Метод рационального распределения учебных дисциплин в системе высшего учебного заведения
Совершенствование системы планирования учебной нагрузки между дисциплинами. Построение оптимизационной модели, ее цель - распределить нагрузку в рамках одного направления таким образом, чтобы максимально облегчить студентам освоение учебного материала.
| Рубрика | Педагогика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.04.2021 |
| Размер файла | 1,1 M |
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/
МЕТОД РАЦИОНАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ УЧЕБНЫХ ДИСЦИПЛИН В СИСТЕМЕ ВЫСШЕГО УЧЕБНОГО ЗАВЕДЕНИЯ
Борисова Е.Ю.
Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации (Северо-Западный институт управления РАНХиГС), Санкт-Петербург, Российская Федерация
РЕФЕРАТ
Одной из задач руководства учебного заведения является разработка мероприятий, направленных на улучшение подготовки своих выпускников. Целью данной статьи является совершенствование системы планирования учебной нагрузки между дисциплинами в вузе. Для достижения этой цели на основе системного анализа и математического моделирования была построена оптимизационная модель. Результат внедрения этой модели в управление образовательным процессом позволит распределить нагрузку в рамках одного направления таким образом, чтобы максимально облегчить студентам освоение учебного материала.
Ключевые слова: уровень подготовки выпускников, вероятности состояния системы, принятие управленческих решений, оптимизация, многошаговый процесс управления
модель планирование учебная нагрузка студент
THE METHOD OF RATIONAL DISTRIBUTION OF ACADEMIC DISCIPLINES IN THE SYSTEM OF HIGHER EDUCATION
Elena Yu. Borisova
Russian Presidential Academy of National Economy and Public Administration (North-West Institute of Management, Branch of RANEPA), Saint-Petersburg, Russian Federation
ABSTRACT
One of the tasks of the management of the educational institution is the development of measures aimed at improving the training of their graduates. The purpose of this article is to improve the system of planning the workload between disciplines at the university. To achieve this, an optimization model was built on the basis of system analysis and mathematical modeling. As a result, the introduction of this model in the management of the educational process will make it possible to distribute the load within the framework of one direction in such a way as to make it easier for students to master the educational material.
Keywords: graduate training level, system state probabilities, managerial decision making, optimization, multi-step management process
Введение
Реформирование образования в нашей стране -- процесс, длящийся уже не первое десятилетие. В результате реформирования системы образования изменилась и структура высших учебных заведений, в частности, появились направления подготовки студентов и за конечный результат обучаемых теперь отвечает не заведующий выпускающей кафедрой, а руководитель направления.
Для повышения качества реформ неоднократно создавались модели, описывающие различные стороны образовательного процесса и их оптимизацию. В частности, в работах [5; 6; 7; 8; 9; 10; 11] представлены модели распределения учебной нагрузки между преподавателями одной кафедры, модели оценки качества деятельности вуза или модели составления расписания. Однако ни в одной из перечисленных работ не предприняты попытки создать модель распределения учебных дисциплин, направленную на повышение качества усвоения знаний студентов вуза по каждому направлению.
При выборе вуза абитуриенты учитывают различные факторы, среди которых основными можно назвать престижность обучения и уровень подготовки выпускников. Престиж учебного заведения определяется многими факторами, одним из которых является качество подготовки выпускников. Поэтому одной из задач руководства учебного заведения является разработка мероприятий, направленных на улучшение подготовки своих бакалавров, специалистов и магистров. Одним из них является совершенствование системы планирования учебной нагрузки. В частности, необходимо оптимально распределить зачетные единицы (ЗЕ) между дисциплинами по каждому направлению. Подготовка предложений по этому вопросу поручается конкретному сотруднику, которого в дальнейшем будем условно называть лицо, принимающее решение, или ЛПР.
