Управление контентом рабочей программы на основе

На правах рукописи
Лайко Наталья Владимировна
УПРАВЛЕНИЕ КОНТЕНТОМ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ
НА
ОСНОВЕ ОЦЕНОК ЭКСПЕРТОВ
Специальность 05.13.10
Управление в социальных и экономических системах
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Астрахань - 2007
Работа выполнена в
Астраханском государственном техническом университете
Научный руководитель:
Официальные
оппоненты:
Ведущая организация:
кандидат технических наук
Хоменко Татьяна Владимировна
(г.Астрахань)
Заслуженный деятель науки и техники
РФ, доктор технических наук, профессор
Камаев Валерий Анатольевич
(г.Волгоград)
кандидат технических наук
Ануфриев Дмитрий Петрович
(г.Астрахань)
Исследовательский центр проблем
качества подготовки специалистов
Федерального агентства по образованию
(г. Москва)
Защита состоится 20 апреля 2007 г. в 14-00 часов на
заседании
диссертационного
совета
ДМ212.009.03
при
Астраханском государственном университете по адресу: 414056, г.
Астрахань, ул. Татищева, 20а.
Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные
гербовой печатью, просим направлять ученому секретарю
диссертационного совета по адресу: 414056, г. Астрахань, ул.
Татищева, д.20а, АГУ, диссертационный совет.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке
Астраханского государственного университета
Автореферат разослан « 19 » марта 2007 г.
Ученый секретарь диссертационного
совета ДМ212.009.03,
доктор технических наук, профессор
2
И.Ю. Петрова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Современная ситуация, сложившаяся в России
в политической, экономической и других сферах, ставит вопрос о
повышении
эффективности
профессиональной
подготовки
специалистов
любого
профиля.
Важной
проблемой
профессионально-технического образования является обеспечение
инженерных кадров фундаментальной подготовкой.
Действующие государственные образовательные стандарты
высшего профессионального образования (ГОС ВПО), определяя
минимальное содержание дисциплины и устанавливая требования к
освоению учебного материала, в терминах «знать», «уметь», «иметь
представление»,
являются
«ориентиром»,
«вектором»,
указывающим цели курса и предоставляют преподавателю
определенную свободу для самореализации при разработке рабочей
программы.
Рабочая программа учебной дисциплины (РП) - документ,
созданный на основе примерной программы Министерства
образования России, с учетом национально - региональных условий,
типа образовательного учреждения, средств обучения, отражающий
содержание учебной дисциплины и, в соответствии с приложением
к письму от 12.01.2006 № 01-10, содержит:
 цели изучения дисциплины;
 содержание дисциплины, структурированное по видам учебных
занятий и указанием их трудоемкости;
 учебно-методическое обеспечение дисциплины;
 требования к уровню освоения программы и формам контроля.
В тоже время, вся европейская система высшего образования,
в том числе и российская, находится в движении, названном
«Болонским процессом». Ведущие ученые страны ищут пути
совместимости образовательных систем, механизмов их корректной
конвергенции, вырабатывают общий язык - язык компетенций и
результатов, в терминах дескрипторов уровней, позволяющий
описать цель учебной программы: формирование и развитие
компетенций.
Учебная программа (Study programme) представляет собой
согласованный набор разделов курсов или модулей выбранной
программы, освоение которых необходимо для получения одной из
степеней образования. Достижение степеней обуславливается
накоплением установленного числа кредитов.
Компетенции
(Competences)
представляют
собой
динамическую совокупность знаний, умений, навыков и
способностей, касающихся определенной специальности.
Дескрипторы уровней (Level descriptors) – декларированный
перечень описаний общих характеристик обучения по выбранному
направлению, позволяющий определить тип требований (ожиданий)
3
для учащихся на каждом из установленных уровней;
ориентирующий учащегося/преподавателя в вопросах сложности
программы.
Следует отметить, что план мероприятий по реализации
положений «Болонской декларации» в системе высшего
профессионального образования России на 2005–2010 годы
предусматривает разработку, утверждение и введение в действие
ГОС ВПО третьего поколения на основе компетентностного
подхода и системы зачетных единиц.
