Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОШЕЙ. В условиях рыночной экономики при іизсет.ком существовании рынка труда необходимы эффективные методы дрового отбора специалистов в целях наилучшего использования "их алификациз в производстве. Наряду с различными способами определения соответствия индивн-профессии посредством исследований особенностей личности в нас-яцее время развивается нозое направление, отраженное в работах П.Ееспалько, Ю.Г.Татура, Н.Ф.Талызиной, которое заключается в онке профессиональной пригодности с точки зрения овладения субъ-тс.м профессиональной деятельностью. На основе данного подхода зрабатнваются квалификационные требования к специалистам, что ределяет его практическую ценность. Ко существенным недостатком зхода является частный характер формирования квалификационных тре-ааний по специальности, отсутствие универсальной модели профес-жалькой деятельности и ее квалкметрии, позволяющей использовать гоматизированные способы формирования профессиональных знаний ' їх качественной оценки.
З то ке время существуют различные формальные модели представим знаний, используемые в экспертных системах, которым посвяще-рзботы I,!. Минского, Н.Нильсона, Д.А.Поспелова, Г.С.Поспелова и тих ученых, а так~о способы .. ..морений некбличествекных призна-I, изложенные в работах И.Пфанцагля, П.Сушеса, Дж.Эинеса. тої-.ту актуальной областью'исследований является разработка про-сиональной базц знаний как универсальной модели vm представле- и формирования профессиональных знаний с учетом квалификации, троенной на основа формальных моделей "искусственного интеллек-, к квалиметрическнй анализ профессиональных знаний, проводимый спользованием методов измерений неколичественных признаков. ЦЕЛЬ РА ЮТЫ. Целью диссертационной работы является разработ-п нсслодозание системы автоматизированного формирования и квали-рического анализа профессиональной базы знаний. Для достижения гавленной цели в диссертации сформулированы и решены следующие ічи: разработіса модели профессиональной базы знаний;, разработка зли формирования совокупности профессиональных задач, описшза-с профиль специалиста; разработка модели формирования индивиду--п:х профессиональных знаний разработка модели формирования про-. :ионалы;.ых знаний групп пкепортов; разработка и исследование
мололи измерения качества профессиональных знаний; исследование моделей тестов для измерения качества профессиональных знаний; разработка программного обеспечения системы автоматизированного формирования и квалкметричэского анализа профессиональной базы знаний; практическая реализации системы для определения профессионального уровня специалиста.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. Они базируются на комплексном применении теории шюкеств, моделей представления знаний, методов экспер' них оценок и теории измерений неколичественных признаков.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. і
-
Предложена и обоснована теоретико - множественная модель профео сионалъной базы знаний.
-
На основе фор/лльного аппарата продукционных систем и экспертни оценок разработаны: модель формирования профессиональных задач, мо дель форідирования индивидуальных профессиональных знаний; модель Формирования групповых профессиональных знаний.
-
Разработан способ измерения качества профессиональных знаний по различным квалификациям.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Предложенная система является методическим к програлагным средством оценки квалификацпонно-профессц-онального уровня специалиста. Разработанный пакет программ функционирует как оболочка и обеспечивает пользователю возможность формировать в диалоговом pssane профессиональную базу знаний и проводить на ее основа квалплетрпческий анализ профессиональных знаний индивида. Результаты работа применимы в слудбе занятости, на предприятиях и в система непрерывного профессиональнс-ориентирозанногс образования, в частности в ПО "ЗИМ" /г. Самара/ і: в Самарском политехническом институте.