На настоящий момент в наиболее престижных университетах и академиях, которые получают большие дотации от государства, образовательный процесс (ОП) организован таким образом, что большая часть академических часов отдана изучению базовых дисциплин. Кроме того, акцент сделан на аудиторные занятия, что позволяет формировать у обучаемых необходимый теоретический базис для изучения специальных и прикладных дисциплин. Для многих студентов такой подход влечет за собой большие трудности в преодолении высоких требований, предъявляемых в этих вузах. Это приводит к серьезному уменьшению числа обучаемых, особенно на старших курсах.
Выпускники таких учебных заведений не удовлетворяют полностью запросы общества и экономики на специалистов с высшим образованием. Для удовлетворения социального запроса в стране созданы и альтернативные вузы, получающие меньшие по объему дотации государства или совсем их не получающие. Заметим, что количество вузов, получающих весомую материальную помощь от государства, очень незначительно, а большинство других учебных заведений вынуждено самостоятельно искать дополнительные источники финансирования, используя различные механизмы.
Материалы и методы
Самой большой статьей дохода является прибыль от коммерческого обучения, поэтому руководство таких вузов должно достичь компромисса между повышением уровня знаний и количеством студентов, обучающихся на коммерческой основе. Для этого необходимо для каждого направления подготовки найти такой вариант распределения академических часов между учебными дисциплинами, который позволил бы облегчить усвоение учебного материала подавляющему числу принятых студентов. Именно решению последней задачи посвящен предлагаемый ниже метод.
Пусть конкретное направление подготовки включает в себя изучение т учебных дисциплин Б1, где I = 1, 2, т. Каждой из этих дисциплин необходимо выделить хотя бы одну зачетную единицу. Так как распределение единиц происходит последовательно, то этот процесс является многошаговым, и согласно [3] для его моделирования можно применять метод динамического программирования.
Результаты
Для нахождения оптимального распределения п академических часов между учебными дисциплинами используем рекуррентные соотношения Беллмана [1; 2]. В качестве целевой функции Б выберем математическое ожидание качества усвоения учебного материала
Таблица 1. Сводная таблица данных
Table 1. Summary table of data
Таблица 2. Усовершенствованная таблица данных
Table 2. Enhanced data table
где pi -- вероятность усвоения дисциплины Di при спланированном числе зачетных единиц (ЗЕ), а ci -- коэффициент значимости этой дисциплин
Так как целью ЛПР является повышение уровня подготовки выпускников, то F > max.
Для вычисления значений коэффициентов с1 предлагается использовать количество кпр дисциплин, опирающихся на знания и навыки, полученные при изучении дисциплины Б1, и количество кнав компетенций, отвечающих соответствующей дисциплине. Пусть значение ki=kiпр + kiнав и ki?N, тогда
Через Рц обозначим вероятность успешного овладения профессиональными навыками при изучении 1-ой дисциплины в объеме] зачетных единиц (ЗЕ). В качестве значений Рц могут выступать значения, определенные по специальной методике экспертной группы. Для удобства всю информацию ранжируем по убыванию коэффициентов сI и записываем в таблицу (см. табл. 1).
Если при составлении этой таблицы возникнет ситуация, когда несколько дисциплин будут иметь одинаковые веса сг, можно реализовать следующий алгоритм. Пусть имеются N дисциплин с одинаковыми весами. Для каждой из них вычисляется дополнительный коэффициент
Эти коэффициенты ранжируют дисциплины по значимости в случае их изучения в объеме 1 ЗЕ. Если же все вероятности pi1, соответствующие выделению 1 ЗЕ, равны между собой, то аналогично сравниваем вероятности pi2 и т. д. Далее добавляем найденные значения ?Ci к вычисленным ранее Ci и вводим новые улучшенные веса Сi* =Сi + ?Сi. Добавленные значения ?Сi ? (0,1), поэтому не могут изменить порядок следования дисциплин, у которых изначально были другие веса.
