необхідність його докорінної перебудови у відповідності з вимогами світового ринку. Необхідність перебудови виробництва та інформаційний вибух, що відбувається в останні роки в усіх галузях народного господарства, призвели до різкого збільшення обсягів навчальної інформації з багатьох дисциплін, а це, в свою чергу, потребує негайного внесення змін до існуючих навчальних дисциплін та впровадження нових. Відображенням змісту навчальних дисциплін та курсів є навчальні програми. “Навчальна програма - це документ, який визначає зміст обсягу знань, умінь та навичок, які формуються даним навчальним предметом, ступінь значимості тем, послідовності їх вивчення та зміст окремих розділів і тем, час, відведений на їх вивчення” [1, с.70]. Оскільки “внутрішня структура змісту освіти в будь-якому закладі є набором навчальних курсів, певним чином пов'язаних між собою” [1, с.56], сьогодні серед цілої низки педагогічних проблем однією з найважливіших постає проблема формування змісту освіти, - саме сьогодні в Україні відбувається реорганізація та становлення національної системи освіти.

До недавнього часу програми та навчальні плани з усіх дисциплін надходили до вищих навчальних закладів із міністерств та були незмінними і обов'язковими для виконання. Сьогодні вищі навчальні заклади мають можливість самостійно складати навчальні плани та програми. Отже, змінилися вимоги до викладачів: вони повинні не лише викладати дисципліну у відповідності до незмінної програми, але й уміти вдосконалювати, доповнювати її необхідною інформацією, спираючись на новітні досягнення техніки та технології. Все більшої актуальності набуває проблема адекватного, ефективного та оперативного формування викладачем змісту дисципліни.

Аналіз останніх досліджень та публікацій. Зміст будь-якої дисципліни базується на системі знань, одержаних з відповідної предметної галузі. Основними джерелами одержання знань є такі:

- навчальна та навчально-методична література;

- науково-технічна література та документація (статті, доповіді, звіти з науково-дослідних та дослідно-конструкторських робіт тощо);

- експерти-фахівці з відповідної галузі науки, техніки та технології.

Найбільш перспективним джерелом одержання знань є аналіз діяльності експерта-фахівця: “Вихідні документи для навчального процесу необхідно розробляти на основі проведення ретельного аналізу умов та особливостей використання майбутніх спеціалістів...” [2, с. 28].

На сьогодні розроблена досить велика кількість методів одержання знань з предметних галузей як на основі аналізу літературних джерел, так і за допомогою експертів [3-6].

Проблема одержання знань від експертів не піддається повній формалізації, тому практично всі існуючі методи одержання знань з предметних галузей не є в повній мірі формальними методами роботи з експертами. Це твердження має сенс навіть у випадку, коли мова йде про аналіз літературних джерел, бо літературні джерела також створюються експертами.

Складність процесу одержання знань від експертів обумовлена великим обсягом знань, що ними використовуються. Експерти, як правило, мають набагато більше знань, ніж самі це усвідомлюють, та, певна річ, не в змозі розкрити і представити їх. Рішення, що здаються експерту простими, часто бувають доволі складними. Експерти часто посилаються на інтуїцію, що свідчить про складний, досвідом перевірений процес одержання висновку, який ґрунтується на великій кількості взаємопов'язаних фактів, закономірностей та навичок. Поступова деталізація складного умовиводу дає послідовність лише найхарактерніших його складових, а більшість дрібних та очевидних для експерта - залишаються поза увагою [3].

За своєю суттю методи одержання знань можна поділити на прямі та непрямі. Найуживанішими з прямих методів є такі: методи спостерігання (протоколювання, відеозапис, процедурне моделювання), методи опитування (інтерв'ю, анкетування тощо), семантичний аналіз інформаційних джерел; найбільш поширені з непрямих: метод семантичного диференціала, метод репертуарних решіток та ієрархічної кластеризації. Детальна класифікація цих методів наведена в статті М.І.Лазарєва [7]. Висновок, що можна зробити після наведеного в статті [7] аналізу існуючих методів одержання знань від експертів, цілком закономірний: існуючі методи не враховують психологічних процесів діяльності експертів; існує об'єктивна необхідність розробки ефективних експертних методів формування системи знань на основі діяльнісної теорії.

