Применение негэнтропийного подхода к оценке уровня сформированности компетенций

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 021.8+025

Н.П. Букалова

канд. техн. наук, доцент, кафедра теплогазоснабжения, вентиляции и водоснабжения, водоотведения, ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический

университет»

А.Ю. Букалова

магистр,

кафедра строительного инжиниринга и материаловедения, ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический

университет»

ПРИМЕНЕНИЕ НЕГЭНТРОПИЙНОГО ПОДХОДА К ОЦЕНКЕ УРОВНЯ СФОРМИРОВАННОСТИ КОМПЕТЕНЦИЙ

Аннотация. В статье рассмотрена возможность применения негэнтропийного подхода к оценке уровня профессиональной подготовки студентов. Данный подход основан на оценке полученной полезной информации студентом в ходе образовательного процесса и оценочных данных по дисциплинам, характеризующим эффективность усвоения учебного материала.

Ключевые слова: профессиональная подготовка, компетенция, информация, образовательных процесс, оценочные данные.

N.P. Bukalova, Perm National Research Polytechnic universiete

A.Yu. Bukalova, Perm National Research Polytechnic universiete

APPLICATION NEGENTROPY APPROACH TO ASSESS THE LEVEL OF FORMATION OF COMPETENCE

Abstract. The article discusses the possibility of using negentropy approach to assessing the level of training of students. This approach is based on an assessment of useful information a student during the educational process and evaluation data on the disciplines characterizing the efficiency of Learning.

Keywords: training, expertise, information, educational process, estimates.

В российских условиях модернизация высшего профессионального образования дополнилась переходом от знаниевой парадигмы к компетентностному подходу. Компетентностный подход можно сформулировать как приоритетную ориентацию на цели - векторы образования: обучаемость, самоопределение, самоактуализацию, социализацию и развитие индивидуальности. Целью компетентностного подхода является обеспечение качества образования, а суть образовательного процесса в условиях компетентностного подхода состоит в создании ситуации и поддержке действий, которые могут привести к формированию той или иной компетенции выпускника вуза [2].

Для достижения высокого уровня профессиональной подготовки система образования требует новых подходов как к обучению, так и к оцениванию учебных результатов - уровня сформированности компетенций, что делает все более актуальной задачу разработки инновационных механизмов оценивания достигнутых учебных результатов.

Оценка уровня сформированности набора компетенций, которым должен обладать выпускник, должна носить комплексный характер и учитывать непрерывный характер формирования компетенций. Полученная оценка результатов образования должна обеспечивать возможность процедуры коррекции образовательного процесса на всех его этапах.

Процедура измерения уровня сформированное™ компетенций усложняется в связи с многомерностью оценочных данных, характеризующих образовательный результат, в то время как для управления необходима одномерная комплексная оценка текущего уровня профессиональной подготовки.

Другим проявлением сложности процедуры измерения текущего уровня профессиональной подготовки является различная значимость одинаковых оценочных данных по различным дисциплинам, независимо от их трудоемкости. Для устранения этого препятствия на первом шаге обработки результатов измерения, при оценке объема полученной обучаемыми информации, вполне оправдано использовать информационные методы. Эффективный информационный метод обработки оценочных данных может быть построен на основе негэнтропий-ного подхода, который рассматривает приращение количества информации, поступающей в систему в ходе образовательного процесса.

Среди множества различных определений понятия «негэнтропия» предпочтение отдано следующему: негэнтропия есть количество информации, равное разности между начальной (до получения сообщения) и конечной (после получения сообщения) энтропий, как величина, обратная энтропии [1], выражающая в данном приложении упорядоченность знаний обучаемых в ходе образовательного процесса. Ввиду сложности процедур количественной оценки негэнтро-пии в битах целесообразен переход к другим шкалам, связанным с трудоемкостью педагогических технологий. Возможность количественного оценивания негэнтропии открывает путь к внесению элементов семантики в оценочные данные и свертки последних в комплексную оценку с учетом предпочтений заинтересованных лиц.

Текущий уровень сформированности компетенций предлагается сопоставлять с количеством информации б,, усвоенной обучаемым в ходе негэнтропийного процесса, измеряемым в

условных единицах. При этом под введенной условной единицей количества негэнтропии (у.е.) понимается количество информации, накапливаемое в сложившихся педагогических условиях за один час студентом, успешно справляющимся с усвоением информации, предусмотренной дисциплиной d ровно за Т]а часов, отведенных на эту дисциплину. Оценочные данные хт , характеризующие успеваемость по конкретным дисциплинам, можно привести к негэнтропийным оценкам, опираясь на значения трудоемкости этих дисциплин Т]а с помощью экспертно устанавливаемых кривых научения [3] б, (Т;И, хт) (рис. 1).

Поскольку компетенция имеет сложную междисциплинарную структуру и не может быть сформирована в рамках одной дисциплины, возникает сложность процедуры оценивания образовательных результатов. Для устранения этого препятствия и учета информационного вклада нескольких дисциплин в уровень сформированности отдельной компетенции на следующем шаге процедуры измерения предлагается использовать метод взвешенных коэффициентов по важности дисциплин, участвующих в данном процессе. Комплексная негэнтропийная оценка Б: уровня сформированности компетенции определяется следующим образом (1):

_ Г _ _

Б = IкаБ

d

где кс1 - коэффициенты важности вклада каждой дисциплины в формирование данной компетенции с использованием процедуры нормализации этих коэффициентов на интервале (0,1).

Уровень сформированности групп компетенций в форме «усредненного» количества негэнтропии Б] может быть определен, используя метод взвешенных коэффициентов. Эффективность данного метода можно повысить достаточным обоснованием порядка на множестве

показателей. Комплексное оценивание формирования групп компетенций будет описываться линейной сверткой.

Б = Xк!Б, ,"к/ е (0,1),Xк! = 1

-1

I = 1

(2),

где кI - взвешенные коэффициенты, отражающие степень важности компетенций в группе.

Еи,(х1,ЛУ-е

Е;;:г = Е./5)

2 3 4 5

Рисунок 1 - Зависимость количества фактически накопленной негэнтропии в условных единицах от оценочных данных, в шкале 2,5

В качестве итоговой свертки уровней сформированности групп компетенций, отличающихся существенным расхождением предметных областей, рекомендуется использовать авторские нелинейные (матричные) свертки, обладающие большей гибкостью, чем линейные [4].

На рисунке 2 предлагается универсальная структура механизма агрегирования данных о накопленной у студентов негэнтропии на всех этапах образовательного процесса в комплексную оценку.

Рисунок 2 - Структура механизма агрегирования накопленной негэнтропии

в комплексную оценку

Таким образом, предложенная многоступенчатая линейно-нелинейная свертка оценочных данных может служить измерителем текущего уровня профессиональной подготовки студентов - одной из двух величин, характеризующих рассогласование в системе управления образовательным процессом.

Список литературы:

1. Волькенштейн М.В. Энтропия и информация. - М.: Наука, 1986. - 192 с.

2. Матушкин Н.Н. Формирование компетенций на основе процессного подхода / Н.Н. Матушкин, С.И. Пахомов, И.Д. Столбова // Университетское управление: практика и анализ. - 2011. - № 1. - С. 58-63.

3. Новиков Д.А. Закономерности итеративного научения / Д.А. Новиков. - М.: Институт проблем управления РАН, 1998. - 77 с.

4. Харитонов В.А. Интеллектуальный технологии обоснования инновационных решений / В.А. Харитонов [и др.]. - Пермь: Изд-во Перм. гос. тех. ун-та, 2010. - 342 с.