РЗАЛНЗАШй РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. 'Результаты диссертационной работы были использованы при проведении хоздоговорной работы с иО "ЗІГ.І" /г. Самара/ (гпфр те:;ы - 78/89 }. Методическое z програзгдіса обеспечение внедрено в ПО "21'Г,!П.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные полоненая работы и результата исследований докладывались е обсудцалксь на : региональном посто янно дейстзугщеа семпнарз "Методы использования искусственного ин теллекга в автоматизированных сіістеГіах" /г.Куйбышев, 1939-1990 г. г.Салэра, 1991/, нзучяо-технлчвекпх конференциях КПтй игл. Б.В. Куйбынэва /г.Куйбышев, апрель, сентябрь 1990/, ыеквузо: sou каучн
практической конференции "Вопросы методология и методики форярэ-вапня научных понятий у учащихся школ и студентов зузов" /г.Челябинск, 1990 г./, Республиканской каучно-.тетодячесной конференции " индивидуализация обучения з ведущих вузах России" /г.Саізра, сентябрь 1991 г./, Всесоюзной научно-методической конрзреЕпдп "Проблемы качества вцскего образования'1 /г. Уфа, най 1991/, Бессоюзной научно-методической конференции "Опыт и лреблет.тн перестройки учебного процесса в вузе на основе взаимодействия "вуз-преліірл-ятпе"" /г. Сутяг, октябрь 1991 г./. Республиканской научно-гэтодд-ческой кскіерєнпил "Совершенствование подготоггл специалистов аэрокост.:нческого профиля" /г. Сам-зра, февраль 1S92 г./. Республиканской: научз:о-;.*.этодлчеслс3 коЕфэрешвгл "їїу2а з иетоды совершен-
областъ профессиональной базы знаний как модель профессиональной деятельности, включающей в себя описание профессиональной ситуашп /задачи/и алгоритма ее решения. Этот подход выбран как основополагающий для квалкметрической оценки профессиональных знаний. Однаї в имеющихся разработках не исследована формальные модели профессиональной базы знаний к способы ее формирования. Поэтому был проведен анализ методов выявления экспертных знаний и продукционных моделей их представления. Среди методов выявления экспертных знаний можно выделить дзе группы методов: 1) выявление явного экспертного знания; 2) выявление неявного экспертного знания. Разработанная профессиональная база знаний является основой кЕалиметричоского анализа, поэтому эталонные экспертные знания и знания испытуемого-- явные знания, и они выявляются с использование:.! методов для явных знаний, которые делятся ка 6 классоз: 1) опрос с наводящими вопросами; 2) структурированный опрос; 3)самонаблюдение; 4) самоотчет; 5)диалог; 6 ) критический обзор.
Ка основе анализа продукционных систем автором предложена продукционная модель для описания формирования профессиональной базы
знанкй: f в-<Д,ДЛР>.
здесь «1-, *' "' ^"-J-f'KosecTBo заданных лптевалов, Д-= {о^,.. .,ап/-множество формируемых литералов, _Р= \,?,?±,—,\
-мноеєстео процедур присваивания значений указанным литералам,
К_ = (t<,.-., 'X-K.j-MHczecTEO правил продукций. Продукции, входящие б множество могут быть представлены:
(Л > S; U ; А — Б ; с ,
где J -номер продукции; S -класс ситуаций, в которых продукция гложет использоваться, он представляется как объединение множеств литералов S = ic U Д ', Ь -условие, при выполнении которого продукция актуализируется; А -левая часть продукти:; Б -правая часть продукции; С -изменения, вносимые з продукта после ее выполнения.
Проведенный анализ способов квалиметрип профессиональных знаний показал, что наиболее перспективным с методической точки зрения является способ, использугпаий систему следующих частных критериев для опенки качества подготовки специалистов: системность усвоения субъектом нормативной деятельности специалиста, глубина усвоения субъектом нормативной системы деятельности специалист:' степень научности усвоенной субъектом системы деятельности специалиста, ав-
іматизм каЕыков усвоенности деятельности.
Основной недостаток метода - отсутствие единой модели нзмвре-я качества профессиональных знаний, усвоенных специалистом.
Для построения формальной модели измерения качества професси-:альных зканиЗ может быть использован подход, изложенный в рзбо-х П.Суппеса, Дз.Зинеса, И.Щанцагля, по которому измерение свойств ъектоз определяется через отображение эмпирической системы с отно-ниями в числовую спсте:гу с отношениями.
Исходя из проведенного анализа, автором сделаны следузциа выводы: едметнол областью профессиокалвноЗ базы знаний является совокуп-сть профессиональных задач и алгоритмы их ранения, представление формирование профессиональных знании возможно на основе продук-онных моделей и экспертных методов, квалиматрпя профессиональных аний строится с использованием метода оценки усвоения професси-алькоЗ деятельности и модели измерения качества знаний на основе С7ЄМ с отношениями.
. ВО ВТОРОМ РАЗДЕЛЕ определены содержание и теоретико-мнозествеїк-я модель профессиональной базы знаний, разработаны модели формнро-нля профессиональных задач, индивидуальных профессиональных знаний, упповнх профессиональных званиЗ.