После этого рекомендуется записать новую таблицу (см. табл. 2), в которой все веса Сi будут различны и выстроены по убыванию.Рассмотрим систему S распределения часов между дисциплинами направления, которой соответствуют разные состояния, описанные ниже вероятность p12= 0,2) и 3 ЗЕ (состояние S12 и вероятность p13=0,1). Заметим, что распределение 4 и 5 ЗЕ дисциплине No 1 приведет к тому, что какая-то из оставшихся дисциплин не получит ни одной ЗЕ, а это противоречит заявленным требованиям. На втором шаге ЛПР распределяет зачетные единицы дисциплине D2, при этом возможны следующие состояния системы S23, S22,S21 и т. д.
Схема распределения ЗЕ между всеми дисциплинами представлена на рис
Обсуждение
Поясним многошаговость процесса распределения ЗЕ по дисциплинам на конкретном примере. Предположим, что необходимо распределить 5 ЗЕ между тремя дисциплинами D1, D2, D3 таким образом, чтобы каждая из них получила не менее одной зачетной единицы. Для определенности будем считать, что веса указанных дисциплин удовлетворяют неравенству: С1 > С2 > С3.На первом шаге ЛПР распределяет зачетные единицы дисциплине D1. Обозна-чим через Sij -- состояние системы, соответствующее i-му шагу с запасом в j единиц, то есть на начальном этапе системе соответствует состояние S05.В результате первого распределения дисциплине D1 могло отойти 1 ЗЕ (со-стояние S14 и соответствующая ему вероятность p11= 0,3) , 2 ЗЕ (состояние S13 и и вероятность р13 = 0,1). Заметим, что распределение 4 и 5 ЗЕ дисциплине № 1 приведет к тому, что какая-то из оставшихся дисциплин не получит ни одной ЗЕ, а это противоречит заявленным требованиям.
На втором шаге ЛПР распределяет зачетные единицы дисциплине Б2, при этом возможны следующие состояния системы и т. д.
Схема распределения ЗЕ между всеми дисциплинами представлена на рис.
Рис. Распределение 5 ЗЕ между тремя дисциплинами
Fig. The distribution of 5 OU between 3 disciplines
Значения над стрелками указывает соответствующее значение показателя качества
которые далее будут влиять на экстремальное значение целевой функции.
Например, при переходе из состояния $2 в состояние $2 дисциплине Б2 было распределено 3 единицы. В табл. 3 этому событию соответствует вероятность р23 и вес С2, следовательно, значение показателя качества
Таблица 3. Начальные условия задачи
Table 3. Initial conditions of the problem
Далее ЛПР переходит к поиску условных оптимальных стратегий. Для последнего третьего шага условные оптимальные стратегии F1(SІ2, из) соответствуют значениям показателям качества
Для второго шага ЛПР должен рассчитать максимум целевой функции, т. е.
Те значения, которые определяют максимальные значения, соответствуют условным оптимальным управлениям.
Аналогично, находим максимальное значение для первого шага
и соответствующее условное оптимальное управление. Далее ЛПР восстанавливает оптимальную стратегию управления.
ВЫВОДЫ
Таким образом, для рассмотренного примера оптимальной стратегией управления будет На рис. оптимальная стратегия управления выделена более толстыми линиями. Полученный результат означает, что для достижения максимального усвоения студентами образовательной программы ЛПР рекомендуется исходные 5 ЗЕ распределить следующим образом: две зачетные единицы отводятся дисциплине D1, одна ЗЕ -- дисциплине D2 и две ЗЕ -- дисциплине D3.
Предложенный алгоритм является универсальным. В частности, его можно использовать для распределения академических часов между различными видами обучения (лекции, семинары, самостоятельная работа и т. д.)
На базе этого алгоритма можно распределять и нагрузку каждого отдельного преподавателя с учетом его достижений по каждому направлению деятельности ППС, задавая большее значение веса тому виду деятельности, в котором он приносит вузу большую пользу.
Предложенный алгоритм позволяет выстроить образовательный процесс так, чтобы максимально облегчить студентам освоение учебного материала, а внедрение его в управление образовательным процессом позволит удовлетворить запрос общества на высоко подготовленных специалистов.
Литература
1. Беллман Р. Динамическое программирование. М. : Изд-во иностр. лит., 1960. 400 с.