Развитие инновационного процесса в российском образовании
ставит перед профессорско-преподавательским корпусом все более
глобальные цели: вооружение студентов набором таких знаний,
который позволит представить эти знания в определенную систему
так,
чтобы
изучаемые
дисциплины
приобрели
единую
направленность, образовывая «системное движение», предоставляя
возможность для дальнейшего развития, совершенствования
полученных знаний. Острота проблемы отбора материала с
переходом к единым образовательным системам выдвигается в
число приоритетных.
Все это предопределяет необходимость найти компромисс
между логичностью изложения, целесообразностью рассмотрения
того или иного материала для требуемой базы знаний дисциплин
последующих курсов и объемом подаваемого материала отдельной
дисциплины и отражение пути его реализации через авторский
проект – рабочую программу учебной дисциплины.
Целью диссертационной работы является повышение
эффективности процесса наполнения контента рабочей программы,
на основе оценок экспертов.
Для достижения поставленной цели в рамках работы
необходимо решить следующие задачи:
1. Исследовать структуру и определить место РП в Российской
системе высшего образования подготовки специалистов.
2. Построить концептуальную модель РП.
3. Выявить связи между элементами РП, как единицы,
представляющей
учебную
дисциплину
и
единицы,
представляющей учебный процесс.
4. Установить ограничения на выявленные связи между
элементами в виде критериев оценки наполнения контента РП;
проверить полученные критерии на полноту и независимость.
5. Разработать методики для:
•
оценки наполнения контента РП на основе оценок
экспертов;
•
определения уровневых и соответствующих им временных
интервалов контента РП.
6. Автоматизировать процесс наполнения контента РП.
4
Методы исследования. Исследования, проводимые в работе,
базируются на методах математического моделирования, теории
информации,
методах
математической
статистики
и
автоматизированного проектирования.
Научная новизна работы. В диссертации разработаны и
вынесены на защиту следующие основные положения:
1. Разработана концептуальная модель РП, позволяющая выявить
базис организации управления контента РП как по горизонтали,
с точки зрения логичности и последовательности изложения
учебного материала, так и по вертикали, с точки зрения основы
для последующей надстройки знаний.
2. Предложена независимая и полная система критериев на основе
контент - анализа ГОС ВПО, основополагающих документов
Болонского процесса и оценок экспертов, позволяющая оценить
наполнение контента РП.
3. Предложена методика оценки наполнения контента РП и
определения уровневых и, соответствующих им, временных
интервалов, позволяющая получить более объективную и
сбалансированную
рабочую
программу
дисциплины,
удовлетворяющую требованиям ГОС ВПО, требованиям
ведущих преподавателей специальных и профессиональноориентированных дисциплин.
Практическая ценность работы состоит в создании
программного комплекса для автоматизированного наполнения,
оценки контента РП с учетом уровневых, временных интервалов и
использованием оценок экспертов, на основе концептуальной
модели рабочей программы, выявленной независимой и полной
системы критериев, разработанных методик оценки и наполнения
контента РП, инфологической и даталогической моделей.
Результаты исследования использовались при наполнении контента
РП дисциплин общего естественно – математического цикла восьми
специальностей института информационных технологий и
коммуникаций Астраханского государственного технического
университета.
Апробация
работы.
Основные
положения
работы
докладывались и обсуждались на Международной конференции,
посвященной 75-летию со дня образования Астраханского
государственного технического университета (Астрахань, 2005);
XIX Международной
научной конференции «Математические
методы в технике и технологиях» (Воронеж, 2006); 50-й научнопрактической
конференции
профессорско-преподавательского
состава
Астраханского
государственного
технического
университета (Астрахань, 2006); Международной конференции
«Информационные технологии в образовании, технике и медицине»
(Волгоград, 2006).
5
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных
работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит
из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка,
приложений. Основная часть работы изложена на 140 страницах
машинописного текста, библиографический список содержит 115
источников.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во
введении
обосновывается
актуальность
темы
диссертационной работы, формулируется цель и ставятся задачи
исследования, определяется научная новизна работы, её
теоретическая и практическая значимость, указана область
применения.
Первая глава посвящена изучению и анализу имеющихся
рекомендаций по составлению контента РП вузов России, как
участвующих в Болонском процессе, так и внедряющих ECTS и
другие элементы Болонского процесса.
Рассмотрены существующие подходы к анализу и оценке
наполнения контента РП, позволяющие реализовать проектирование
структуры РП, соответствующему ГОС ВПО содержанию и целям
изучаемой дисциплины. Среди касающихся изучаемой проблемы
рассмотрены исследования Н.И Лыгиной, М.М. Поташник и других.