Постановка завдання. Метою дослідження є розробка ефективного експертного методу формування змісту навчальної дисципліни “Інформаційні технології”, що ґрунтується на використанні імітаційних моделей діяльності експертів.

Оскільки формування системи знань з будь-якої дисципліни для експерта є діяльністю, то, як будь-яка діяльність, вона підпорядкована основним положенням теорії діяльності і згідно з цими положеннями може бути змодельованою і керованою.

Зупинимося на труднощах та шляхах їх подолання під час формування змісту комп'ютерної підготовки майбутніх інженерів-технологів фармацевтичних виробництв.

Проблема оновлення змісту комп'ютерної підготовки сьогодні особливо актуальна. З одного боку, розвиток хіміко-фармацевтичного виробництва призвів до значних змін та доповнень в складі документації, яку повинні вміти розробляти майбутні спеціалісти. З іншого боку, комп'ютерна техніка та програмне забезпечення теж не стоять на місці - швидке оновлення програмного забезпечення вимагає від спеціаліста вміння використовувати його для розв'язання своїх професійних завдань. Для подолання цієї суперечності необхідно формувати зміст одночасно ізоморфним як до технічної документації, яку розробляють інженери-технологи на виробництві, так і до можливостей комп'ютерної техніки та відповідного програмного забезпечення. Ця властивість поліізоморфності змісту дисципліни “Інформаційні технології” обумовлює існування двох принципово різних технологій формування цього змісту на основі методу одержання знань від експертів.

В основу першої з них покладено можливості персональних комп'ютерів з відповідним програмним забезпеченням, яким повинні навчитися користуватися майбутні фахівці, в основу іншої - необхідна для професійної діяльності на виробництві технічна документація. Іншими словами, при формуванні змісту комп'ютерної підготовки за першою технологією перевага надається знанням, умінням і навичкам, що здобуває студент на заняттях з інформаційних технологій під час вивчення тієї чи іншої комп'ютерної програми. Відповідно, при формуванні змісту за іншою технологією перевага надається знанням, умінням і навичкам, які знадобляться майбутньому спеціалісту для розробки технічної та виробничої документації.

Зазначені вище технології розглядають процес формування змісту з різних сторін і не виключають одна одну. Треба зробити наголос на тому, що це лише дві “технології” одного методу, і різниця полягає лише в пріоритеті, в акценті.

Перед початком формування змісту за даним методом необхідно провести певну підготовчу роботу, що є однаковою для обох технологій. По-перше, необхідно проаналізувати наявне та необхідне програмне забезпечення та сформувати своєрідне “дерево команд” (рис. 1) для кожної комп'ютерної програми. Таке “дерево команд” є своєрідною моделлю представлення декларативних знань, що здобуває студент під час вивчення певної комп'ютерної програми. Об'єднавши такі моделі, можна одержати загальне “дерево команд”, тобто загальну модель представлення змісту дисципліни. Зазначена модель представлення змісту дає можливість:

- логічно упорядкувати всі елементи з урахуванням їх ієрархічності та наявних різноманітних логічних зв'язків між елементами;

- реалізувати за допомогою моделі як індуктивні, так і дедуктивні методи викладання;

- достатньо просто на її основі розробляти текстові матеріали для занять.

У декого може виникнути питання, а навіщо робити ще щось? Якщо ретельно навчати студента користуватися певною комп'ютерною програмою, не обминаючи на “дереві команд” жодної “гілочки”, жодної команди, то майбутній фахівець отримає всі необхідні знання з цієї програми. Іншими словами, на виробництві при підготовці технічної документації за допомогою вивченої програми у нього не виникне жодних питань. Це все дуже добре, але існують деякі проблеми: по-перше, комп'ютерна техніка швидко оновлюється та програмне забезпечення до неї швидко змінюється, значить студент повинен не лише засвоїти практичні навички роботи з певною програмою, але й навчитися самостійно вдосконалювати свої знання; по-друге, для засвоєння всього комплексу команд з усіх комп'ютерних програм, що вивчаються в університеті, потрібно набагато більше навчального часу, ніж відводиться робочою програмою на засвоєння дисципліни “Інформаційні технології”. Для розв'язання цих проблем необхідно провести аналіз технічної документації.

