Введение к работе
Актуальность работы. Анализ отечественного и зарубежного опыта довузовской подготовки убедительно доказывает, что на этапе выбора высшего учебного заведения (ВУЗа) и специальности, которую школьники хотят получить, многие из них не обладают адекватной информацией о содержании будущей профессии и требованиях, предъявляемых высшей школой к абитуриентам по уровню образовательной подготовки, навыкам ведения научно-практической работы и готовности к условиям обучения в ВУЗе.
Выбор будущего направления обучения в большинстве случаев происходит в старшей школе. Старшеклассники выбирают траекторию своего индивидуального развития, руководствуясь перечнем предметов, которые необходимы при поступлении, выбирая наиболее «легкие» для сдачи дисциплины. Это приводит к тому, что старшеклассник выбирает направление обучения не то, в котором он может реализоваться наилучшим образом, а на которое будет проще поступать. Кроме того, выпускники не обладают достаточным набором профес-сиографической информации, оценкой своих склонностей, личностных особенностей и уровня подготовленности по профильным предметам для успешного освоения программ высшего профессионального образования (ВПО).
Система довузовской подготовки учащихся должна включать комплекс мер для содействия молодому человеку в профессиональном становлении и выборе оптимального вида профессиональной деятельности с учетом его интересов, способностей и социально-экономической ситуации на рынке труда.
Для эффективной работы системы довузовской подготовки старшеклассников необходимо разработать методы и средства построения индивидуальной траектории подготовки учащихся к условиям обучения в высшей школе. Поэтому математическое моделирование многоуровневой системы подготовки учащихся (МСПУ) с реализацией в виде комплекса проблемно-ориентированных программ для обоснования параметров многоуровневой системы подготовки учащихся к поступлению в ВУЗ является актуальной научно-практической задачей, имеющей существенное значение в образовательной области.
Целью работы является разработка математической модели многоуровневой системы подготовки учащихся к освоению программ высшего профессионального образования с численной реализацией на основе комплекса проблемно-ориентированных программ.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:
-
Разработать структуру организационно-функциональной системы довузовской подготовки учащихся с выделением основных подсистем и взаимосвязей между ними.
-
Разработать математическую модель многоуровневой системы подготовки учащихся к поступлению в ВУЗ.
-
Разработать алгоритм построения индивидуальной траектории подготовки учащегося с численной минимизацией ее отклонений от базовой траектории.
-
Разработать комплекс проблемно-ориентированных программ для численного моделирования многоуровневой системы подготовки учащихся.
Методы исследования: математического моделирования, теории вероятностей и математической статистики, объектно-когнитивного анализа, управления базами данных, регрессионного анализа, объектно-ориентированного программирования.
Научная новизна работы:
-
Структура организационно-функциональной системы довузовской подготовки, отличающаяся декомпозицией системы, построением дерева подсистем, формированием на основе объектно-когнитивного анализа онтологического хранилища знаний и обеспечивающая моделирование индивидуальной траектории подготовки учащегося.
-
Математическая модель многоуровневой системы подготовки учащихся к поступлению в ВУЗ, отличающаяся формированием вектора показателей качеств личности на основе группирования коэффициентов, характеризующих уровень интеллектуального развития, и позволяющая оценивать по весовой вероятностной функции принадлежность учащегося к определенному направлению обучения.
-
Алгоритм построения индивидуальной траектории подготовки учащегося к освоению программ ВПО, отличающийся учетом функции влияния начальных условий на продолжительность освоения дисциплины и позволяющий посредством численного моделирования поэтапно минимизировать отклонения индивидуальной траектории от базовой, генерируемой ВУЗом.
-
Комплекс проблемно-ориентированных программ, отличающийся интеграцией системы управления базами данных со средой объектно-ориентированного программирования, позволяющий формировать индивидуальные рекомендации по направлениям, формам и средствам обучения с учетом личностных особенностей и уровня подготовки учащихся.
Практическая значимость работы. Предложенная математическая модель многоуровневой системы подготовки учащихся к поступлению в ВУЗ с численной реализацией в виде комплекса проблемно-ориентированных программ может быть использована высшими учебными заведениями для построения и корректировки индивидуальных траекторий развития учащихся, что позволит повысить уровень подготовки учащихся к освоению программ ВПО. Разработанный алгоритм построения индивидуальной траектории может быть адаптирован для подготовки учащихся к поступлению в ВУЗ на различные направления обучения.
Предмет защиты:
- структура организационно-функциональной системы довузовской подготовки учащихся с выделением основных подсистем и взаимосвязей между ними;
математическая модель многоуровневой системы подготовки учащихся с формированием вектора показателей качеств личности на основе группирования коэффициентов, характеризующих уровень интеллектуального развития;
алгоритм построения индивидуальной траектории подготовки учащегося с численной минимизацией отклонений индивидуальной траектории учащегося от базовой;
комплекс проблемно-ориентированных программ для численного моделирования многоуровневой системы подготовки учащихся.
Личный вклад автора заключается в разработке структуры организационно-функциональной системы довузовской подготовки; построении математической модели многоуровневой системы подготовки учащихся к поступлению в ВУЗ; определении функции влияния начальных условий на продолжительность освоения дисциплины; разработке алгоритма построения индивидуальной траектории подготовки учащегося и комплекса проблемно-ориентированных программ.
Реализация результатов. Результаты исследований использованы при довузовской подготовке учащихся в ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет» в 2008-2013 годах посредством построения и корректировки индивидуальных траекторий развития учащихся; рекомендованы муниципальными органами управления образованием г. Новокузнецка к применению при профильной подготовке старшеклассников.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на Международной конференции «Современное образование: содержание, технологии, качество» (Санкт-Петербург, 2008г.), Международной конференции «Вычислительные и информационные технологии в науке, технике и образовании» (Алма-Ата, Казахстан, 2008г.), Всероссийской научной конференции «Наука. Технологии. Инновации (НТИ-2008)» (Новосибирск, 2008г.), Международной научно-практической конференции «Проблемы непрерывного образования: Проектирование, управление, функционирование» (Липецк, 2009г.), Международной научно-практической конференции «Системные проблемы надёжности, качества, информационно-телекоммуникационных и электронных технологий в управлении инновационными проектами (Инноватика - 2009)» (Москва, 2009г.), Всероссийских научно-методических конференций «Телематика» (Санкт-Петербург, 2009, 2011-2013 гг.), Всероссийской научно-практической конференции «Системы автоматизации в образовании, науке и производстве» (Новокузнецк, 2009г.), Международной научно-практической Интернет-конференции «Актуальные вопросы модернизации российского образования» (Таганрок, 2010г.), Всероссийский конкурс научных работ студентов и аспирантов «Телематика'2010: телекоммуникации, веб-технологии, суперкомпьютинг» (Санкт-Петербург, 2010г.), Международная научно-практическая конференция «Педагогический профессионализм в образовании» (Новосибирск, 2012г.), Международная научно-практической конференция «Профессионализация личности в образовательных институтах и практической деятельности: теоретические и прикладные проблемы социологии и психологии труда и профессионального образования» (Пенза, 2012г.), Международная научно-
практической конференция «Научное пространство Европы-2012» (Чехия, Прага, 2012 г.).
Публикации. Материалы по теме диссертации опубликованы в 21 печатных работах, из которых 20 статей, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, 1 свидетельство о регистрации электронного ресурса.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников из 113 наименований, и содержит 142 страницы машинописного текста, 35 рисунков, 25 таблиц, 4 приложения.