Во второй главе обосновывается место РП (рис.1) в
двухуровневой
системе
образования:
первый
уровень:
Министерство общего и профессионального образования определяет содержание образования, второй уровень – ВУЗ обеспечивает соответствие подготовки выпускаемых специалистов
системе основных требований.
Рис.1 Место РП в системе образования
Рабочая программа являясь элементом системы на одном
уровне иерархии, на другом уровне – сама является системой,
способной
выполнять
определенные
функции,
подцели,
направленные на достижение общей цели системы. Для описания
6
предметной области, - РП, применен системный подход и построена
концептуальная модель, включающая описание:
 множества элементов (категорий);
 множества структурных связей на этих элементах;
 множества ограничений на связи и элементы.
Описание
концептуальной
модели
универсального
представления рабочей программы на трех уровнях абстрагирования
имеет вид:
1. Абстрактный, обеспечивающийся ГОС ВПО:
K1  ( M , TH 1, F1) , где M  {mi } - множество информационных
категорий, mi - пункты содержания дисциплины, описанных в
ГОС ВПО, TH1 и F1 - статические и динамические связи между
информационными категориями соответственно;
2. Объектный, обеспечивающийся тематикой РП:
K 2  ( A, TH 2, F 2) , где A  {aij } - множество предметных
категорий, обеспечивающихся тематикой РП, аij - каждая
отдельная темы РП; TH2 и F2- статические и динамические
связи между темами РП соответственно;
3. Конкретный, обеспечивающийся – основными понятиями
учебной дисциплины:
K 3  ( B, TH 3, F 3) , где B  {bijs } - множество экземпляров
предметных категорий (ЭПК),
bijs - основные понятия каждой
темы РП, TH3 и F3 –статические и динамических связями
между ЭПК соответственно.
Объектный уровень, непосредственно рабочая программа,
находится во взаимосвязи с абстрактным и конкретным уровнем.
Для задания ограничений на связи и элементы проведен
контент-анализ, который включал в себя следующие документы:
I. ГОС ВПО, позволивший выявить критерии:
1) глубина (Х2);
2) профессиональная ориентированность (Х4);
3) развитие возможностей (Х7);
II. педагогическая литература, позволившая выявить критерии:
4) сложность (Х10);
5) междисциплинарная эффективность (Х5);
6) коммуникативность (Х3);
7) область применения (Х8);
III. основополагающие
документы
Болонского
процесса,
позволившие выявить критерии:
8) информативность (Х6);
9) адаптация (Х11);
IV. мнения экспертов, дополнившие список критериями:
10) теоретическая ценность (Х13);
11) практическая ценность (Х12);
7
12) частота использования (Х1);
13) значимостью (Х9).
Анализ позволил выделить тринадцать критериев оценки
контента РП.
В третьей главе проведено исследование отражения
информационных потоков между критериями оценки контента РП
для определения:
 необходимости оценивания контента рабочей программы по
всем выявленным критериям, либо существование возможности
ограничения числа критериев;
 структуры информационных потоков между выявленными
критериями;
 взаимосвязей между критериями и группами критериев;
 правил, осуществления движения информационных потоков;
 количества информации, содержащейся в каждом критерии.
На основании результатов анкетирования и аппарата теории
информации исследовано количество информации, переданной от
одного или группы критериев, каждому критерию. Теоретические
значения энтропии были заменены их оценками:
n
Hˆ ( X )   pˆ i ln pˆ i
(1)
i 1
где Hˆ ( X i ) - количество информации, заключенное в критерии Хi,
pˆ i  f i n - эмпирическая вероятность попадания критерия Х в iсостояние;
f i -эмпирическая частота попадания Х в i-е состояние; n-
число опытов.
Зависимость между n – критериями выражается системой
уравнений вида:
I(X1 , X 2 ,, X n -1  X n ) 
(2)
 H(X 1 , X 2 ,, X n -1 )  H(X n ) - H(X 1 , X 2 , , X n )
где I(X1, X2 ,, Xn-1  Xn ) - количество информации о критериях Х1,
Х2, …, Хn-1 заключенное в критерии Хn, H(X1 , X2 ,, Xn-1 ) -совместное
количество информации о критериях Х1, Х2, …, Хn-1,
H(X1 , X2 ,, Xn ) совместное количество информации о критериях
Х1, Х2, …, Хn.
