CC BY
15
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
УДК 0Q4. Q4+378 Маренко Валентина Афанасьевна,
к. т. н., доцент, старший научный сотрудник Омский филиал, ФГБУНИнститута математики им. С.Л. Соболева СО РАН, тел.: д. (3812) 55-8Q-55; сл. (3812)23-67-39, e-mail: [email protected]
Лучко Олег Николаевич, к. п. н., профессор по кафедре высшей математики и информатики, заведующий кафедрой прикладной информатики и математики, декан факультета туризма и прикладной информатики ФГБОУ ВПО «Омский государственный институт сервиса», тел.: сл. (3812) 24-33-63; e-mail: [email protected]
Лупенцов Олег Сергеевич,
аспирант очного отделения, ФГБОУ ВПО «Омский государственный институт сервиса»,
тел. (89043218426), e-mail:[email protected]
СТРУКТУРИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИИ ПРИ РЕШЕНИИ ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫМ ПРОЦЕССОМ
V.A. Marenko, O.N. Luchko, O.S. Lupentsov
INFORMATION STRUCTURING IN THE MANAGEMENT OF THE EDUCATIONAL PROCESS
Аннотация. Рассмотрен процесс разработки модели управления образовательным процессом с позиции когнитивного подхода. Показана структуризация соответствующей информации на обобщающем и детализирующем уровнях. Освещены результаты экспериментов с объектами и субъектами образовательного процесса, а так же компонентов нечеткой пространственной модели «когнитивная готовность».
Ключевые слова: когнитивная методология, структуризация информации, интеллект, рефлексия, модель, процесс обучения, лингвистическая переменная, нечеткое множество, семантический дифференциал.
Abstract. The process of the development of the model of management of educational process from the position of the cognitive approach is considered. Information structuring at different levels of the hierarchy is shown. The results of experiments with objects and subjects of educational process, as well as a «Cognitive Readiness» fuzzy model are presented.
Keywords: cognitive methodology, structuring information, intelligence, reflection, model, learning, linguistic variable, fuzzy set, semantic differential.
Введение
Методологию когнитивного подхода успешно применяют и развивают как зарубежные, так и российские специалисты. Курс на модернизацию экономики, взятый Россией, определяет актуальность разработки когнитивных механизмов для управления социально-экономическими процессами как в центре России, так и в ее регионах. Поэтому нами поставлена задача повышения эффек-
тивности процесса обучения в Омском государственном институте сервиса (ОГИС) с помощью когнитивных технологий.
Этапы построения когнитивных моделей следующие:
1. Выбор объекта исследования.
2. Проведение РЕ8Т-анализа. Распределение информации по группам: политика, экономика, социально-культурный аспект, технологии.
3. Построение когнитивной карты в виде ориентированного графа, вершинами которого являются объекты, задействованные в исследуемом процессе, а дугами - связи между ними.
4. Превращение когнитивной карты в когнитивную модель в виде функционального графа с указанием силы факторов, формализующих представления экспертов об исследуемом процессе в виде причинно-следственных цепочек, лингвистических и других переменных.
5. Проверка адекватности построенной когнитивной модели методом имитационного моделирования для выделения наиболее значимых факторов, влияющих на управление.
6. Разработка рекомендаций по управлению исследуемым процессом [1].
Построение когнитивной карты «Процесс обучения» начинаем со структуризации информации по уровням иерархии: обобщающий и детализирующий аспекты (рис. 1, 2).
Первый уровень структуризации информации состоит из объектов и субъектов, вовлеченных в образовательный процесс. На этот процесс оказывают влияние «преподавательский состав» и «содержание» обучения, которые тесно связаны
Рис. 1. Фрагмент обобщающего уровня информации
с «технологиями» обучения. Специфика этих связей состоит в том, что они находятся под влиянием человеческого фактора, т. е. активного элемента, вносящего дополнительную неопределенность в нечеткость изучаемого процесса, определяемую нестабильной окружающей средой. «Содержание» обучения, «преподавательский состав» и «технологии» - это управляющие факторы, составляющие блок базовых факторов. Целевой фактор нашего исследования - «образование», отражающее «потребность» общества в необходимых специалистах. Это выходной фактор формируемой модели. Через «мотивацию» потребность связана с «процессом обучения» и влияет на него,
например через имидж профессии. Поднимая престиж профессии, можно оказывать управляющее воздействие на «процесс обучения». Объект исследования функционирует под давлением экономической и политической среды. Это воздействие может измеряться степенью нестабильности, а выбор стратегии управления варьироваться в соответствии со слабым, умеренным или высоким ее уровнями.