Після закінчення підготовчої роботи можна розпочинати аналіз документації за першою або за другою технологією. Так в чому ж полягає різниця між двома технологіями?

Розглянемо методику формування змісту за першою технологією. Необхідною умовою використання першої технології є наявність усього комплекту технічної документації, що використовується на виробництві. Як було зазначено вище, в основу даної технології покладено комплекс команд з цілого ряду комп'ютерних програм, тому аналіз документації починається з вибору першої команди найнижчого рівня на “дереві команд”, лічильник кількості використань якої прирівнюють до нуля. Далі беруть перший документ, поділяють його на окремі порції інформації і підраховують кількість використань поточної команди в кожній порції інформації, збільшуючи значення лічильника. Коли закінчено аналіз першого документу - переходять до аналізу іншого за цією ж командою.

Рис. 1. Приклад моделі представлення фрагменту декларативних знань дисципліни “Інформаційні технології” (фрагмент “дерева команд” з програми MS WORD)

Лише коли за визначеною командою проаналізовано усі документи, записують значення лічильника, на “де.юреві команд” визначають наступну команду для аналізу та аналогічно підраховують кількість її використання в усіх документах. Цей процес продовжується доти, доки не буде підрахована кількість використань усіх команд з “дерева команд” в усіх документах. Після закінчення аналізу буде сформована своєрідна таблиця, що містить перелік кількості використання усіх команд у технічній документації - підґрунтя для формування змісту дисципліни. За описаною технологією була розроблена модель діяльності експерта, що представлена на рис. 2.

Для підрахунку кількості використання усіх команд у технічній документації за першою технологією необхідно виконати такі кроки:

1) Визначаємо на “дереві команд” чергову команду для аналізу (п.1);

2) Перевіряємо, чи є вона командою найнижчого рівня згідно з “деревом команд” (п.2), якщо ні, то переходимо до команди найнижчого рівня поточної “гілки дерева команд” (п.3);

3) Лічильник (і) кількості використань поточної команди прирівнюємо до нуля (п.4);

4) Обираємо перший документ для аналізу (j = 1) (п.5);

5) Виділяємо чергову порцію інформації в документі (наприклад, абзац у тексті) (п.6);

6) Перевіряємо, чи є у визначеній порції інформації потреба у використанні команди (п.7). В разі необхідності при кожному використанні команди збільшуємо значення лічильника (і = і + 1) (п.8);

7) Повторюємо кроки 5 та 6 до закінчення документа (п.9);

8) Обираємо наступний документ (j = j + 1) (п.10);

9) Аналізуємо документ за визначеною командою, повторюючи кроки 5-7;

10) Повторюємо кроки 8-9 доти, доки не будуть проаналізовані усі документи;

11) Записуємо значення лічильника (і) кількості використань поточної команди (п.11);

12) Переходимо до наступної команди та виконуємо кроки 1-11.

Рис. 2. Узагальнена імітаційна модель діяльності експерта з формування системи знань: технологія одержання знань “від команди”

Для формування змісту за другою технологією не потрібна наявність одночасно усього комплекту технічної документації, що використовується на виробництві. В основу цієї технології покладено необхідну для професійної діяльності на виробництві документацію, тому аналіз починається з вибору першого документа. Після вибору першого документа необхідно поділити його на окремі порції інформації, вибрати першу команду найнижчого рівня на “дереві команд” та прирівняти до нуля лічильник кількості її використань. Далі підраховують кількість використань першої команди в кожній порції інформації, збільшуючи значення лічильника. Коли закінчено аналіз документа за першою командою, записують значення лічильника та переходять до аналізу за наступною командою з “дерева команд”.

Таким чином, підраховується кількість використань усіх команд в одному документі. Наступним кроком є вибір іншого документа для аналізу та підрахунок кількості використань усіх команд в ньому. Після закінчення аналізу за другою технологією буде сформована таблиця, що містить перелік кількості використання усіх команд у наявній технічній документації. За описаною технологією була розроблена модель діяльності експерта, що представлена на рис. 3.