Профиль специалиста представлен иноаеством прсфессиональных за-
эсь 5-ї. - -ая профессиональная функция, '|_к,,..., h-і)-множество хсдных данных, (.^,---, О и. \ -многгстзо целей.
Знания, сформированные субъектом в результате деятельности по геннз профессиональной задачи, есть индивидуальны», прсфессиональ-э знания. Знания, сфор/прсзаннкэ з результате ре^ен.л професси-гльноЗ задачи груштсЗ специалистов, отнесенных в рамках данноЗ " знзводстзенной среды к g -ой квалификации, есть групповые про-:скснальныэ знания 4 -он квалификации. В диссертационной работе сазако, что индивидуальнке и групповые профессиональные знания гт две составлявшие. Первая сссгавляЕцая - сриентируюгпге знаяия-:ь факты, величины, идеальные объекты критерии, теории, охранные !ъектсм /или группой экспертов/ из научных дисциплин для репе-і профессиональной задачи. Вторая сестазлягпзя - методические !ния - есть методы, способы организации субъектом /или группой :иертов/ решения профессиональной задачи. Сормиронание професси-ьтьеых знаний осуществляется по 5 этапам: целеполаганне, стратегия :тнгл, получение результатов, контроль. На каждом зтаие оир-еде-
лены формируемые кетодичеекпе 'и ориентирующие знания, представленные соответствуззідими множествами. На этапе цєлеполагания для і -ой профессиональной задачд имеется множество методических знаний -глобальных целей /ккдивидуальных- М" , групповых- tA1?0' /. На этапе стратегкі определено множество методических знаний- глобальных подзадач /индивидуальных- М"с , групповых- №; / - и млокест-ва ориентирующих знаний-чксловых критериев, аналитических критериев правильности полученных результатов, известных элементов решения,-объединение которых обозначено как А/- для индивидуальных знаний и 1\/ для групповых зканЕЙ. Ка этапе тактики зафиксированы методические знания индивидуальные М L и групповые М с- как объединение подзадач 1,2,..., к -ого уровней иерархии, ка которк раскладывается каздая глобальная подзадача, і; ориентирующие знания / индивидуальные- /V(T 2 групповые- А/[-' / как объединение известных элементов репєния, соответствующих 1,2,..., к. -ему уровням е иерархии подзадач. Ка этапе получения результатов имеются методические знания - шщшндуадьные результаты Mt- и групповые М,-Ка этапе контроля определены методические знания как выводы о правн льности радения профессиональней задачи /пкдив:.. .углъные Mt- и групповые /'4fs /.
Профсезнсналькая база знаній индивидуума по проіидз специальнг-тп, заданного множеством профессиональных задаа W .есть ссі.едн-нение !.шо;-:эзтЕа W с множество:.: профессиональных знаки;! ]? " , сіог;г.ірс2Шіого по всему множеству профессиональных задач:
Ks,= W0 2Mi
гдз Е"= У^[ „а Z^= М? UN? / здесь
ми = м^{]>.,сии^и м«*шл»к ^ *'?=№/'и А'?
Профессиональная сага гнаний групп специалистов І>2,„.., <:«'г
^iilvU ;ч^1^.лс;^і
префілп; специальности, за;
спональнкх задач W , єсть объединение мяомвства W с ьз-оеєсї-бо:л профессиональны?: знакнн 2 '"" » сформированных но всему мнсгосї ву профессиональных задач: ,/v \ //j — ^
где ЕП=Д2^. >г ~Z?=N!UiVf} г-сь А"/;" -:лз-:оді
ческне знания для і -од профессиональней задачи, сформирование по всем квалификация;: н представленные через знання по етапам в виде объединения множеств „„ _..
МГ= М?инТиМ^иМ?UN'S ;
/У/1 -ориєнтЕруїсиіне знания для L -сії профессиональной задачи,
гоь:с:ъоЕаи:а;а г:э лес:.; ллалі:;лклщ:л':,ї л елплсллнкє через ы:лпил ?. этапе сти?.тг:::і /\<- г ?г."?:::-::: «"у кпл: об:-.еллнок::е :.:нс-эств A/f = /У Г ^Afr.
