Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка методов и алгоритмов оптимального управления учебным процессом на основе контроля и диагностики знаний с применением новых информационных технологий Пачевский Денис Евгеньевич

Разработка методов и алгоритмов оптимального управления учебным процессом на основе контроля и диагностики знаний с применением новых информационных технологий
<
Разработка методов и алгоритмов оптимального управления учебным процессом на основе контроля и диагностики знаний с применением новых информационных технологий Разработка методов и алгоритмов оптимального управления учебным процессом на основе контроля и диагностики знаний с применением новых информационных технологий Разработка методов и алгоритмов оптимального управления учебным процессом на основе контроля и диагностики знаний с применением новых информационных технологий Разработка методов и алгоритмов оптимального управления учебным процессом на основе контроля и диагностики знаний с применением новых информационных технологий Разработка методов и алгоритмов оптимального управления учебным процессом на основе контроля и диагностики знаний с применением новых информационных технологий Разработка методов и алгоритмов оптимального управления учебным процессом на основе контроля и диагностики знаний с применением новых информационных технологий Разработка методов и алгоритмов оптимального управления учебным процессом на основе контроля и диагностики знаний с применением новых информационных технологий Разработка методов и алгоритмов оптимального управления учебным процессом на основе контроля и диагностики знаний с применением новых информационных технологий Разработка методов и алгоритмов оптимального управления учебным процессом на основе контроля и диагностики знаний с применением новых информационных технологий Разработка методов и алгоритмов оптимального управления учебным процессом на основе контроля и диагностики знаний с применением новых информационных технологий Разработка методов и алгоритмов оптимального управления учебным процессом на основе контроля и диагностики знаний с применением новых информационных технологий Разработка методов и алгоритмов оптимального управления учебным процессом на основе контроля и диагностики знаний с применением новых информационных технологий
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Пачевский Денис Евгеньевич. Разработка методов и алгоритмов оптимального управления учебным процессом на основе контроля и диагностики знаний с применением новых информационных технологий : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.10 / Пачевский Денис Евгеньевич; [Место защиты: Воронеж. гос. техн. ун-т].- Воронеж, 2007.- 133 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/5194

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Информационные и аналитические предпосылки управления образовательными процессами 9

1.1. Информационные технологии - основа эффективности образовательного процесса 9

1.2. Роль управления в обеспечении качества обучения 16

1.3. Выбор информационно-программной среды для разработки системы управления образовательным процессом 25

1.4. Выводы. Постановка задачи исследования 32

ГЛАВА 2. Методы и алгоритмы управления учебным процессом 33

2.1. Этапы и особенности реализации поэтапного контроля учебного процесса 33

2.2. Исследование готовности студентов к восприятию инновационных технологий 43

2.3. Методика формирования тестовых заданий на основе экспертных оценок с использованием теории нечетких множеств 55

ГЛАВА 3. Инновационные технологии - эффективный метод подготовки ысококвалифицированных специалистов 62

3.1. Роль инновационной политики при формировании учебного процесса 62

3.2. Применение компьютерных технологий для управления учебным процессом с учетом его индивидуализации 72

ГЛАВА 4. Методика использования программного продукта «Система управления учебным процессом» 85

4.1. Программная реализация системы управления учебным процессом 85

4.2. Методика управления системой 91

4.3. Методика контроля и диагностики знаний студента в системы управления учебным процессом 103

4.4. Методика работы с подсистемой учета обеспеченности 109

специальностей УМК

Общие выводы по работе 116

Список литературы

Введение к работе

Актуальность темы. Современные компьютерные технологии занимают особое место в развитии общества, охватывая все его среды, включая социальную сферу, производство, бизнес. Особое место данные технологии занимают в образовательном процессе. Глобальная информатизация общества обусловила важнейшую особенность современного технического образования - интенсивную компьютеризацию как учебного процесса, так и профессиональной деятельности молодых специалистов - выпускников вузов. В процессе образовательной деятельности именно компьютеризация должна стать основой новых педагогических технологий, отвечающих кадровым потребностям XXI века. Чтобы соответствовать мировому уровню выпускаемой продукции, государству требуются высококвалифицированные специалисты, обладающие соответствующим набором знаний и умений, способные достойно применять данные навыки на практике.