2. Беллман Р., Дрейфус С. Прикладные задачи динамического программирования. М. : Наука, 1965. 458 с.
3. Вентцель Е.С. Элементы динамического программирования. М.: Наука, 1964.
4. Алпатов Ю.Н., Бунашова С.Б. Исследование характеристик учебного процесса методами математического моделирования // Труды Братского государственного университета. 2010. Т. 1. С. 156-162.
5. Журавлев Д.С., Колесников А.Н. Математические методы интеллектуального анализа данных в задачах моделирования процессов работы высших учебных заведений // Фундаментальные исследования, методы и алгоритмы прикладной математики в технике, медицине и экономике: материалы молодежной научно-практической конференции. Новочеркасск, 2017. С. 157-160.
6. Изосимова Т.Н., Мордвинова Ж.С. Формирование учебной нагрузки в рамках интегрированной системы управления // Сборник научных статей научно-практической конференции ГГУ им. Я. Купалы. Гродно, 2011. С. 384-387.
7. Кумицкий Б.М., Камалов Н.С., Евсикова Н.Ю., Саврасова Н.А. Математическое моделирование учебного процесса как способ повышения качества образования // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика : сборник научных трудов по материалам научно-практической конференции. 2014. Т. 2. № 2, ч. 3. С. 292-298.
8. Левин В.И., Костиневич В.В. Математическое моделирование и оптимизация учебного процесса в высшем учебном заведении // Вестник Ульяновского государственного технического университета. 2004. № 4. С. 4-8.
9. Ризен Ю.С., Захарова А.А., Минин М.Г. Математическое моделирование образовательного процесса в оценке качества деятельности вуза // Информационное общество. 2014. № 3. С. 25-33.
10. Сеньковская А.А., Фураева И.И. Моделирование и процесса распределения учебной нагрузки кафедры с использованием жадного алгоритма // Математические структуры и модели. 2017. № 4. С. 101-109.
11. Угрева Е.Н., Рыжкова М.Н. Построение математической модели обучаемого для оптимизации учебного процесса // Открытое и дистанционное образование. 2014. № 2. С. 63-68.
Об авторе:
Борисова Елена Юрьевна, доцент кафедры бизнес-информатики Северо-Западного института управления РАНХиГС (Санкт-Петербург, Российская Федерация), кандидат технических наук;
About the author:
Elena Yu. Borisova, Associate Professor of the Chair of Business Informatics of North-West Institute of Management, Branch of RANEPA (St. Petersburg, Russian Federation), PhD in Technical Science
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Содержание функций и характеристика основных целей преподавателя среднего специального учебного заведения. Анализ специфики профессионально-педагогической деятельности и педагогическое мастерство преподавателя среднего специального учебного заведения.
контрольная работа [16,7 K], добавлен 01.05.2011Основные цели и задачи повторения учебного материала. Система повторения учебного материала: сущность, закономерности, особенности построения. Методические особенности организации повторения в обучении математике учащихся основной школы в 5 классе.
курсовая работа [200,0 K], добавлен 19.05.2016Проблема выбора профессии в подростковом возрасте. Недостатки устаревших учебных образовательных систем. Диплом об окончании высшего учебного заведения как билет в беззаботную жизнь с большими зарплатами. Внедрение новшеств в образовательную систему.
статья [12,0 K], добавлен 07.11.2014Изучение краткого конспекта учебного материала по теме "Общие сведения о волокнах" предмета "Материаловедение". Логический, дидактический, психологический и методический анализ учебного материала. Составление структурной схемы, а также плана занятия.
курсовая работа [139,1 K], добавлен 16.02.2015Анализ учебной рабочей программы по дисциплине "Информатика". Учебный материал по теме "Форматирование текста в текстовом процессоре OO WRITER, проектирование урока. Методическая редукция учебного материала, выбор методов обучения и определение состава.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 09.12.2010Процесс создания музея истории учебного заведения в Тотемском педагогическом колледже, его этапы и назначение. Особенности культурно-образовательной деятельности данного музея. Разработка и пути реализации концепции музея педагогического колледжа.