Второй уровень структуризации информации представляет собой детализирующую информацию, которой могут быть имманентные свойства объектов первого уровня иерархии. Например, свойства субъекта образовательного процесса - студента. К ним относятся интеллектуальный
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
потенциал (ИП) студента А1, результаты ЕГЭ А2, сомооценка А3, поведение А4, работоспособность А5, особенности восприятия информации А6 и др. (рис. 2).
Разработка нечеткой модели «Когнитивная готовность» с использованием объектов детализирующего уровня информации
Обучение студента, умеющего актуализировать свой потенциал, состоит в умении организовывать личностное образовательное пространство. При этом личностные качества студента являются источником будущего профессионального развития, способствующим реализации профессиональных планов. Эти качества составляют интегральную характеристику субъекта образовательного процесса, представляемую нами нечеткой пространственной моделью «Когнитивная готовность». Компонентами модели являются интеллектуальный, информационный и рефлексивный элементы, численные значения которых получаем в результате экспериментов.
Интеллектуальный компонент. Нами проведен эксперимент с помощью ориентировочного теста В. Н. Бузина и Э. Ф. Вандерлика по определению интеллектуальной компоненты разрабатываемой модели [2]. На рис. 3 представлена степень выраженности исследуемого свойства (ось абсцисс) с помощью нечеткого множества «Интеллектуальный потенциал» (ИП). Ось ординат - ИП студентов в баллах.
[3]. Результаты ЕГЭ группы студентов представлены в виде нечеткого множества (рис. 5).
Изучаемые показатели ИП и результаты ЕГЭ являются ориентирами для рекомендации студентам различных технологий обучения, разделенных нами по дихотомическому признаку на активные и неактивные, представляемые лингвистической переменной «Методы обучения» (рис. 6). В неактивных способах обучения основным действующим лицом является преподаватель.
Рис. 3. Степень выраженности свойства «Интеллектуальный потенциал»
Далее учитывались результаты единого государственного экзамена (ЕГЭ). Наглядное представление о характере связи между исследуемыми показателями ИП и результатами ЕГЭ дает диаграмма рассеивания - график, оси которого соответствуют значениям двух переменных, а каждый испытуемый представляется в виде точки (рис. 4).
Как видно из диаграммы, взаимосвязь между переменными существует, и она прямая. Коэффициент корреляции в данном случае составил 0,5
Рис. 4. Диаграмма рассеивания
Эти методы предполагают авторитарный стиль взаимодействия на занятиях. Активные методы используют демократический стиль. Эффективность активных учебных методов, разделенных нами на три группы по степени интерактивности, по сравнению с традиционными формами обучения достигается не только за счет более полного воссоздания реальных условий профессиональной деятельности, но и за счет более полного личностного включения обучаемого в ситуацию, интенсификации межличностного общения, наличия эмоциональных переживаний успеха или неудачи в рамках процесса обучения.
Пример. У первокурсника интеллектуальный показатель 23 балла и результаты ЕГЭ 188 баллов. Степени выраженности исследуемого свойства 0,7 и 0,65. Учитывая оба показателя, из этих двух значений берем максимальное, и по графику (рис. 6) будем рекомендовать студенту 3-ю группу активных технологий обучения, предполагающих интенсивные коммуникации, т. к. повышенный познавательный интерес у таких студентов, согласно экспертным данным, активизируется при интерактивных включениях.
Современные технологии. Транспорт. Энергетика. Строительство _Экономика и управление_
ш
Рис. 5. Нечеткое множество «Результаты ЕГЭ»
Рис. 6. Лингвистическая переменная «Методы обучения» (1 - неактивные, 2 - активные)
Изучение показателя «Самооценка» и его связи с позитивным поведением. Под влиянием оценки окружающих у личности складывается собственное отношение к себе, к отдельным формам своей активности: общению, поведению, деятельности, переживаниям, - т. е. формируется самооценка, которая бывает оптимальной и неоптимальной, завышенной и заниженной. Нами проведены эксперименты по определению самооценки среди студентов ОГИС разных курсов и ее связи с позитивным поведением. Испытуемым предлагались утверждения, ответы на которые показывали их склонность к компромиссу или конфронтации в конфликтных ситуациях. Функциональная взаимосвязь самооценки и поведения выявлялась как вероятностная связь. В качестве числовой характеристики использовался коэффициент корреляции, который составил минус 0,18 (слабая обратная связь). Ответы разделены на три группы. Первая группа - компромисс в конфликтных ситуациях (30 % испытуемых). Вторая - промежуточ-
ный выбор: в одной ситуации - компромисс, а в другой - конфронтация (50 %). Третья группа -конфронтация в любой ситуации (20 % испытуемых). Структуризация в первой группе: 20 % студентов с высокой самооценкой, 7 % со средней самооценкой и 3 % с низкой самооценкой выбирают компромисс в конфликтных ситуациях.