Постоянное совершенствование качества подготовки специалистов с учетом требований современного производства, науки и техники - основная и важнейшая задача высшей школы. Для выполнения этой задачи необходимо обеспечить студентов возможностью получения глубоких фундаментальных знаний, постоянно развивать их творческие способности, стремление к непрерывному приобретению новых знаний, стимулировать интерес молодого поколения к самоопределению и самореализации. Компьютерные технологии - важнейший инструмент решения этих задач.

Для реализации принципов управления качеством учебного процесса необходим соответствующий механизм управления, который следует рассматривать как совокупность организационных компонентов и звеньев, обеспечивающих согласованное, взаимосвязанное и действенное функционирование всех элементов управления качеством. Этот механизм должен обеспечивать выработку и реализацию эффективных целенаправленных управляющих воздействий на многообразные условия учебного процесса.

Принципы управления качеством достаточно детально отработаны для промышленных предприятий, где имеются системы национальных и междуна-

родных стандартов. В то же время для образовательной сферы такой подход совершенно не изучен. Определяющей особенностью системы управления качеством процесса функционирования вуза или отдельных его элементов, в том числе на уровне учебного процесса студента или группы студентов, является применение оценочных показателей и введение механизма постоянной корректировки образовательной деятельности. При значительном количестве оценочных и корректирующих показателей только компьютеризация системы управления учебным процессом может обеспечить эффективный результат. При этом большое значение следует придавать непрерывности образовательного процесса и учитывать многообразие и инвариантность форм его реализации.

Следует отметить, что компьютерные технологии, направленные на повышение эффективности системы управления учебным процессом, развиты еще недостаточно полно. Их развитие представляет как большой теоретический интерес, так и огромное практическое значение. Это направление в настоящее время является одним из ключевых для повышения качества образования. Проблема является сложной, но актуальной.

Работа выполнена в рамках НИР ГБ 2004.19 «Структурно-концептуальное моделирование образовательной системы и формирование ее мониторингового анализа» в соответствии с основным научным направлением Воронежского государственного технического университета «Проблемно-ориентированные системы управления».

Цели и задачи исследования. Цель диссертационной работы состоит в разработке компьютерно-информационной системы для повышения эффективности управления образовательным процессом на основе контроля и диагностики знаний. В соответствии с целью определены следующие задачи исследования:

провести анализ влияния конъюнктуры рынка труда и отдельных работодателей на формирование образовательного процесса;

обосновать уровень готовности студентов к восприятию инновационных технологий в течение всего периода обучения;

разработать методику определения индивидуальных психофизиологических особенностей студентов на базе информационных технологий;

сформировать основные принципы управления качеством знаний в течение всего периода обучения, основываясь на времени проведения и содержания этапов контроля и диагностики в зависимости от их целевого назначения;

разработать оптимизационные модели и алгоритмические схемы управления качеством образовательного процесса, адаптированные как для классических, так и дистанционных форм обучения;

осуществить структурно-функциональное проектирование и разработку программного средства, позволяющего эффективно управлять образовательным процессом на основе результатов контроля и диагностики знаний обучаемых на различных этапах обучения.

Методы исследования. При решении поставленных в диссертации задач использованы методы нечетких множеств, методы управления и диагностики качества с использованием систем экспертного тестирования, а также методы системного анализа и адаптивного управления.

Научная новизна. В диссертации получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

оптимизационная модель управления учебным процессом, определяющая этапы контроля и диагностики знаний студентов и корректирующие рекомендации обучающимся по повышению качества их знаний;

комплекс алгоритмов системы управления учебным процессом, отличающийся процедурами формирования базы тестовых заданий для каждого из контрольных этапов с учетом их целевого назначения и учитывающий современные требования рынка труда и уровень восприятия инновационных технологий студентами;

структурно-функциональная модель использования системы управления учебным процессом, предусматривающая возможность ее применения, при дистанционных формах обучения;

принципы и критерии управления учебным процессом на основе контроля и диагностики знаний с применением информационных ресурсов и сетевых технологий;

подсистема управления качеством знаний, реализующая возможность определения индивидуальных психофизиологических особенностей обучаемых.