Для підрахунку кількості використання усіх команд у технічній документації за першою технологією необхідно виконати такі кроки:

1) Обираємо документ для аналізу (п.1);

2) Визначаємо для аналізу першу команду (j=1) найнижчого рівня на “дереві команд” (п.2);

3) Лічильник (і) кількості використань першої команди прирівнюємо до нуля (п.3);

4) Виділяємо чергову порцію інформації в документі (наприклад, абзац у тексті) (п.4);

5) Перевіряємо, чи є у визначеній порції інформації потреба у використанні команди (п.5). У разі необхідності при кожному використанні команди збільшуємо значення лічильника (і = і + 1) (п.6);

6) Повторюємо кроки 4 та 5 до закінчення документа (п.7);

7) Записуємо значення лічильника (і) кількості використань поточної команди (п.8);

8) Переходимо до наступної команди (j = j + 1) (п.9);

9) Перевіряємо, чи є вона командою найнижчого рівня згідно з “деревом команд” (п.10), якщо ні, то переходимо до команди найнижчого рівня поточної “гілки дерева команд” (п.11);

Рис. 3. Узагальнена імітаційна модель діяльності експерта з формування системи знань: технологія одержання знань “від документа”

10) Аналізуємо документ за визначеною командою, повторюючи кроки 3-7;

11) Повторюємо кроки 8-10 доти, доки не будуть розглянуті усі команди “дерева команд”;

12) Переходимо до наступного документа та виконуємо кроки 1-11.

На основі одержаних даних в результаті підрахунку кількості використань команд можна визначити питому вагу кожної команди, що дозволяє обґрунтовано сформувати зміст дисципліни. Для усунення можливих ускладнень з формування змісту дисципліни до імітаційних моделей діяльності експерта додаються відповідні допоміжні інформаційні матеріали з наведеними конкретними прикладами.

Розроблений метод можна віднести до прямих методів отримання індивідуальних знань експерта відносно класифікації методів одержання знань, що міститься у статті [7].

Практичне комплексне використання розроблених технологій методу формування змісту дисципліни “Інформаційні технології” дозволяє скоротити час на аналіз професійної діяльності експерта в 1,5-2 рази, що свідчить про їх досить високу ефективність.

1. Розроблено експертний метод одержання знань з комп'ютерної підготовки інженерів-технологів фармацевтичних виробництв на основі використання імітаційних моделей діяльності експерта та дві технології його використання. Розроблений метод дозволяє обґрунтовано формувати зміст навчальної дисципліни.

2. Розроблено моделі діяльності експерта з формування змісту дисципліни.

3. Практичне використання розробленого методу у порівнянні з традиційними методами опитування та спостереження дозволяє в 1,5-2 рази скоротити час на аналіз професійної діяльності експерта з метою формування змісту комп'ютерної підготовки.

Результати подальших досліджень. Подальшої розробки потребує технологія формування системи знань, що ґрунтується на стійких послідовностях команд для виконання типових операцій, пов'язаних з розв'язанням професійних завдань.

комп'ютерний імітаційний експерт інженер

Література

1. Коваленко О.Е. Методичні основи технології навчання: теоретико-методичний та практичний аспект викладання дисциплін електроенергетичного циклу. - Х.: Основа, 1996. - 184 с.

2. Педагогические аспекты преподавания инженерных дисциплин. Пособие для преподавателей / С.Ф.Артюх, Е.Э. Коваленко, Е.К. Белова, Г.В. Изюмская, В.В.Беликова / под ред. С.Ф. Артюха. - Х.: УИПА, 2001. - 210 с.

3. Диалоговые системы и представление знаний / Л.В.Кокорева, О.Л.Перевозчикова, Е.Л.Ющенко. - К.: Наукова думка, 1992, 448 с.

4. Выявление экспертных знаний / О.И.Ларичев, А.И.Мечетов, Е.М.Мошкович, Е.М.Фуремс. - М.: Наука, 1989. - 210 с.

5. Кук И.М., МакДоналд Дж.Э. Формальная методология приобретения и представления экспертных знаний // ТИИЭР. - 1986. - №10. - Т.76. - С.145-155.

6. Черепанов В.С. Экспертные оценки в педагогических исследованиях. - М.: Педагогика, 1989. - 152 с.

7. Лазарєв М.І. Метод формування змісту інженерних дисциплін на основі використання імітаційних моделей діяльності експертів // Проблеми інженерно-педагогічної освіти: Зб. наук. пр. - Х.: УІПА, 2002. - Вип.3. - С.68-75.

Размещено на Allbest.ru