Система форм организации дифференцированного обучения информатике в вузе

листики и 122 студента из академии экономики и управления.

Основная доля респондентов находилась в возрастном диапазоне от 18 лет до 21 года (и более), в том числе 18 лет - 4,4 %; 19 лет - 29,6 %; 20 лет - 34,9 %; 21 год - 22,3 %; более 21 года - 8,4 %. Кроме того, 0,1 % опрошенных имели возраст 17 лет.

Поскольку целью исследования было выявление личностных качеств и профессиональных предпочтений старшекурсников, студенты младших курсов были практически исключены из рассмотрения, а анкетируемые студенты распределились по курсам следующим образом: 1-й курс - 0,1 %; 2-й курс - 2,0 %; 3-й курс -39,2 %; 4-й курс - 39,2 %; 5-й курс - 20,5 %.

Среди опрошенных юноши составили 29 %, девушки - 71 %.

Структура ИНС, подобранная в результате выполнения программы, приведена на рис. 1.

Данная сеть состоит из одного входного, одного выходного и одного скрытого слоя нейронов. Входной слой состоит из 58 нейронов, выходной - из 5 нейронов. Скрытый слой содержит 5 нейронов с активаци-

2

онной функцией tansig(x) =___________1 (гиперболиче-

1 + е "2 *

ской тангенциальной функцией активации).

Матрица обучения представляла собой ответы респондентов на вопросы анкеты. В процессе подбора структуры и обучения сети среднеквадратичная погрешность, выбранная как показатель успешности обучения, изменялась так, как показано на рис. 2.

Рис. 1. Структура искусственной нейронной сети, подобранная в результате работы программы

(1-й (1-й (1-й (1-й (1-й (2-й

слой) слой) слой) слой) слой) слой)

количество нейронов в ИНС

Рис. 2. Изменение среднеквадратичной погрешности в процессе подбора архитектуры искусственной нейронной сети

В итоге среднеквадратичная ошибка обучения составила 0,2313 ~ 0,2, что является приемлемым в данном случае.

Полученная ИНС-модель адекватно описывает имеющиеся статистические данные поставленной задачи и может быть применена к прогнозированию профессиональных и личностных качеств респондентов. Данное свойство позволяет использовать ее для построения экспертной системы.

ЛИТЕРАТУРА

1. Арзамасцев А.А., Зенкова Н.А. Социологическое исследование студентов Тамбовского государственного университета имени Г.Р. Державина. Тамбов: ИМФИ ТГУ имени Г.Р. Державина, 2005. 65 с.

2. Арзамасцев А.А., Крючин О.В., Азарова П.А., Зенкова Н.А. Универсальный программный комплекс для компьютерного моделирования на основе искусственной нейронной сети с самоорганизацией структуры // Вестник Тамбовского университета. Сер. Естественные и технические науки. Тамбов, 2006. Т. 11. Вып. 4. С. 564-570.

3. Арзамасцев А.А., Азарова П.А., Зенкова Н.А. Модель профессиональных и личностных качеств студентов университета на основе искусственной нейронной сети с адаптивной структурой // Вестн. Тамб. ун-та. Сер. Естеств. и техн. науки. Тамбов, 2007. Т. 12. Вып. 5. С. 633-639.

Поступила в редакцию 25 декабря 2007 г.

СИСТЕМА ФОРМ ОРГАНИЗАЦИИ ДИФФЕРЕНЦИРОВАННОГО ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ В ВУЗЕ

© Т.Ю. Китаевская, Н.А. Авдеева

В настоящих условиях важной характеристикой методической системы обучения является открытость, которая проявляется через внутреннюю динамику ее элементов: целей, содержания, методов, средств и форм обучения, а также информационных связей между ними. Таким образом, система форм обучения

должна строиться с учетом возможности согласованного изменения остальных компонентов методической системы в процессе ее реализации в контексте технологии обучения информатике, которая предусматривает наиболее динамичную модульную организацию дифференцированного содержания обучения. Диффе-

ренцированное построение содержания информатики диктуется не только общей тенденцией науки, но и спецификой профиля обучаемых, а также различным уровнем их общеобразовательной и профессиональной подготовки. Это отвечает требованиям как современного обучения в целом, так и особенностям самого учебного предмета. В результате такого подхода путем индивидуализации образования будет достигнута цель формирования новой информационной культуры мышления.