Практическая значимость и результаты внедрения.

Спроектирован алгоритм формирования базы данных тестовых заданий и разработан интерфейс программного средства «Система управления учебным процессом». Разработанные модели и алгоритмы позволяют эффективно управлять образовательным процессом, как в классических, так и дистанционных формах обучения, повышая уровень знаний студентов, а следовательно, качество выпускаемых специалистов. Данный программный продукт используется при формировании учебно-методических комплексов для специальных дисциплин следующих специальностей «ИТ 230202» и «САПР 230104» на кафедре «Компьютерные и интеллектуальные технологии проектирования» ВГТУ и в Воронежском промышленно-экономическом колледже.

Апробация работы. Основные положения и промежуточные результаты исследований обсуждались на Международной конференции «Проблемы подготовки инженерных кадров» (Воронеж, 2006), российских конференциях «Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах (Воронеж, 2003, 2004)», «Управление в социальных и экономических системах» (Воронеж, 2003), российской научно-методической конференции «Информатика: проблемы, методология, технологии» (Воронеж, 2004), региональных конференциях «Теория и практика машиностроительного производства» (Воронеж, 2003, 2004, 2005, 2006), «Шаг в будущее» (Воронеж, 2003), научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников, аспирантов и студентов ВГТУ (Воронеж, 2005, 2006), на научно-тематическом семинаре «Проблемно-ориентированные системы управления ВГТУ» (Воронеж, 2003-2007).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 19 научных работах, в т.ч. 1 - в издании, рекомендованном ВАК РФ.

В работах, опубликованных в соавторстве, лично соискателем рассмотрены вопросы использования перестроенных многоуровневых форм обучения для повышения эффективности образовательного процесса, основанных на разбиении срока обучения на несколько контрольных этапов, каждый из которых имеет особое целевое назначение /10, 11, 12, 13, 17, 18/; описаны методы и алгоритмы адаптивного управления учебным процессом /8, 13, 15, 19/; осуществлен

анализ и предложены методики контроля знаний обучаемых при помощи инновационных компьютерных технологий 16, 9, 16/; рассмотрены вопросы диагностики и самодиагностики знаний в течении всего периода обучения /5, II, разработаны методики формирования базы тестовых заданий и подсчета итоговой оценки обучаемого на основе метода нечетких множеств с применением технологии экспертных систем /1-3, 14/.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, изложена на 130 страницах, содержит список литературы из 129 наименований, 66 рисунков и 4 таблицы.

Выбор информационно-программной среды для разработки системы управления образовательным процессом

Перед началом разработки системы управления учебным процессом следует определить необходимую совокупность программных средств, которые будут использоваться в процессе проектирования и программной реализации системы. Стоит заметить, что корректно взаимодействующие друг с другом приложения намного облегчат и ускорят процесс создания программного продукта, а также будут способствовать правильности его дальнейшей работы. Схема определения программных средств, предназначенных для создания сис темы управления учебным процессом, представлена на рис. 1. Как видно из данной схемы, начать необходимо с выбора языка программирования.

Исходя из того, что данную систему управления учебным процессом предполагается использовать как локально, так и удаленно, целесообразно создавать ее с помощью языков web - программирования. На данный момент таких языковых сред существует большое количество. Для анализа и выбора рассмотрим следующие основные языки программирования: базовый HTML, PERL, Active Server Pages - ASP, Java Server Pages - JSP, Programming Home Page Tools-PHP, CGI.

Большинство web-разработчиков и авторов книг по web-программированию, таких как Тим Конверс, Джойс Парк, Кларк Морган и Питре Ловэйн /105, 106, 109/, склонны считать, что язык JavaScript не является альтернативой РНР, поскольку это клиентская технология, которая не может быть использована для создания HTML-страниц таким же образом, как и CGI. Следовательно, CGI необходимо отклонить сразу.