Информация, передаваемая от одного критерия к другому,
считается значимой, если
(3)
2nIˆ   2 m ,
где  2 m , - квантиль 2 – распределения;  - уровень доверительной
вероятности, m – число степеней свободы.
Фрагмент значения величины информации по одной обработанной
анкете приведен на рис 2.
8
Рис.2 Значения величины I(XiXj)
информации от одного критерия каждому.
при
передаче
Количественную оценку зависимостей (рис.3) между
критериями можно рассчитать с помощью коэффициентов
информационной связи системой уравнений вида:
I(X1 , X 2 , , X n -1  X n ) (4)
R(X 1 , X 2 , , X n -1  X n ) 
H(X n )
где R(X1, X2 ,, Xn-1  Xn ) - коэффициент информационной связи
критериев Х1, Х2, …, Хn-1 с Хn
Рис.3 Значения коэффициента информационной связи R
(XiXj) при передаче информации от одного критерия каждому
Доверительный интервал определялся:
для информации
t 2m
t 2m
(5)
Iˆ  
 I  Iˆ  
2n
2n
 для коэффициента информационной связи
t 2m
t 2m (6)
Rˆ I  
 RI  Rˆ I  
2n H (Y )
2n H (Y )

9
где величина t - квантиль нормального распределения.
Проведенные исследования значения коэффициента
информационной связи (рис.3) показывают, что:
 критерий сложность (Х10), в среднем, 53,02% информации
передает критерию глубина (Х2);
 критерий информативность (Х6), в среднем, 62% информации
передает критерию адаптация (Х11);
 критерий частота (Х1), в среднем, 57% информации передает
критерию теоретическая (Х13) и практическая (Х12)
ценность;
 критерий профессиональная ориентированность (Х4), в
среднем, 61% информации передает критериям теоретическая
ценность (Х13) и практическая ценность (Х12);
 критерий значимость (Х9), в среднем, 59% информации
передает критерию теоретическая ценность (Х13) и
практическая ценность (Х12).
На процесс формирования анализируемых критериев
значительное влияние оказывают взаимодействия двух и более
критериев:
 критерии междисциплинарная эффективность (Х5) и
коммуникативность (X3), в среднем, 64% информации
передают критерию область применения (X8);
 критерий
область
применения,
междисциплинарная
эффективность (Х5) и коммуникативность (X3), в среднем,
составляет 62% информации критерия развитие возможностей
(X7).
В результате исследования количества информации,
переданной от четырех критериев каждому, в соответствии с
формулой (3), значения не принадлежали промежутку,
определяемому формулой (5), т.е. информацию, переданную
четырьмя критериями, можно считать не значимой. Исследования
количества информации и коэффициента информационной связи
для пяти, шести,…, тринадцати критериев дали аналогичный
результат.
Проведенные
исследования
совокупности
критериев
позволили уменьшить число критериев оценки контента РП с
тринадцати до пяти (глубина, развитие возможностей,
теоретическая
значимость,
практическая
значимость,
адаптация), и выявить информационную независимость между
ними.
Вопрос об исследовании полученной совокупности критериев
на полноту можно решить определением последовательного
приращения информации, передаваемой выходному параметру Y
(готовому контенту РП) после оценки контента рабочей программы
каждым критерием:
10
I (X n  Y/X 1 , X 2 ,, X n -1 )  H (X1 , X 2 ,, X n ) - H(X 1 , X 2 , , X n , Y) -
(7)
- H(X 1 , X 2 ,, X n -1 )  H(X 1 , X 2 ,, X n -1Y)
где I (X n  Y/X1 , X2 ,, Xn-1 ) - количество информации о контенте
РП после оценки n–ым критерием, характеризующим Y; H(Y) –
количество информации (энтропия) о параметре Y (готовом
контенте РП); H(Y/X 1 , X2 ,, Xn-1 ) - количество информации
(энтропия), полученное в результате воздействия на готовый
контент РП (параметр Y) различных неучтенных параметров.