?і'.олаль тормлроглнлл лрлг^сслснллъны:: задач грегставлсна з яде продукіїлсклой с::стг-.лі:
~п / о с п> п -^
13"
.-О
-есть оСл,о;;г:;ні:;о гл:олсстгчі про:есс;'он"лл-,льл\- "л-
ач V/ , глолестла цело!* О , !,:кс"естза лехоллкх ллкн;:х f' >
і-ю^ества знлченл:: п-рсг?лл релеклл кллдол про'есслоллльпел ізлллчі'
Г., Q= W U 0 U Н U1 ; ?~ -глгололтло пролессленалыл.л
Р -!.г.їй.?.от?іо плопедті) плег^лтпого опгосп, сост^г-
7НКПИИ, _
Q ~
зе из процедур:; ::зр\л:го::анлл еплека саллороз г^одс;.; г эдурк спредоденлл лрс:.:а:л: речення лрсіесслсллдллсл са; ліСнаотЕО лгодулцпл, ссд?р"л-;:ео продукцлл лорллролдилл лплоГ:, к, вре:.:-зн:: рзлеплл.
'.'одедъ рсрулроБлплл ллдлБлдузлъплх про"?геололалъл:л< знали:: [іоздзлека как слетома:
г и
,~: ~"у.с-
::лл , :лс:' л:л: ::х длкллл, іл — тл, 'Л'ллг:: ";-:'.7о:і р—:л:-::
-Cw,, :і<ч і
э днлдпл'пладілл}: с:лл:л.д
:с:--"Ллдіх ллдлг
~'гсл:сстло л;
-п.*?5' л ".л-
,Ji :;^л.^.і і
Л'.:
лесалддл:; цодлд :: до: :знй, рзгтльтдтлл, іл.л лд:, ллдседп^д ллеледл:
ва профессиональных знаний индивидуума на основе сравнения с групповыми профессиональными знаниями специалистов различных квалификаций, являющихся эталонны/л; определены методы расчета коэффициентов усвоенности профессиональных знаний к различные модели тестов для измерения качества профессиональных знаний.
Наличие у индивидуума профессионального знания описано через свойство усвоенности профессионального знания. Усвоенность профес--ионалышх знаний рассматривается при двух условиях: і) формирование профессиональных знаний при самостоятельном решении профессионально;: задачи; 2) формирование профессиональных знаний путем выбора одного регения из нескольких представленных. При каздогл усло-Еі:и описаны усвоенности профессиональных знаний по отдельности на зтапах иелепелагания, стратегии, тактики, получения результатов, контроля, а зате... на каждом этапе - с учетом методической и ориентирующей пставля-злпх. Усгоенности профессиональных знаний по каждой составляющей на отдельном этапа ояределены ка основе измерений, проведенных в ходе тестирования. Оценка остальных усвоенностей проведена с использованием продукционных выводов.
Сукнссть модели измерения качества профессиональных знаний зак
лючается в следующем. Здесь рассматриваются две пары систем: эмпири
ческая система с отношениями. - числовая система с отношениями. Пер
вая пара соответствует условию формирования профессиональных зна
нии при самостоятельном решении, вторая - условия формирования про
фессиональных знаний при выборе. ,
Первач эмпирическая система с отношениями П = <С , ( тс) гєх ' содержат множество р = a,i U ... U U9n. UlL^ 1/- U^ n ,
где 1^э1,-..j L-L>n- -множества усвоенностей профессиональных знаний на всех этапах по 1,..., с- квалифпкашгям при самостоятельном решении, ^чд. /,---, LljLn. -множества допустимых усвоенностей профессиональных знании на всех этапах по 1,..., ^квалификациям, aCVtJ -кне— мество отношении, заданное ка Г . .Едя данной эмпирической систє-:..і: с отношениями определена числовая система с отношениям:
^-
элемент множества Г1 /; m (fc) является отображением элемен
та мнс."ества Г и называется коэффициентом усвоенности при
самостоятельном решении. —,
Вторач эмпирическая система с отношениями 6^ = 4.^7, ( і с)fez'
вк-чгет б себя Q'= U'3i у... ии'эп. UU'A< U... UU^,п ,
где LL зі ,.-, U- 5 и- -ілнокества усвоенкостеи профессиональ
ных знаний на всех этапах n 1,..., ft- квалификациям при выборе,
ILj^i . , і-ілп_ -r/лояества допусти.жх усвоекностей професси
ональных знаний на всех этапах по 1,..., п- квалификациям, а (Ч^)
-множество отведении, заданное .на & . Для этой спстекы
задана числовая система с отношениям:; г—^-< _ /* ( Л А . „~>
\де К- ' ic ' fv v обозначает с-кй элемент мнокества & // ^ () является отображением множества 0 и называется коэффициентом усвоенкссти при выборе.