Если говорить о базовом HTML, основываясь на работах Эд Леки-Томпсон, Хьяо Айде-Гудман, Алек Коув, Стивен Д. Новицки /107/ и Леон Ат-кинсон, Зеев Сураски /108/, можно установить, что преимущество РНР перед базовым HTML заключается в том, что последний представляет собой систему с ограниченными возможностями, не обладающую гибкостью или динамичностью. Пользователи Интернет - приложений видят обычные статические HTML - страницы без каких-либо персональных настроек. С помощью же РНР можно создавать инвариантные web - страницы на основе любых задаваемых критериев (например, времени суток или операционной системы пользователя).

В отличие от HTML язык РНР также может взаимодействовать с базами данных и файлами, с его помощью обрабатывается электронная почта и выполняются многие другие операции. Web-мастера давно поняли, что невозможно создать действительно универсальные web - сайты только с помощью HTML. Поэтому серверные технологии, такие как CGI-сценарии, получили широкую популярность. Подобные системы позволяют создавать динамично генерируемые web - приложения, где во внимание принимаются любые мелочи, которые необходимо учесть. При настроенном взаимодействии с базой данных наиболее продвинутые web - сайты позволяют обновлять и сопровождать страницы быстрее и легче, чем это возможно с базовым HTML.

Очевидно, что вопрос нужно ставить таким образом: почему для реализации системы необходимо использовать язык РНР вместо CGI, ASP или JSP? Matt Zandstra и Paul Hudson /117, 118/ утверждают, что программировать на РНР проще и быстрее, чем на CGI, к тому же и написанные сценарии выполняются с более высокой скоростью. Использовать РНР намного легче, чем универсальные языки программирования. Любой человек, в том числе не получивший специальной подготовки по программированию, сможет легко писать сценарии РНР после прочтения необходимой литературы, в то время как ASP и CGI являются достаточно полными языками и, следовательно, более сложны в усвоении, при этом первый требует понимания VBScript, а второй Perl (или С). Также, в отличие от Perl, VBScript и Java язык РНР был разработан специально для создания динамических web - приложений, что подразумевает выполнение им именно этих задач быстрее и легче, чем альтернативным языкам.

На РНР можно взглянуть и с другой стороны - как на необходимое и естественное расширение возможностей языка разметки HTML. Необычайная популярность последнего и взрыв интереса к Internet показали ограниченность возможностей этого языка. Несколько дополнений к стандарту HTML повысили изобразительные возможности языка, добавили способность выполнять программы на JavaScript в браузере. Но без PHP HTML так и не стал полноценным языком программирования. В нем нет знакомых любому разработчику операторов организации циклов, условных переходов, функций, структур данных и прочего. Одинаково правильны оба утверждения: у языка РНР встроены все синтаксические конструкции HTML; у HTML, при подключении на сервере модуля РНР, появляются возможности настоящего языка программирования.

Таким образом, для проектирования системы управления образовательным процессом считаем оптимальным использование языка программирования РНР.

Перед тем как приступить к реализации программного продукта, необходимо выбрать среду программирования, которая будет использоваться для написания и отладки исходного кода системы. На сегодняшний день основными программными пакетами, предоставляющими требуемые возможности, являются: Macromedia Dreamviewer 2004, Home Site 2.0, Microsoft FrontPage, Microsoft Word, Редактор текста "Блокнот".

Исследование готовности студентов к восприятию инновационных технологий

Развитие в студентах творческих способностей, их интерес к познанию и совершенствованию должен стать тем двигателем, который позволит в полной мере реализоваться и сформироваться в высокопрофессиональных специалистов, войти в профессиональную элиту. Принципиально важным при этом является возможность развития у студентов сознания необходимости создавать и извлекать знания из получаемой информации. Такой подход необходимо воспитывать постоянно, на всех этапах обучения. В последнее время все большее количество студентов уже понимают всю пользу такого подхода и готовы самостоятельно проектировать свой авторский «знаниевый» маршрут достижения поставленной цели.

Однако для эффективной реализации в системе управления идеи индивидуализации учебного процесса необходимо четко определить: - какой процент студентов стремится к получению квалификации элитного специалиста; - какой процент студентов готов остановиться на достаточно высоком уровне «высококвалифицированный специалист», но не готов войти в профессиональную элиту; - какие усилия готовы студенты затратить на воплощение своих стремлений, и совпадают ли у них желания с возможностями; - понимают ли студенты роль психофизиологических качеств в подготовке специалистов и готовы ли они затратить усилия и время на свое совершенствование.

