Модель и алгоритм выбора действий для обучения при динамическом перераспределении подгрупп
Анализ вопросов, связанных с математическим моделированием процесса многоцелевого обучения. Знакомство с моделью и алгоритмом выбора действий для обучения при динамическом перераспределении подгрупп. Способы сокращения времени подготовки специалистов.
| Рубрика | Педагогика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.02.2019 |
| Размер файла | 151,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Модель и алгоритм выбора действий для обучения при динамическом перераспределении подгрупп
Статья посвящена одному из вопросов, связанных с математическим моделированием процесса многоцелевого обучения, - выбору действий для обучения. С целью сокращения времени подготовки и переподготовки специалистов по нескольким родственным направлениям деятельности целесообразно осуществлять динамическое распределение обучающихся по подгруппам. Это возможно осуществить с использованием модели и алгоритма, предложенных в настоящей работе. В результате кластеризации обучающихся с учетом времени подготовки по модулям обучения определяется количество и состав подгрупп для обучения каждому модулю, а затем выбираются действия по обучению.
В современных условиях важную роль играет повышение квалификации и переподготовка кадров. Существует значительное число областей профессиональной деятельности, в которых требуется подготовка специалистов, получающих как базовые, так и специализированные компетенции [1]. Часть компетенций может быть присуща нескольким специалистам, а часть является уникальной, выраженной, например, только у одного специалиста [2, 3]. В связи с этим, вопрос подготовки и переподготовки таких специалистов является весьма затратным. Выходом из этой ситуации является формирование групп многоцелевого обучения специалистов по близким направлениям деятельности. Основанием для их формирования является тот факт, что модули формирования компетенций у некоторых обучающихся в указанных группах частично совпадают (под модулем обучения будем понимать раздел дисциплины, отдельную тему и др.). Это создаёт возможность формирования временных подгрупп для освоения некоторых модулей.
Модули обучения выполняются в определенной последовательности, направлены на формирование одной или нескольких взаимосвязанных компетенций.
Следует заметить, что, с одной стороны, обучающиеся, как правило, к моменту начала обучения уже имеют определённый набор специализированных компетенций, и, следовательно, освоение ими соответствующих модулей нецелесообразно. В этой связи обучающимся для начала освоения данного модуля может потребоваться различное время. С другой стороны, специалистам после освоения какого-либо модуля обучения может потребоваться различное время для окончания обучения.
Следовательно, для каждого обучающегося имеется некоторый интервал времени, в пределах которого целесообразно осуществить его обучение с помощью данного модуля.
Возможности образовательной организации часто не позволяют одновременно осуществлять обучение требуемого количества специалистов, что приводит к необходимости формирования подгрупп [4, 5]. Состав подгрупп динамически перераспределяется в зависимости от необходимости освоения обучающимися тех или иных модулей.
Таким образом, каждому модулю соответствует несколько действий по обучению, отличающихся составом обучающихся. Действия по обучению применяются в определенной последовательности согласно расписанию занятий.
Ниже предлагается модель и алгоритм формирования подгрупп для обучения в каждом действии с учетом ограничений на допустимый диапазон количества обучающихся.
Для каждого модуля может быть найдено множество осваивающих его обучающихся . Предположим, что одновременно осваивать модуль могут не более обучающихся. Тогда для освоения этого модуля должны быть сформированы групп ( - округление до ближайшего наибольшего целого числа).
Параметром, определяющим целесообразность включения обучающегося в ту или иную группу, является допустимый интервал времени освоения данного модуля.
Обозначим
- множество модулей, которые необходимо освоить обучающемуся ;
- множество модулей, которые должен обязательно освоить обучающийся к моменту освоения модуля ;
- множество модулей, освоение которых обучающимся может быть осуществлено только после освоения .
Обозначим допустимый интервал времени для освоения модуля обучающимся как , где - время начала освоения модуля обучающимся , - время окончания освоения модуля обучающимся .
Учитывая времена выполнения модулей, входящих в перечисленные множества, находим
;
.
В случае многоцелевого обучения, когда группа специалистов готовится для выполнения различных ролей, распределение осваивающих модуль по подгруппам целесообразно осуществлять так, чтобы в одной подгруппе оказались обучающиеся, для которых близки середины допустимых интервалов времени
.
математический обучение моделирование
В случае одноцелевого обучения, когда группа специалистов готовится для выполнения одной роли, .
Для разделения обучающихся на подгруппы необходимо использовать алгоритмы кластеризации [6, 7].
Среди алгоритмов кластеризации, осуществляющих разбиение множества на заданное количество кластеров одним из самых эффективных с вычислительной точки зрения является алгоритм -средних (-means) [8].