Степень влияния на готовый контент РП (параметр Y)
оценивается с помощью коэффициента информационной связи R:
I(X n  Y / X1  X n -1 )
(8)
R(X n  Y) 
H(Y)
Полученные результаты численной оценки коэффициента
информационной связи R(XnY) влияния Xi критерия на готовый
контент РП позволили сделать вывод, о том, что критерий:
 глубина - 17% информации передает параметру Y;
 развитие - 19% информации передает параметру Y;
 теоретическая значимость - 22% информации
передает параметру Y;
 практическая значимость - 20% информации передает
параметру Y;
 адаптация - 15% информации передает параметру Y.
Просуммировав и обобщив полученные результаты, можно
сделать вывод, что в совокупности 93% информации в готовый
контент РП вкладывают критерии: глубина (X1), развитие
возможностей (X2), теоретическая значимость (X3), практическая
значимость (X4), адаптация (X5). Оставшиеся 7% -оказывают
влияние неучтенные параметры Z. На основании формулы (3)
информацию, переданную неучтенными параметрами Z, считаем
незначимой, а совокупность из пяти критериев полной.
Окончательный вывод состоит в том, система из следующих пяти
критериев является независимой и полной:
«Глубина» - количественный критерий, определяющий
насколько
основательно
глубоко,
всесторонне,
полно,
исчерпывающе должна быть изучена часть контента РП, т.е. на
какое «расстояние по вертикали сверху вниз» должен углубиться
преподаватель в процессе преподавания части контента РП для
удовлетворения определяемой компетенции:
«Развитие возможностей» - количественный критерий,
определяющий насколько отдельная часть (понятие, раздел)
контента РП способствует развитию мышления и расширению
кругозора студента для удовлетворения компетенции.
«Теоретическая значимость» - количественный критерий,
определяющий многократность и значимость теоретического
11
применения части (понятия, раздела) контента РП для
удовлетворения определяемой компетенции.
«Практическая значимость» - количественный критерий,
определяющий многократность и значимость практического
применения части (понятия, раздела) контента РП для
удовлетворения определяемой компетенции.
«Адаптация» - количественный критерий, определяющий
эластичность части (понятия, раздела) контента РП к изменяющимся
и развивающимся научным запросам общества, в частности к
условиям Болонской декларации.
На основании описанной концептуальной модели и
полученной системы критериев предложена методика оценки
наполнения контента РП:
1. Определить множество M  {mi } - информационных категорий,
где mi- пункты содержания дисциплины согласно ГОС ВПО по
соответствующей специальности/направлению.
2. Определить множество A  {aij } предметных категорий, где aij 3.
4.
5.
6.
7.
темы, входящие в категорию mi.
Определить множество B  {bijs } - ЭПК, где bijs - понятия (ЭПК),
полученные в результате декомпозиции описания каждой
предметной категории {aij} до уровня ключевых слов.
Сформировать анкету RP(k), где k – количество экспертов и
анкету Teach в виде матрицы размерности nm, строками
которой будут служить множество B  {bijs } ЭПК (понятий), а
столбцами – критерии X1, , X5.
Проанкетировать экспертов и ведущего преподавателя на
предмет оценки ЭПК в системе оценок от нуля до пяти.
Согласовать
полученных результаты анкет экспертов
1
2 
RP  RP  RP    RP  N  , где RP =[rpij]=max  rpijk , i =1…n,
j =1…m, k =1…N.
Обработать полученные результаты и свести их в две матрицы:
5 , уровень " уметь"

RP  {rp ij}  4 , уровень " знать"
3, уровень " иметь представление"

5 , уровень " уметь"

Teach  {t ij}  4 , уровень " знать"
3, уровень " иметь представление"

В итоге возможно возникновение трех ситуаций:
12
1) rpjl = tij, т.е. потребность экспертов в материале ij части
(понятия, раздела) контента РП совпадает с уровнем требований
преподавателя
по
соответствующему
разделу.
Т.е.
преподаватель полностью удовлетворяет требования экспертов.
2) rpij > tij, т.е. потребность экспертов в материале ij части
(понятия, раздела) контента РП превышает уровень требований
преподавателя
по
соответствующему
разделу.
Т.е.
преподавателю требуется повысить уровень, например, с уровня
«знать» до уровня «уметь».
3) rpij < tij, т.е. потребность экспертов в материале ij части
(понятия, раздела) контента РП дисциплины ниже (отсутствует)
уровня требований преподавателя по соответствующему
разделу. Т.е. преподавателю требуется снизить уровень,
например, с уровня «уметь» до уровня «знать».