Ответ на эти вопросы был получен в результате компьютерного опроса, в котором приняли участие более 800 студентов Воронежского государственного технического университета пяти специальностей: - спец. 230104 «Системы автоматизированного проектирования» - студенты 1,2,3,4 курсов; - спец. 230202 «Информационные технологии в образовании» - студенты 1, 2, 3,4 курсов; - спец. 151002 «Металлообрабатывающие станки и комплексы» - студенты 1, 2,3,4, 5 курсов, в т. ч. студенты 1-3 курсов ускоренного обучения; - спец. 220402 «Роботы и робототехнические системы» - студенты 1, 2, 3, 4 курсов; - спец. 080502 «Экономика и управление на предприятиях» - студенты 1, 2 курсов.

Для данных исследований была разработана анкета (табл. 1) и специальная программа, которая позволила быстро и качественно выполнить проведение исследований и обработку их результатов.

Результаты исследований представлены в табл. 2 для специальностей 230202 «Информационные технологии в образовании» и 230104 «Системы автоматизированного проектирования», в табл. 3. для специальностей 151002 «Металлообрабатывающие станки и комплексы», 220402 «Роботы и робототех-нические системы» и 080502 «Экономика и управление на предприятии» и на рис. 6-14.

Анализ результатов исследования показывает, что большинство студентов хотели бы, закончив университет, стать высококвалифицированными и даже элитными специалистами (рис. 6). Вполне понятно, что процент таких студентов не одинаков для различных специальностей. Многое зависит от престижности специальности и, соответственно, от уровня целеустремленности студентов к получению высококачественного образования. Проходной балл по результатам ЕГЭ при поступлении в университет в 2006 г. на специальность 230104 «Системы автоматизированного проектирования» был 146 баллов, специальность 230202 «Информационные технологии в образовании» -140 баллов, у поступающих на специальность 151002 «Металлообрабатывающие станки и комплексы» - 105 баллов, у поступающих на специальность 220402 «Роботы и робототехнические системы» был - 130 баллов, у поступающих на специальность 080502 «Экономика и управление на предприятии» был - 120 баллов.

Среди поступающих на специальности 230202 и 230104 (табл. 2, рис. 7) практически все студенты хотели бы стать высококвалифицированными и элитными специалистами, и есть уверенность, что большинство из них добьется поставленной цели.

Применение компьютерных технологий для управления учебным процессом с учетом его индивидуализации

Кадровые потребности XXI века требуют применения принципиально новых педагогических технологий, сочетающих в себе обеспечение студента большим объемом информации фундаментального и профессионального характера и активное творческое участие студента в получении и усвоении этой информации. Концептуальный переход от подготовки специалистов - технократов к формированию технически грамотных творческих личностей предопределяет необходимость содержательного преобразования традиционной для высшей технической школы технологии обучения в сторону всестороннего привлечения студента к участию в процессе обучения. Наиболее эффективный путь этого направления - индивидуализация обучения, в том числе увеличение объема работы, поручаемой студенту для самостоятельного выполнения, и учет его психофизиологических качеств.

Проблема эффективной организации самостоятельной работы достаточно сложна сама по себе. Однако ее эффективность в значительной степени предопределяется и теми индивидуальными способностями и наклонностями, которыми обладает обучаемый индивидуум - студент. Современные педагогические технологии должны предусматривать возможность и необходимость преподавателю доходить до каждого студента и знать его индивидуальные возможности восприятия. Одновременно и студент должен знать свои слабые и сильные стороны и возможности своего профессионального совершенствования, причем не только знать, но и, по возможности, развивать их. Поэтому необходимо рассмотреть в отдельности две стороны этого направления - особенности организации самостоятельной работы и методы повышения ее эффективности, а также возможности определения психофизиологических особенностей студента и методы их совершенствования.

