Подходы к проектированию задачи составления рабочего учебного плана специальности высшего профессионального образования

УДК 378.1:519.1

Подходы к проектированию задачи составления рабочего учебного плана специальности высшего профессионального образования.

Кривицкая М.А., Бушмелева К.И.

В статье рассматриваются возможные подходы к решению задачи проектирования рабочего учебного плана направления подготовки бакалавра и магистра. Приводится обзор методов решения локальных задач для достижения цели - сформировать оптимальный рабочий учебный план.

рабочий учебный план; формализованное описание; качество; теория графов; семантическая сеть; экспертные методы, модуль;

The article discusses the possible approaches to solving design problems of the working areas of the curriculum for bachelor and master's degrees. Provides an overview of methods for solving local problems to achieve the goal - to generate optimum working curriculum.

business curriculum; the formalized description; the quality; graph theory; semantic networks; expert methods; the module;

В настоящее время актуальна задача формирования рабочих учебных планов направлений высшего профессионального образования в связи с переходом на двухуровневую систему образования в рамках Болонской конвенции[3], а также в рамках открытого и дистанционного образования []. Рабочий учебный план(РУП) специальности (направления) является основным документом, на базе которого осуществляется организация учебного процесса. РУП должен удовлетворять ряду требований:

• Ограничение длительности учебного процесса(8 семестров для бакалавра и 4 семестра для магистра);

• Ограничение количества дисциплин в семестре (не более 11 дисциплин - 5 экзаменов и 6 зачетов);

• Равномерное распределение дисциплин по семестрам (примерно равное число дисциплин в семестрах);

• Ограничение недельной нагрузки студента

• Соблюдение логической последовательности изложения учебного материала при распределении дисциплин по семестрам;

• Количество зачетных единиц, выделенных на дисциплину измеряется в целых числах. Зачетная единица (кредит) - мера трудоемкости образовательной программы. Эта единица должна учитывать все виды работ студента, предусмотренные в утвержденном индивидуальном плане: аудиторную (лекции, практические и семинарские занятия), самостоятельную работу, подготовку и защиту курсовых и дипломных работ и др.

Формирование РУП без использования средств автоматизации представляется достаточно трудоемкой и рутинной работой. Очевидно, что этот процесс итерационный и сводится к последовательности шагов по перестановке дисциплин между семестрами, а также варьировании трудоемкости дисциплин.

В худшем случае, потребуется N! итераций для РУП с N дисциплинами, не связанными между собой причинно-следственными отношениями. Однако, на практике ситуации, связанные с полным отсутствием связей между дисциплинами, маловероятны. Гораздо чаще имеют место случаи, когда 1/2 -2/3 дисциплин находятся в отношениях следования. Соответственно, местоположение части дисциплин определено и число возможных итераций сокращается.

Анализ задачи проектирования РУП показывает, что в ней можно выделить несколько подзадач:

• формализованное описание РУП;

• установление причинно-следственных отношений дисциплин,

включенных в РУП и их трудоемкости;

• определение характеристик качества РУП;

• методики построения начального РУП;

• методики оптимизации характеристик РУП.

В настоящее время используется несколько способов для формализованного описания РУП.

В [5,8] для формализации описания РУП используются взвешенные графы. Взвешенный граф — граф, каждому ребру которого поставлено в соответствие некое значение (вес ребра). Вершины соответствуют

дисциплинам, ребра - отношением следования между дисциплинам, вес ребра -степени «связанности дисциплины».

В [2] рассматривается проблема построения обобщенной формальной модели учебного плана на основе семантической сети. Семантическая сеть — информационная модель предметной области, имеющая вид ориентированного графа, вершины которого соответствуют объектам предметной области, а дуги (рёбра) задают отношения между ними. Объектами могут быть понятия, события, свойства, процессы. Таким образом, семантическая сеть отражает семантику предметной области в виде понятий и отношений.

Для установления связей между дисциплинами используются методы на основе экспертных данных и методы, анализирующие учебный материал дисциплины.

Необходимо отметить, что наиболее распространенным математическим аппаратом для формализации задачи составления РУП является методы теории графов и их приложения. К достоинствам такого подхода можно отнести достаточную проработанную методологическую базу. Однако, на практике, графы и сети, представляющие РУП, имеют очень сложную структуру и их анализ затруднителен.

В [2] увязка междисциплинарных связей основывается на декомпозиции дисциплин на модули, и последующей привязкой к каждому модулю элементов терм-множества. Термом называется некоторое понятие предметной области, имеющее определенный синтаксис и семантическое содержание. С каждым модулем связан набор входных и выходных термов. Каждый терм приписан к одному и только одному модулю. Входные термы — это понятия, необходимые для понимания содержания модуля. Они должны быть определены на ранних этапах обучения. Выходные термы — это понятия, которые вводятся при

чтении соответствующего модуля, и которые могут использоваться в последующих модулях. Взаимосвязь дисциплин может быть установлена за счет определения синонимии термов, т.е. установления ссылок входных термов на выходные.