Опишем его модификацию применительно к решению нашей задачи, особенностью которой является наличие ограничения на количество объектов в кластере.
Шаг 1. Упорядочить обучающихся по возрастанию середин интервалов . Если обучающиеся имеют одинаковые значения , то меньший номер присваивается тому, у которого меньше длина интервала .
Шаг 2. Разбить обучающихся на кластеров , помещая в каждый кластер (кроме, возможно, последнего) обучающихся.
Шаг 3. Если , то задача решена.
Шаг 4. Найти для каждого кластера его центр по формуле
Шаг 5. Найти , имеющий максимальное значение .
Шаг 6. Если , то задача решена.
Шаг 7. Переместить элемент из кластера в кластер .
Шаг 8. Найти новые значения центров для кластеров и .
Шаг 9. Если , то найти , имеющий максимальное значение . Если , то переход к шагу 7.
Шаг 10. Шаги 7-9 повторяются для всех предыдущих пар соседних кластеров .
Шаг 11. Если центры перестают изменяться, то задача решена.
Шаг 12. Шаги 7-9 повторяются для всех последующих пар соседних кластеров .
В результате кластеризации обучающихся, проведенной с использованием рассмотренного алгоритма, возможно оценить количество и состав групп для обучения по модулю и каждый модуль преобразовать в цепочку действий по его выполнению.
Это позволяет построить граф
где - множество действий по обучению;
- заданное отношение порядка между ними.
На рис. 1 приведен пример преобразования, в котором модулю соответствуют три действия по обучению (для подгруппы обучающихся, в состав которой включены и ), (для подгруппы, состоящей из и ), (для подгруппы, состоящей из , и ), а модулям и .- по одному действию и , соответственно, после распределения обучающихся по подгруппам.
Рисунок 1. Преобразование модулей в действия по обучению
Таким образом, описанные в настоящей работе модель и алгоритм позволяют осуществлять динамическое распределение обучающихся по подгруппам так, чтобы учесть возможности образовательной организации и сократить общее время их подготовки при осуществлении многоцелевого обучения.
математический обучение моделирование
Список литературы
1. Зимняя И.А. Ключевые компетенции - новая парадигма результата образования / И.А. Зимняя // Высшее образование сегодня. - 2003. - № 5. - С. 34-42.
2. Menshikh V.V. Optimization of Training Modules Choice During Multipurpose Training of Specialists / V.V. Menshikh, E.N. Sereda // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математическое моделирование и программирование. - 2018. - Т. 11, № 1. - С. 27-34.
3. Меньших В.В. Модель и алгоритм оптимизации выбора направлений подготовки при многоцелевом обучении / В.В. Меньших, Е.Н. Середа // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. - 2017. - № 4(19). - URL: https://moit.vivt.ru/?p=5592&lang=ru (дата обращения: 16 июля 2018 г.).
4. Меньших В.В. Автоматизированное формирование адаптивных траекторий коллективного обучения / В.В. Меньших, Е.Н. Середа // Современные сложные системы управления : HTCS'2017 : мат-лы XII междунар. науч.-практ. конф., 25-27 октября 2017 г. В 2 ч. Ч. 2. - Изд-во Липецкого государственного технического университета, 2017. - С. 270-274.
5. Меньших В.В. Оптимизация выбора траектории адаптивного группового обучения / В.В. Меньших, Е.Н. Середа // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-30 : сб. трудов XXX Междунар. науч. конф. : в 12 т. Т. 1 / под общ. ред. А.А. Большакова ; Санкт-Петербург : СПбГТИ(ТУ), СПбПУ, СПИИРАН; Минск : БГАТУ, БГТУ, БНТУ, БГУИР. - СПб : Изд-во политехн. ун-та, 2017. - С. 139-144.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Теоретические основы применения активных методов обучения в процессе подготовки специалистов в ВУЗе с целью повышения эффективности их обучения. Анализ видов и форм организации обучения с использованием активных методов на примере ЗАБГГПУ г. Чита.
курсовая работа [43,3 K], добавлен 07.05.2011Сущность процесса обучения. Цели, функции и специфика обучения. Структура процесса обучения, характеристика структурных компонентов. Методы обучения, их классификация. Формы организации обучения.
курсовая работа [24,3 K], добавлен 05.11.2005Теоретические основы алгоритмизации процесса обучения младших школьников. Сущность программированного обучения. Алгоритмизация обучения. Алгоритм и его основные виды. Психологическое значение алгоритмизации обучения. Эффективность обучения.
курсовая работа [56,0 K], добавлен 14.12.2006Уровни, виды, задачи и мотивация обучения. Компоненты процесса обучения и их логическая взаимосвязь. Организация и специфика процесса обучения военнослужащих, его функции, этапы и механизмы. Требования, предъявляемые к процессу обучения военнослужащих.