Самостоятельная работа является важной составной частью учебного процесса. Существующие государственные образовательные стандарты и разработанные на их основе рабочие учебные планы отводят на ее выполнение не менее 50 % учебного времени. За последние годы произошел пересмотр организации учебно-воспитательного процесса в вузах в направлении изменения соотношения объема аудиторных занятий студентов и самостоятельной работы в пользу последней. В этих условиях существенно возросла роль четкой организации самостоятельной работы студентов, ибо при плохой организации эффективность самостоятельной работы оказывается невысокой и сопровождается повышенными временными затратами как студентов на ее выполнение, так и преподавателей на контроль за ее ходом. Самостоятельная работа студентов является определяющим фактором в организации учебного процесса, и ей должно быть отведено соответствующее по значимости место в системе управления.

Основными целями самостоятельной работы являются: - закрепление и углубление знаний, умений и навыков, полученных в ходе учебных занятий, проводимых под руководством преподавателя; - подготовка студентов к предстоящим занятиям, экзаменам, защите курсовых работ и проектов, отчетам по практикам и защите выпускных квалификационных работ; - формирование культуры умственного труда, умения работать с учебной, методической и научной литературой, а также самостоятельности в поиске и приобретении новых знаний и навыков; - развитие навыков самостоятельной научно-исследовательской работы.

Существуют следующие формы организации самостоятельной работы студента над учебной дисциплиной: - проработка материала по конспекту лекций перед лабораторными и практическими занятиями, защитой курсовых проектов и работ, зачетами, экзаменами; - проработка материала по учебнику и составление конспекта по заданию преподавателя; - решение задач и выполнение заданий вне аудитории с последующей проверкой преподавателем; -самостоятельное решение задач в аудитории с параллельной проверкой преподавателем; - ответы в устной или письменной форме на вопросы для самоконтроля из учебников при подготовке к очередному лабораторному или практическому занятию; - ответы в устной или письменной форме на вопросы для самоконтроля из учебников при подготовке к очередному семинару; - самостоятельная проработка дополнительных вопросов из рекомендованной литературы, конспектирование.

Самостоятельная работа может проводиться как под руководством преподавателя, так и без его участия. Однако существующие педагогические технологии предполагают, что даже та самостоятельная работа, которую студент делает без руководителя - преподавателя, выполняется по его заданию, методикам, планам, методическим указаниям. Студент самостоятельно выполняет отдельные разделы, показывает их преподавателю, слушает его оценку, с учетом которой продолжает дальнейшую работу.

Компьютерные технологии позволили принципиально изменить организацию самостоятельной работы, уменьшить зависимость студента от преподавателя и одновременно значительно повысить ее интенсивность, скорость восприятия. При этом важную роль следует отвести контролю и диагностике. Использование для этой цели соответствующего программного продукта, соответствующих тестов позволяет студенту на любом этапе обучения четко определить степень своих знаний, слабые места, а также получить рекомендации по их устранению. Причем эти рекомендации могут быть получены без непосредственного контакта «преподаватель - студент », а в виде информации, заранее заложенной в базу данных и выдаваемой после соответствующего этапа диагностики. Обратная связь обеспечивается компьютерной программой. На каждом следующем этапе студент должен воспользоваться рекомендуемым материалом для обучения, в том числе обучающими программами, электронными учебниками и т. д.

Методика контроля и диагностики знаний студента в системы управления учебным процессом

Эффективность системы управления учебным процессом в современных условиях предопределяется четкими, грамотно сформулированными техническими условиями ее разработки, продуманностью ее концепции, области применения, изучения контролируемых объектов. Необходимо четко представлять предметную область и способы применения данного программного средства. Только в этом случае программная реализация будет отвечать современным требованиям подготовки высококвалифицированных специалистов и специалистов элитного класса.

Если за основу работы взять только одно единственное подразделение вуза, то локальная форма имеет право на существование, если же говорить о более развитой глобальной системе, то использование дистанционных и web -технологий будет оптимальным решением данной проблемы. Если разработать данную систему в виде интерактивного Интернет - портала, то возможно организовать доступ к информации для более широкой аудитории, можно связать глобальной сетью множество вузов и колледжей страны и зарубежья с центром в ВГТУ.