При возникновении первой ситуации дальнейшей обработки
полученных данных не требуется. В случае возникновения двух
других ситуаций надо решить две задачи:
1. «Перераспределение уровневых интервалов» - удовлетворение
запроса экспертов в уровне преподавания.
2. «Распределение временных интервалов» - определение для
ведущего преподавателя временных интервалов, в соответствии
с уровневыми.
Постановка первой задачи:
Имеется m ЭПК контента РП с «избыточным» уровнем А1, А2,
А3,…, Аm - назовем их ЭПКизб и п ЭПК РП с «недостаточным»
уровнем В1 , В2 , В3, … , Вn - назовем их ЭПКнед.
 ai (i=l, 2,.... m) - запасы уровня в i-ом ЭПКизб контента
РП;
 bj, (j=1, 2,..., n) - потребность в уровне каждого j-ого
ЭПКнед контента РП.
Требуется определить, какую часть уровня xij необходимо
перераспределить из каждого i-ro ЭПКизб в каждый j-й ЭПКнед. Для
этого:
1) xi1 + xi2 +… + xni = ai распределяется избыток в уровне
ЭПКизб контента РП;
2) x1j + x2 j +… + xmj = bj удовлетворяется потребности в
уровне ЭПКнед контента РП;
Значения xij находятся по формуле:
избыток уровня в Ai ЭПК
(9)
xij  min 
недостаток уровня в B j ЭПК
Решение задачи заносится в матрицу (рис. 4):
1. если a1>b1, то в этом случае x11=b1, все потребности
первого ЭПКнед полностью удовлетворены, поэтому
первый столбец надо исключить из дальнейшего
рассмотрения, а избыток первого ЭПКизб уменьшится на
13
величину b1 и составит a1-b1 , что следует отметить в
последнем столбце первой строки;
Рис.
4
перераспределения
интервалов
Матрица
уровневых
2. если a1<b1, то в этом случае x11=a1 весь избыток первого
ЭПКизб полностью израсходован, поэтому первую строку
надо исключить из дальнейшего рассмотрения, а
потребность первого ЭПКнед уменьшится на величину а1, и
составит a1-b1, , что следует отметить в последней строке
первого столбца;
3. если a1=b1, то в этом случае x11=a1=b1, весь избыток
первого ЭПКизб полностью израсходован и все потребности
первого ЭПКнед полностью удовлетворены, поэтому первую
строку и первый столбец надо исключить из дальнейшего
рассмотрения.
Аналогично вычисляются остальные элементы матрицы.
Основная задача ECTS - обеспечение сопоставимости
национальных систем образования по содержанию преподаваемых
курсов и по срокам обучения. Кредитные единицы обозначают
трудоемкость того или иного предмета в рамках определенного
периода обучения и относительно других предметов, тогда для
решения второй задачи (рис 5), исходя из условия отведенных
кредитов (1кредит = 1з.е.=30час.):
1. Рассмотреть матрицы RP={rpij} и Teach={tij}
2. Согласовать оценки экспертов и преподавателей путем
объединения в результирующую матрицу:
Rez={rezil}=RPTeach,
исходя
из
условия:
rp
,
если
rp

0
;
ij
Rez={rezij}=  ij
(10)

3
,
если
rp
ij  0 & t ij  0.

3.
4.
5.
14
Определить вес ЭПК, как аддитивная свертка
 rez
ij
 mark
(комплексный коэффициент по 5 критериям).
Определить вес каждого ЭПК, как отношение веса каждого
понятия к суммирующему весу всех ЭПК;
Вычислить время для изучения каждого понятия time bij по
формуле:
time bij= кредит30 k вес bij
(11)
кредит – число кредитов, отведенное на изучение данной
дисциплины, согласно ГОС ВПО;
30 - количество часов, отведенных на один кредит;
k – коэффициент аудиторной нагрузки (например k=0,6 если при
изучении дисциплины определено 60% времени на аудиторную
нагрузку);
вес bij –вес одного ЭПК.
Рис.5 Общая схема распределения временных интервалов.
С помощью предложенной методики была проведена оценка
рабочих программ:
 ведущим преподавателем дисциплины «Математический
анализ»;
 экспертами, преподавателями специальных и профессиональноориентированных дисциплин.