Организуя управление обучением информатике в вузе, мы исходили из имеющегося опыта использования в дидактике технологий последнего поколения. Учитывая необходимость обеспечения систематичности и фундаментальности знаний, а также развития личности студентов в соответствии с приоритетными целями и задачами дисциплины в подготовке специалиста, в качестве основы принимаем основные идеи интегральной технологии обучения [1], позволяющей осуществлять развивающее дифференцированное обучение. Технология модифицируется в соответствии с возрастными особенностями обучаемых, целями и особенностями «Информатики» как учебной дисциплины и реализуется на основе специально организованного нами содержания обучения и результатов идентификации уровня готовности студентов к обучению информатике в вузе. Основными этапами технологии обучения являются: изложение теоретического материала укрупненным блоком; решение типовых профессионально-направленных задач (инвариантный блок содержания) - тренинг-минимум; развивающее дифференцированное обучение (вариативный блок содержания); итоговое обобщение содержательного блока; контроль-коррекция.

Мы выделяем два уровня обучения: общий, предполагающий репродуктивный и реконструктивный тип учебной деятельности, соответствующий типу ориентировки, направленной на решение типовых задач или членимых на подзадачи с одним типом связей между ними (явная связь); повышенный, предполагающий вариативный тип учебной деятельности, соответствующий типу ориентировки, направленной на решение задач, членимых на подзадачи с двумя типами связей (явная и латентная связи). Развивающее дифференцированное обучение предполагает обучение и развитие на общем уровне, определенном образовательным стандартом, за счет усложнения учебных заданий и обеспечения оптимального режима усвоения содержания, возможности перехода на более высокий уровень обучения, включение в учебно-исследовательскую деятельность; обучение и развитие на повышенном уровне осуществляется за счет усложнения учебных заданий и включения студентов в научно -исследовательскую деятельность.

Самостоятельная работа студентов является целью и условием успешного изучения информатики, а также подготовки к будущей профессиональной деятельности. Навыки самостоятельной деятельности формируются посредством перехода от полного управления преподавателем к дозированной помощи и самоуправлению познавательной деятельностью с помощью средств информационно-коммуникационных технологий и далее к творческой самостоятельности решения профессионально значимых задач с помощью методов и средств информатики. Компьютер в ходе реализации технологии занимает значимое место: с его помощью

осуществляется непрерывный контроль и управление учебной деятельностью студентов. Посредством обучающих программ, обеспечивающих индивидуальный темп работы, полную самостоятельность выполнения работы, осуществляется тренинг-минимум. При выполнении содержательной части задач повышенного уровня компьютер используется как средство усиления интеллекта, позволяющее сконцентрироваться на содержательной части задания, а техническую часть выполнять, используя программы, предназначенные для производственного применения.

Технология предусматривает входной контроль при изучении каждого внутреннего модуля крупноблочного содержания и соответствующую коррекцию содержания, следящий и текущий контроль при изучении элементов инвариантной и вариативной частей (результаты работы тренинга-минимума, семинара-практикума или лабораторной работы), тематический контроль при завершении внутреннего модуля (задания самостоятельной домашней работы, выполняемых каждым студентом), итоговый контроль в форме защиты проекта при завершении изучения внешнего модуля (результат коллективной работы), контроль устойчивости знаний, умений и навыков при выполнении профессионально направленной учебно-исследовательской и научно-исследовательской работы.

Интегральная технология обеспечивает: цикличность управления на основе обратной связи со студентом: информации об усвоении материала и возможности внесения корректирующих изменений в процесс обучения; направленный индивидуальный процесс передачи учебной информации в соответствии с возможностями студента; разрешение противоречий между индивидуальным информационным процессом и невозможностью увеличения количества преподавателей при росте численности студенческих групп за счет автоматизированного управления, сочетающего в себе ручное и автоматическое управление обучением с использованием учебно-методического комплекса.

Организация учебного процесса осуществляется за счет форм обучения, которые отображают характер взаимосвязи участников педагогического процесса в соответствии с этапами реализации интегральной технологии обучения. Основные формы организации обучения информатике в структуре интегральной технологии представлены на рис. 1.