презентация [2,2 M], добавлен 11.01.2012Понятие и сущность методов обучения, их роль. Общая характеристика отдельных видов методов обучения и анализ условий эффективного выбора и применения тех или иных методов обучения учащихся. Особенности словесных, наглядных и практических методов.
контрольная работа [29,6 K], добавлен 13.05.2013Содержание и методика развивающего обучения. Задачи и особенности интенсификации учебного процесса. Поэтапное формирование умственных действий. Суть, предполагаемые результаты и недостатки теорий программированного, проблемного и контекстного обучения.
реферат [30,0 K], добавлен 05.10.2012Анализ процесса становления понимания обучения как целостного явления. Понятие процесса обучения: цель обучения; деятельность учителя и учащихся; результат. Дидактика как научная дисциплина. Связь процесса познания и обучения, их сходство и различие.
контрольная работа [16,4 K], добавлен 15.12.2010Теоретические основы построения образовательного процесса на основе индивидуализации обучения. Моделирование процесса обучения для учащихся, не имеющих возможности регулярного посещения школы очно. Основные психолого-педагогические проблемы обучения.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 31.03.2018Принципы и методы в структуре военно-педагогического процесса. Устное изложение учебного материала как один из методов обучения. Метод упражнения и тренировки в образовании военнослужащих. Влияние форм обучения на процесс подготовки специалистов в ВУЗе.
курсовая работа [49,3 K], добавлен 21.05.2015Основные формы организации обучения с использованием современных методов в профессиональной школе. Характеристика активных методов обучения, их применение. Влияние современных методов обучения на процесс подготовки специалистов в профессиональной школе.
курсовая работа [32,4 K], добавлен 19.06.2013Процесс производственного обучения как совокупность последовательных и взаимосвязанных действий мастера и руководимых им учащихся. Особенности производственного обучения в средних профтехучилищах (ПТУЗ) и разработка плана-конспекта урока обучения в ПТУЗ.
курсовая работа [38,3 K], добавлен 13.06.2012Характеристика процесса обучения детей дошкольного возраста, основные методы и приемы. Конспект дидактической игры с математическим содержанием. Методика игровой деятельности с развитием речи "Поможем мишке". Воображаемая игра как метод обучения.
курсовая работа [30,1 K], добавлен 25.04.2014Роль обучения в образовании и воспитании личности. Сущность, содержание и задачи процесса обучения. Мотивация учения. Характерные черты, основные этапы и принципы процесса обучения военнослужащих. Основные компоненты обучающего процесса, их взаимосвязь.
презентация [2,2 M], добавлен 22.12.2011Обновление образовательного процесса - содержательный ресурс переориентации школ. Современные модели организации обучения. Модель обучения - систематизированный комплекс. Классификация современных моделей обучения. Модели - ключевые характеристики.
курсовая работа [333,2 K], добавлен 27.03.2005Особенности развития универсальных учебных действий у детей дошкольного возраста. Реализация успешного систематического обучения, формирование универсальных учебных действий. Анализ исследований на примере коммуникативных универсальных учебных действий.
курсовая работа [457,6 K], добавлен 30.06.2012Разработка методических основ обучения студентов педагогических вузов проблемам обеспечения охраны труда. Проектирование мотивационных технологий обучения. Разработка бинарных действий преподавателя и учащихся на уроке "Безопасность жизнедеятельности".
курсовая работа [102,0 K], добавлен 26.08.2011Педагогическая и андрагогическая модели обучения. Психолого-дидактическая концепция, основанная на принципе субъективности. Проективная модель личностно-ориентированного обучения. Преимущества моделей дистанционного и концентрированного обучения.
контрольная работа [31,1 K], добавлен 24.12.2011Содержание профильного обучения, основания его введения, зарубежный и отечественный опыт. Особенности старшего подросткового и юношеского возраста. Психологические аспекты профессионального самоопределения. Классификация и трактовка выбора в психологии.
дипломная работа [88,9 K], добавлен 05.05.2011Признаки, функции и технологии концентрированного обучения. Повышение качества обучения студентов через создание оптимальной организационной структуры учебного процесса. Сближение обучения с естественными психологическими закономерностями обучения.
контрольная работа [34,7 K], добавлен 11.12.2014Особенности, структура учебной деятельности и место в ней развивающего обучения с точки зрения теории Д.Б. Эльконина и В.В. Давыдова. Приемы умственных действий в развивающем обучении. Влияние обучения на развитие наблюдения, внимания и мышления ученика.
реферат [29,6 K], добавлен 22.11.2010