Оценки контента РП начиналась с определения абстрактного
уровня. Информационные категории mi- каждый раздел содержания
дисциплины, согласно ГОС ВПО.
В таблице 1 представлены информационные категории mi для
специальности 080801 «Прикладная информатика (по областям)» в
соответствии с Госстандартом.
Таблица 1
Информационные категории дисциплины «Математический анализ»
согласно ГОС ВПО
M={mi}
m1
m2
m3
m4
m5
m6
информационная категория
последовательности;
дифференциальное исчисление;
экстремумы функций;
интегральное исчисление;
ряды;
дифференциальные уравнения.
15
В таблице 2 представлен фрагмент предметных категорий,
полученный в результате декомпозиции информационной категории
m2.
Таблица 2
Фрагмент предметных категорий темы «Дифференциальное
исчисление функции одной переменной»
A={aij}
a21
a22
a23
a24
предметные категории
производная функции.
связь между дифференцируемостью и непрерывностью функции.
правила дифференцирования
производная элементарных функций.
…
Конкретный
уровень,
определенный
в
результате
декомпозиции всей дисциплины «Математический анализ» для
специальности «Прикладная информатика (в экономике)», составил
порядка 400 ЭПК. Раздел «Дифференцирование функции одной
переменной» - тридцать семь ЭПК (рис.6). Как видно, существует
факт несоответствия уровня подаваемого материала ведущим
преподавателем и уровня знаний, необходимого преподавателям
специальных и профессионально-ориентированных дисциплин.
Оценка контента РП по 5 критериям
6
дескрипторы уровнией
5
4
Оценка преподавателем
3
Оценка экспертами
2
1
0
1
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37
раздел
Рис.
6.
Результаты
оценки
ЭПК
раздела
«Дифференциальное исчисление функции одной переменной»
В
результате
применения
предложенных
методик
перераспределения уровневых интервалов, требования экспертов в
уровне были полностью удовлетворены (рис. 7).
В той части гистограммы, где наблюдается превышение
нулевой оценки эксперта, мотивируется ненулевой оценкой
ведущего преподавателя, с точки зрения логики изложения
материала.
16
6
дискрипторы уровней
5
4
собственная оценка
преподавателя
3
оценка экспертов
2
1
0
1
3
5
7
9
11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37
раздел
Рис.7 Результаты оценки после применения
перераспределения уровневых интервалов
методики
Госстандарт определяет трудоемкость дисциплины, которая
складывается из аудиторной и самостоятельной работы студентов,
тогда удобнее определять временной интервал сразу для
аудиторных нагрузок. На рис. 8 приведен фрагмент результирующей
матрицы, на примере оценки расчета временных интервалов для
восемнадцати ЭПК раздела «Дифференциальное исчисление
функции одной переменной», при условии, что на изучение
отводится 60% аудиторной нагрузки и один кредит.
Рис 8. Фрагмент результирующей матрицы
17
Для наглядного отображения уровневых и соответствующих
им временных интервалов веса ЭПК и временные интервалы
нормируем, переводя в безразмерную величину (рис.9).
распределение уровневых и временных интервалов
1,2
норма/единица
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
раздел
уровень
время
Рис. 9 Распределение уровневых и временных интервалов
Использование описанных выше методик при наполнения
контента рабочих программ позволило получить более объективную
и
сбалансированную
РП
дисциплины,
удовлетворяющую
требованиям содержания дисциплины согласно ГОС ВПО,
требованиям преподавателей специальных и профессиональноориентированных дисциплин, непосредственно требованиям
ведущего преподавателя с позиции оптимального построения курса
учебной дисциплины.
В
четвертой
главе
описана
технология
автоматизированной обработки информации процесса наполнения
контента рабочей программы. На основе разработанной
концептуальной модели РП и методик оценки контента рабочей
программы, распределения уровневых и временных интервалов,
инфологической и даталогической моделей системы управления
контентом РП создан программный комплекс «Expert Assessment»
для автоматизированной оценки и автоматической генерации
контента РП по выбранной дисциплине. Автоматизированная
система позволяет использовать знания удаленных экспертов для
получения более объективной оценки контента рабочей программы,
за счет возможности работы через глобальную сеть Internet.
В заключении формулируются основные результаты,
полученные в ходе выполнения диссертационной работы.