Исследуемые личностные качества студента способствуют развитию ценностного восприятия действительности, а также достижению хороших результатов в образовательной деятельности.
Рефлексивный компонент (критическое мышление) помогает осознать содержание обучения за счет размышления над собственным познавательным процессом. Рефлексивный компонент состоит в том, что на личный жизненный опыт накладывается новая информация, предусматривающая оценочную деятельность [4]. Для выявления этого компонента применяется анкетирование, проведенное нами в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 230700.68 «Прикладная информатика» в рамках компетентностно-го подхода. Для получения численных значений компетенций использовался метод семантического дифференциала в виде нескольких «-балльных шкал. Каждая такая шкала соответствует п градациям степени выраженности исследуемого свойства. Задача опрашиваемого - зафиксировать свою оценку в виде отнесения ее к определенному полюсу шкалы с соответствующей градацией. В результате возникнет субъективный семантический профиль - ломаная линия, соединяющая все метки. В нашем исследовании это семантический профиль субъекта, обладающего соответствующими профессиональными компетенциями [5].
Этот показатель позволяет оценить качество подготовки студента по соответствующей дисциплине, а также проектировать объем, уровень, содержание теоретических и эмпирических знаний. Построение образовательного процесса в этом случае формирует измеримые результаты, понятные и студенту, и педагогу, и работодателю. Мониторинг соответствующих результатов образования возможен посредством формирования семантических моделей конкретных компетенций конкретных молодых специалистов и их сопоставления с потребностями рынка труда. Предварительный формальный отбор претендентов на вакантные должности работодатель может произвести путем работы с индивидуальными профилями в нашей базе данных выпускников ОГИС.
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
рых требует такого же сочетания качеств. Численное значение интегрального показателя определяем средствами линейной алгебры как корень квадратный из суммы квадратов его координат.
На рис. 8 показана трехмерная нечеткая модель «Когнитивная готовность» одного из студентов.
Рис. 7. Фрагменты индивидуальных профилей
Информационный компонент выявляет совокупность способностей рационально добывать информацию, превращая ее в знания и компетенции, умение овладевать новыми технологиями переработки информации, т. к. информационная среда изменяет технологию деятельности, вынуждает ускорять и увеличивать гибкость умственных действий. Специалисты выделяют три уровня владения информационными компетенциями:
- базовый, предполагающий владение общими приемами создания, редактирования, сохранения, копирования и переноса информации в электронном виде, представление информации средствами презентационных технологий и т. д.;
- технологический в виде оценки потенциала интернет-ресурсов, степени их интерактивности и информативности с позиций целевой предметной области; анализ программных средств и ресурсов глобальной компьютерной сети с учетом основных экономических, эргономических и технических требований;
- практический (профессиональный) - знание инструментов для осуществления информационной деятельности.
Таким образом, на субъект процесса обучения оказывают влияние интеллектуальный, рефлексивный, информационный и другие компоненты. Они составляют сформированный нами интегральный показатель - нечеткая модель «Когнитивная готовность». Ее можно применять для диагностики пригодности личности к определенной профессиональной деятельности. Определив возможности человека в отношении интеллектуальных, информационных и рефлексивных качеств, можно установить и пригодность его не только для данной конкретной специальности, но и для всех специальностей, деятельность в кото-
Рис. 8. Модель «Когнитивная готовность»
В перспективе планируется расширение разрабатываемой модели «Когнитивная готовность» до «-мерного уровня для более полного учета комплекса как интеллектуальных, так и эмоциональных качеств личности.
Заключение
На эффект управления процессом обучения как системы существенно влияют механизмы внутрисистемных связей. Чем разнообразнее эти связи, тем больше количество способов взаимодействия между элементами, тем выше организационный потенциал системы как целостной структуры, тем больше эффект от управленческих воздействий. В настоящее время нами ведутся наблюдение за саморазвитием процесса обучения в Омском государственном институте сервиса. Затем планируется наблюдение за изменениями, которые будут происходить при действии управляющих факторов по отдельности с помощью разрабатываемой имитационной модели. И наконец -наблюдение синергетического эффекта при интегральном воздействии факторов.