Коэффициент усвоекности профессиональных знании с'-oil квалификации при самостоятельном репенпп профессиональной задачи в обпсм виде определен как отнопенхо числа правильно схорккрсванных индивидуумом профессиональных знани.1 \j к числу профессиональных знаний, сформированных группой специалистов с -ой квалификации по всем л- профессиональны?,; задачам Кіз ' с\ц = - / t; і .
Ксзйтипнспт усвоекности профессиональных знаний l'-ck квалификации пси вкбезз везения з еблем виде запишется как:
где у>с - количество вариантов групповых профессиональных знании
I -on квалификации, выбранных испытуемым при тестировании, ^ ~ -число профессиональных задач , т.е. число тестов.
Автором предложены 14 моделей тестов па определение коэффициента усвоекности методических знаний на зтапах цедеобгззеп гагип, тактики, получения результатов, контроля , коефГны ;зеннсетп ориентпруюлнх знаний ка этапах стратегии, тактики при :аместоятальксм решении, коэффициента усвоекности методических з: "лл на зтапах целеебразовакхя, стратегии, тактики, голу «гния роз;, :атсз, контроля, кезфепцкекта уевсеннестп орнзктнрукдлл знании н: гаплх стратегии, тактики при выбора.
3 ЧЕТЗЕРТС'Л РАЗДЕЛЕ представлен пакет програм.' азтёматизкрев: ого Топтирования профессионально" базы знаки;: и ее кваликетркчес о анализа, описана его структура, Фуккккеннрозапне з рекпмз г:
~!Т:Р.
iL^vi. 1*С-.'.
уставляет
ани:: моделе;:, описанных во
формирования про^-ессдоіігльнкх задач, система прасзесг.ональнах зна ниа п тесгоз, састома Кгаагаматрач-эохоао анализа. Система формироз ния про;ессг.окздьнах задач аозаолас? їоамарсаать и хранить до 5G0 лро*ессгонпдь:-алс аадач, распределенная на 5 крогэссилм /1С0 за дач по кахиод прага-аса;:/..
Программный модуль "Система крз^ессаонадкшх знана;! к тестов" позволяет (соркарааать а хранить 50 тсстэз, распределенных по 1 моделям, и прохєсеаоналакае saazuat па згадам.
Программный цодудь "Састема кеалкметразеского анализа содержи: 21 рекам, позвслязгдаа определять усвоенаоеть пратесскональкых зке пай как на отдельно:.: этапе, так п з комплексе по все:.! этапам.
Пакет программ лмеет два особенности. Зс-псрзкх, он фуккаион; рует как оболочка, т.о. он монет быть использован для любо;і предметной области «о профессии. Бо-вторнх, сп аострсен до кэдульномд принцг г. 2то заключается в том, что судссавувг тра сгдогнкх про: раммнкх модуля, указанных ранса, каклаа из атаз; мадулєа ссатспг і реетков, причем один реглан в саса? еааредь тога модуль.
Подобный подход позволяем даако корреагпродать isaar программ в случае необходимости, a также- дсаоддаозать кандай дз caaoaaiat модуле;' отдельно.
Каждый претендент на должность проходит тестирование^ ему выдаются рекомендации о наилучшем соответствии требованиям нескольких предприятий/или одного/.
Аналогичным является использование системы в социологической службе предприятия; в этом случае составляются профессиональные тесты по каждому подразделению предприятия. Это дает возможность подбирать научно-технические коллективы с учетом их профессиональной и квалификационной совместимости, исходя из тех целевых профессиональных задач, которые решает данное подразделение.
На основе описанных по 2-ом, 3-ем разделах моделях и приведенного в 4-ом раздаче программного обеспечения автором составлены тесты ка оценку качества профессиональных знаний по специальности "РоОототехническио системы и комплексы" и функциональной инженерной специализации "инженер -программист, математик". Анализ результатов тестирования, которое проводилось с привлечением студентов - выпускников и сотрудникоз кафедры "Робототехнические системы" Самарского политехнического института,позволяет сделать вывод о допустимости использования системы автоматизированного формирования и квалнметрического анализа профессиональной базы знаний для оценки качества профессиональных знаний.
В ПРИЛОЖЕНИЙ приведены программные реализации модулей системы.