18
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИОННОЙ
РАБОТЫ
На основе проведенного анализа требований к содержанию
дисциплин в ГОС ВПО показано, что минимальное содержание
не дает полного отражения учебной дисциплины и уровневых
требований, на основании которых преподаватель смог бы
объективно оценить уровень требований по каждому разделу
преподаваемой
им
дисциплины
для
определенной
специальности/направления, с учетом гуманитарного или
технического уклона будущих специалистов.
Разработана концептуальная модель рабочей программы
учебной дисциплины, позволяющая унифицировать процесс
оценки наполнения контента рабочей программы выбранной
учебной дисциплины, учитывающая свойства: линейности,
логики изложения, уровня требований к знаниям студента,
который предоставляет возможности полноценного изложения
специальных и профессионально ориентированных дисциплин,
отвечает требованиям ГОС ВПО.
Показано, что выявленная на основе контент – анализа система
критериев для оценки и наполнения контента РП является
независимой и полной, позволяет учесть всесторонние аспекты.
Показано, что оценка экспертами по пяти критериям каждого
экземпляра предметной категории (понятия) дает полноценную
картину учебной дисциплины, согласующуюся с требованиями
ГОС ВПО.
Из теоретических положений разработана методика оценки
наполнения контента РП и определения уровневых и
соответствующих им временных интервалов, позволяющая
получить более объективную и сбалансированную рабочую
программу дисциплины, удовлетворяющую требованиям ГОС
ВПО,
требованиям
преподавателей
специальных
и
профессионально-ориентированных дисциплин, требованиям
ведущего преподавателя.
Разработан алгоритм автоматической проверки контента РП на
соответствие уровневым требованиям ГОС ВПО, требованиям
экспертов.
Разработан алгоритм автоматической генерации контента РП
по дисциплинам общего естественно – математического цикла.
Создан программный комплекс для автоматизированной оценки
и автоматической генерации контента РП по дисциплине на
основе разработанной концептуальной модели РП и методики
оценки контента, инфологической и даталогической моделей
системы управления контентом РП.
19
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:
Т.В. Хоменко, Н.В. Лайко Информационные технологии как
интеллектуализация деятельности в системе образования/ Т.В.
Хоменко, Н.В. Лайко// Вестник Астраханского технического
университета. 2007. 1(36). С.273-276. ISBN 1812-9498
Н.В. Лайко, Г.А. Попов. О классификации характеристик оценок
рабочей программы/Н.В.Лайко,Г.А.Попов// Математические методы
в технике и технологиях – ММТТ-18,Сб.трудов XVIII
Международной научной конференции: в 10-ти т., т.5 Казань: изд-во
Казанский гос.технол.ун-та. 2005.С.142-143.ISBN 5-7882-0253-1.
Н.В. Лайко Концептуальная модель рабочей программы/ Н.В.
Лайко//Федерация.
учредитель
ООО
«Агентство
научной
печати».М.:Агентство научной печати,2007.3(34),С. 44-47 ISSN
1813-9000
Н.В. Лайко Определение ограничений концептуальной модели
рабочей программы /Н.В. Лайко//Объединенный научный журнал.
учредитель ООО «Агентство научной печати».М.:Агентство научной
печати,2007.5(193) С.15-20 ISSN 1729-3707
Т.В. Хоменко, Н.В. Лайко Определение независимости
совокупности критериев оценки наполнения контента рабочей
программы/Т.В. Хоменко, Н.В. Лайко//Федерация учредитель ООО
«Агентство научной печати».М.:Агентство научной печати,2007.
3(34),С. 48-51 ISSN 1813-9000
Т.В. Хоменко Н.В. Лайко Определение полноты совокупности
критериев оценки наполнения контента рабочей программы/Т.В.
Хоменко, Н.В. Лайко//Объединенный научный журнал . учредитель
ООО
«Агентство
научной
печати».М.:Агентство
научной
печати,2007. 5(193) С. 7-10 ISSN 1729-3707
Автоматизированная система формирования контента рабочих
программ «Expert Assessment» Т.В. Хоменко, Н.В. Лайко, В.С.
Косарев, П.Н. Попадин: свидетельство об официальной регистрации
программы для ЭВМ №2007611127, Россия Т.В. Хоменко, Н.В.
Лайко, В.С. Косарев, П.Н. Попадин.
Тираж_____ экз. Заказ______
Издательство АГТУ.
414025, Астрахань, Татищева, 16
20