В [7] зависимость между дисциплинами устанавливается на основе метода анализа иерархий. Метод Анализа Иерархий (МАИ) — математический инструмент системного подхода к сложным проблемам принятия решений. МАИ не предписывает лицу, принимающему решение (ЛПР), какого-либо «правильного» решения, а позволяет ему в интерактивном режиме найти такой вариант (альтернативу), который наилучшим образом согласуется с его пониманием сути проблемы и требованиями к ее решению.

В [8] используется метод экспертных оценок на основе бинарных отношений декартова произведения; также учитывается «значимость» дисциплины для изучения других дисциплин.

Каждый из подходов имеет свои достоинства и недостатки. При использовании методов, анализирующих материал, предъявляются жесткие требования к оформлению и структуре учебных модулей. Такое структурирование требует определенных временных затрат, зависящих от объема учебных модулей. Но сама процедура анализа может быть формализована и реализована с помощью средств вычислительной техники.

При использовании экспертных методов сложность состоит в организации экспертного опроса и получении согласованных данных, также необходимо решать вопрос о количестве экспертов и решать задачу обработки и анализа экспертных данных.

В качестве критерия эффективности РУП в [8] используется совокупность оценок, среди которых количество дисциплин в семестре, интенсивность изучения дисциплины, количество курсовых, формы итогового контроля и пр. В [5,6] РУП считается оптимальным, если вес представляющего его графа минимален. В [2] критерий эффективности учебного плана формируются на основании функций воспроизведения всех термов, введенных в процессе обучения.

Целесообразным представляется использовать для оценки качества РУП интегральные характеристики, которые будут наиболее полно характеризовать РУП.

Построение «опорного» РУП и его оптимизация возможны исходя из математического аппарата, использовавшегося для формализации задачи.

Таким образом, для решения задачи проектирования РУП необходимо достижение нескольких целей нижележащего уровня, среди которых можно выделить следующие: формализация задачи, фиксация логических связей между дисциплинами, формирование начального варианта РУП, его оценивание и оптимизация. Для достижения поставленных целей используются различные методы. Целесообразность применения тех или иных методов определяется предпочтениями разработчика, и решениями, принятыми на предыдущих этапах.

Библиография

1. Анциферова В.И. Оптимизация формирования учебных планов и составление расписаний//Информационные технологии моделирования и управления. - 2009 - №1

2. Алексахин С.В., Николаев А.Б., Строганов В.Ю. Моделирование связности дисциплин учебного плана в системе дистанционного образования // XI Международная конференция-выставка "Информационные технологии в образовании" ("ИТО-2001") Секция: 3. ИТ в открытом образовании

3. Официальный сайт Болонского процесса - The official Bologna Process website http://www.ehea.info/members.aspx

4. Л.В. Найханова, С.В. Дамбаева. Методы и алгоритмы принятия решений в управлении учебным процессом в условиях неопределенности: Монография. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2004. - 164 с.

5. Н. А. Дроздов Оптимизация учебных планов // Информационные технологии в

образовании: материалы II Международной научно-практической конференции

«Информационные технологии в образовании (ИТО-Черноземье - 2008)». Ч. 2. Изд-во КГУ - Курск/ - 2008.

6. О.М. Бабкина, Е.А. Бабкин Об оптимизации учебных планов. // Информационные технологии в образовании: материалы II Международной научно-практической конференции «Информационные технологии образовании (ИТО-Черноземье - 2008)». Ч.

2. Изд-во КГУ - Курск/ - 2008.

7. Грибова, Г.В. Информационная система проектирования и разработки учебного плана по

направлениям подготовки в вузе / Г. В. Грибова / Материалы Всероссийской научнопрактической конференции «Информационные технологии в экономике, науке и образовании» // В 2-х ч.; ч.1 / под ред. О.Б. Кудряшовой; Алт. гос. техн. ун-т, БТИ -

2009г. - С.91-93.

8. Лавлинская О. Ю. Ранжирование учебных дисциплин с использованием экспертных оценок / О. Ю. Лавлинская // Моделирование систем и информационные технологии: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: Научная книга. 2006. - Вып. 3. - Ч. 2. - С. 80-83.

Кривицкая Марина Александровна Krivitskaya Marina Alexandrovna Бушмелева Кия Иннокентьевна Bushmeleva Kiya Innokentievna

Место работы: РФ, ГОУ ВПО Сургутский Государственный Университет

e-mail: kr_marina@mail .ru

Адрес: г. Сургут ул. Энергетиков д.22

Тел: 8-912-510-05-07