курсовая работа [41,5 K], добавлен 27.10.2010Основные задачи системы высшего образования. Порядок составления учебной программы и плана занятий преподавателем, принципы их автоматизации. Оценка эффективности проводимого комплекса мероприятий по улучшению планирования учебного процесса в ВУЗе.
отчет по практике [32,9 K], добавлен 18.01.2011Необходимость в новой образовательной парадигме высшего учебного заведения. Современный этап модернизации высшего образования как важнейшее звено социальной политики России. Особенности личностно ориентированной парадигмы вузовского образования.
контрольная работа [55,3 K], добавлен 26.12.2014Научно-педагогический анализ учебного материала по физике. Основные требования и принципы планирования учебного процесса по физике в средней школе. Последовательность стадий планирования уроков. Примерная схема плана проведения занятия по физике.
курсовая работа [28,5 K], добавлен 02.06.2011Объединение знаний из разных дисциплин, направленное на рассмотрение и решение какой-либо пограничной проблемы. Цель и преимущества интеграции. Изучение возможностей построений данного учебного процесса. Отличие обычных уроков от интегрированных.
презентация [1,7 M], добавлен 17.12.2014История создания и развития МБОУ "Кош-Агачская СОШ имени В.И. Чаптынова". Административная структура учебного заведения, методическое обеспечение учебного процесса. Особенности тематического планирования предмета. Конспект контрольного урока по рисунку.
отчет по практике [53,8 K], добавлен 12.12.2014Исторический аспект проблемы оценивания учебных достижений учащихся средней школы. Современные подходы к системе оценивания учебных достижений учащихся. Формирующее оценивание как инструмент повышения качества усвоения учебного материала учащимися.
курсовая работа [137,9 K], добавлен 14.11.2017Задачи управления учебным процессом, роль учебных планов в системе образования, их виды, структурные и параметрические составляющие. Разработка автоматизированного учебного плана с помощью Microsoft Office Excel с учетом требований Болонского процесса.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 11.08.2011Использование видеофильмов в системе образования. История развития учебного кино и разновидности фильмов. Место видеофильмов в процессе технологизации образования. Технологическая схема создания учебных фильмов. Композиция кадра и монтаж видеофильма.
курсовая работа [77,0 K], добавлен 26.02.2009Место и значение планирования в физическом воспитании, порядок и правила составления учебной программы и учебного плана. План-график учебного процесса, формирование конспекта и расписания занятий преподавателем. Учет в тренировке юных спортсменов.
контрольная работа [24,9 K], добавлен 22.04.2010Развитие системы e-learning в Европе. Виртуальный институт Германии. Дистанционное образование в Германии. Рассылка учебных материалов. Передача знаний из учебного заведения студенту и контроль его работы посредством CD-Rom, виртуальные конференции.
реферат [22,3 K], добавлен 04.08.2010Учебное сотрудничество как фактор гуманизации учебного процесса. Способы организации общения на уроке, которые педагог в праве использовать, чтобы организовать процесс, в условиях которого учащиеся смогут беспрепятственно овладеть английским языком.
курсовая работа [47,5 K], добавлен 25.02.2014Принципы профессионального обучения и особенности их реализации при подготовке квалифицированных рабочих в Польше. Содержание профессионального обучения. Организационная структура учебного заведения. Формы и методы организации учебного процесса.
курсовая работа [48,2 K], добавлен 08.01.2008Назначение, устройство и принцип действия автосцепки. Логический анализ учебного материала. Технологическая схема урока. Вопросы для актуализации знаний. Действия при саморасцепе автосцепки между вагонами в поезде. План урока с технологической картой.
курсовая работа [480,6 K], добавлен 19.01.2016Состояние и характер образования в Виленском учебном округе. Учебные заведения Витебской и Могилевской губерний в составе Санкт-Петербургского. Проект преобразований О.И. Сенковского. Деятельность Белорусского учебного округа и оценка ее итогов.
курсовая работа [62,0 K], добавлен 23.05.2014