Перед началом программной реализации данной системы управления учебным процессом необходимо сформировать некоторые обязательные требования, на основе которых будет определена концепция написания программного кода данной системы. Исходя из всего вышеперечисленного в трех предыдущих главах, были сформированы следующие технические условия.

В общем виде программа, реализующая систему управления учебным процессом, должна отвечать следующим требованиям: - разбить учебный процесс на контрольные этапы с различным целевым назначением; - определять периодичность и форму контроля на всех этапах образовательного процесса; - управлять учебным процессом на основе результатов контроля и диагностики знаний; - реализовывать принципы дистанционного обучения, т.е. работать в удаленном режиме, предоставляя пользователю всю необходимую информацию в любое время суток и в любом месте; - индивидуализировать учебный процесс; - способствовать самостоятельной работе студента; - обладать широкой базой тестовых заданий; - иметь возможность неограниченно расширять и редактировать данную базу по средствам собственного интерфейса; - предоставлять различные варианты тестовых заданий, основываясь на целевом назначении этапа и формы контроля; - предоставлять пользователям инвариантные формы работы с тестовыми заданиями; - формировать из тестовых заданий группы с различным уровнем сложности и целевым назначением; - иметь гибкий интуитивно понятный интерфейс, рассчитанный на пользователя невысокой квалификации; - разделить пользователей по уровню привилегий; - обеспечивать инвариантность доступа к системе на основе данных привилегий; - обеспечивать уникальность профиля каждого из пользователей; - обеспечивать защищенность доступа к уникальному профилю; - обладать развитой системой подсказок, как в форме всплывающих окон, так и в форме «вопрос-ответ»; - формировать модуль отчетов с выводом их на печать или с возможностью сохранения и последующего просмотра; - обеспечивать пользователя учебно-методическими комплексами по изучаемой специальности.

После формирования требований к системе необходимо провести анализ входной и выходной информации, что даст представление о тех процедурах и функциях, которые необходимо разработать. Для данной системы управления учебным процессом входные значения будут следующими: - Ф.И.О. студента; - Учебное заведение; - Специальность; - Группа; - Курс обучения; - Успеваемость студента; - Ответы на вопрос теста; - Дата контроля; - Название темы контроля; - Система оценивания; - Предмет - название дисциплины, по которой студент проходит тестирование; - Этап контроля - семестровый, межсеместровый, годовой, итоговый, проверка остаточных знаний; - Характер контроля - диагностика или оценка успеваемости; - Результат контроля - оценка, зачет, диагностика; - Значение сложности вопросов; - Значения правильности для ответов теста; - Максимально допустимое время ответа на один вопрос; - Уникальный идентификатор студента.

После прохождения студентом теста система автоматически обновляет его уникальный профиль и формирует отчет на основе следующих выходных данных: - Сформированная экспертная оценка; - Вопросы, на которые студент дал неверные ответы; - Дата контроля; - Название темы контроля; - Система оценивания; - Предмет - название дисциплины, по которой студент проходит тестирование - Этап контроля - семестровый, межсеместровый, годовой, итоговый, проверка остаточных знаний;

- Характер контроля - диагностика или оценка успеваемости.

После проведения анализа входных и выходных данных необходимо структурировать систему, то есть разбить ее интерфейс на некие модули и определить для каждого из модулей свои собственные функции. Основываясь на требованиях, можно сформировать следующую структуру данной системы управления учебным процессом:

1. Модуль управления пользователями - управление регистрациями, созданием уникального профиля пользователя, обновлением информации на основе данных, полученных из других модулей в процессе обучения и работы пользователя с данной системой;

2. Модуль авторизации - предоставление привилегий пользователям и организация доступа к другим модулям системы управления учебным процессом;

3. Модуль управления базой данных - предоставление пользователю визуального отображения хранимой в базе данных информации, редактирование данной информации по средствам собственного интерфейса, предоставление данной информации другим модулям на основе их запросов;

4. Модуль создания и редактирования тестов - формирование базы тестовых зданий, редактирование уже существующих заданий, удаление устаревших тестов;

Похожие диссертации на Разработка методов и алгоритмов оптимального управления учебным процессом на основе контроля и диагностики знаний с применением новых информационных технологий