Лекционно-семинарская система в вузе имеет давнюю традицию. Сохранив ее достоинства, необходимо обратить внимание на последовательность привлечения ее структурных элементов, наполнение их новым содержанием и добавление новых элементов в соответствии с последовательностью технологической цепочки и целями, выдвигаемыми на различных этапах.

Лекция представляет собой первое и очень важное звено в цепочке формирования знания-понимания и умения. На лекции закладываются отправные концептуальные теоретико-методологические основы для дальнейшего самостоятельного овладения учебным материалом. Эта форма обучения используется, прежде всего, в целях формирования мотивации, ориентира на достижение целей изучения содержательного блока. Поскольку концентрация необходимых психических образований студента на объектах познавательной деятельности возможна только при наличии необходимой осознанной цели, понимания места предмета изучения

в профессиональной области, лекция должна ориентировать студентов и в этом направлении, давая впоследствии возможность на базе фундаментальных знаний решать прикладные задачи профессиональной области и свободно ориентироваться в информационном пространстве.

Следующий этап предполагает решение типовых задач информатики, лежащих в основе всей последующей деятельности, связанной с этим модулем содержания (инвариантная часть). Тренинг-минимум включает в себя выполнение фронтальной лабораторной работы и самостоятельную работу студентов, которая органи-

Рис. 1. Организационные формы обучения информатике в структуре интегральной технологии обучения

зуется под управлением многофункционального предметно-ориентированного учебно-информационного

средства (УИС). Переход от фронтальной формы работы к индивидуальной осуществляется за счет возможностей адаптивных обучающих программ. Завершается блок контрольным срезом, по результатам которого организуется дальнейшая деятельность студентов.

Семинар-практикум представляет собой наиболее адекватную форму организации занятий по информатике, учитывающую существенные различия в уровне готовности студентов к изучению дисциплины. Эта форма занятий позволяет организовать работу студентов в малых группах, а также индивидуальный компьютерный практикум - более высокую форму по сравнению с фронтальными лабораторными работами. Характерной чертой является разнотипность заданий по уровню сложности, большая самостоятельность, опора на дополнительную учебную и справочную информацию. Эта форма занятий требует предварительной самостоятельной внеаудиторной подготовки студентов и является базой для самостоятельной учебноисследовательской и научно-исследовательской деятельности студентов.

Сквозной формой организации обучения информатике является метод проектов. Защита проекта, как результата коллективной деятельности студентов, завершает изучение внешнего модуля дисциплины.

Технология реализована в рамках методической системы обучения информатике студентов Института искусств и Академии управления, сервиса и рекламы Тамбовского государственного университета им. Г.Р. Державина.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гузеев В.В. Планирование результатов образования и образовательная технология. М.: Нар. образование, 2001.

Поступила в редакцию 21 декабря 2007 г.

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ОБУЧАЮЩИЙ ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ПО ТЕОРИИ ВЕРОЯТНОСТЕЙ И МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКЕ, РАЗРАБОТАННЫЙ НА ОСНОВЕ МЕТОДА ДИНАМИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ

© А.П. Зубаков, М.Н. Толмачева

В настоящее время проникновение компьютерных информационных технологий в процесс обучения достигло такого уровня, что настоятельной научнопрактической проблемой стало создание интерактивных автоматизированных обучающих программных комплексов, а также разработка методик автоматизированного взаимодействия учебного комплекса с обучающимися, ориентированных на улучшение качества усвоения знаний последними [1].

Целью настоящей работы было создание автоматизированного обучающего программного комплекса по курсу «Теория вероятностей и математическая статистика», позволяющего интенсифицировать процесс обучения за счет активного взаимодействия системы

«студент - компьютер - преподаватель», реализующего принципы оптимального управления, а также дающего возможность преподавателю осуществлять автоматизированный централизованный сбор информации о процессе обучения для её последующего анализа и принятия управляющих решений [2, 3].

Рассмотрим управляемую систему - систему выбора и решения контрольных заданий при обучении, состояние которой в каждый момент времени характеризуется п-мерным вектором * - набором заданий х1 , ..., хп по определенной теме. Предполагаем, что г - то количество этапов, которые необходимо пройти, чтобы оказаться на финише, изменяется дискретно и принимает целочисленные значения 0, 1, ... . Так, для нашей