Завершающим этапом исследований будет выработка системы рекомендаций, позволяющих улучшать процесс обучения в Омском государственном институте сервиса.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Максимов В. И., Корноушенко Е. К., Качаев С. В. Когнитивные технологии для поддержки принятия управленческих решений // Информационное общество. 1999. № 2. С. 50-54.
Современные технологии. Транспорт. Энергетика. Строительство _Экономика и управление_
2.
3.
Бузин В. Н., Вандерлик Э. Ф. Краткий ориентировочный тест [Электронный ресурс]. URL: http://testoteka.narod.ru/ int/1/03.html (дата обращения: 01.09.2012).
Тюрин Ю. Н., Лецкий Э. К. Математическая статистика: учебник для вузов. Изд-во : МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 424 с.
ш
4. Загашев И. О., Заир-Бек С. И. Критическое мышление: технология развития. СПб. : Альянс-Дельта, 2003.284 с.
5. Лупенцов О. С., Лучко О. Н., Маренко В. А. Применение семантического дифференциала для реализации компетентностного подхода в вузе // Информатизация образования и науки. 2012. № 3 (15). С 128-134.
УДК 681.5.011 Наумов Игорь Сергеевич,
аспирант, Пермский национальный исследовательский политехнический университет,
тел. (342)-219-80-26, e-mail: [email protected]
ПОВЫШЕНИЕ УПРАВЛЯЕМОСТИ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБЪЕКТА ПРИ ВОЗНИКНОВЕНИИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ
СИТУАЦИЙ
I.S. Naumov
INDUSTRIAL PROJECT INCREASE CONTROLLABILITY
IN CASE OF EMERGENCIES
Аннотация. Описана модель совершенствования и функционирования системы обеспечения ресурсами для ликвидации чрезвычайных ситуаций, которая позволяет минимизировать ущерб. Показана необходимость учитывать динамическую взаимосвязь параметров развития чрезвычайной ситуации, ограничений на параметры элементов системы обеспечения запасами и характеристик района функционирования системы обеспечения запасами при разработке математических моделей для синтеза и оценки результатов функционирования системы обеспечения ресурсами.
Ключевые слова: управление, ресурс, чрезвычайная ситуация, ликвидация, моделирование, ущерб.
Abstract. The model of perfection and functioning of system of maintenance with resources for liquidation of emergency allowing to minimize damage is described. Necessity of taking into account the dynamic interrelation parameters of development of emergency, restrictions on the parameters of the system elements of the maintenance with supplies, characteristics of area offunctioning of system of maintenance with supplies, by working out of mathematical models for synthesis and estimations of results of functioning of system of maintenance with resources is shown.
Keywords: governance, resource, emergency, recovery, modelling, damage.
Введение
Проблема постоянного увеличения масштабов чрезвычайных ситуаций (ЧС) заставляет оперативно и обоснованно вырабатывать меры для
предупреждения и ликвидации ЧС. Для этого создаются соответствующие управленческие структуры - системы управления в условиях ЧС.
Руководящим органам обычно приходится действовать в условиях острого дефицита времени, ограниченности финансовых ресурсов, ограниченной точности и достоверности информации. Это может привести к принятию нерациональных и даже ошибочных решений, а следовательно, и к большим потерям. Поэтому совершенствование систем управления, ориентированных на локализацию и ликвидацию ЧС, имеет большое значение и может обеспечиваться следующими параметрами:
- обоснованием производительности оборудования;
- обоснованием средств, необходимых для содержания личного состава;
- обоснованием структуры систем локализации и ликвидации ЧС [1].
Основными критериями формирования оптимального превентивного плана по предупреждению и ликвидации последствий ЧС являются: минимум ущерба, минимум общих затрат на реализацию превентивных мероприятий, минимум общего времени реализации оперативных мероприятий по ликвидации ЧС и её последствий. В качестве ограничений используются ограничения на общие объёмы ресурсов, сил и средств, выделенных для реализации мероприятий, на наличие необходимых сил и средств в пунктах их дислокации, структурные ограничения на связи ЧС и проводимых мероприятий.
Основные задачи оперативного планирования и управления в системе управления ЧС заключаются в нахождении оптимального (рацио-
