Delist.ru

Нечеткие модели и методы управления образовательной траекторией в системе переподготовки персонала промышленных предприятий (17.04.2009)

Автор: Белоус Валентина Владимировна

разработка нечетких моделей формирования образовательной траектории;

программная реализация методов и моделей нечеткого управления образовательной траекторией.

Методы исследования

При разработке формальных моделей компонент системы переподготовки в диссертации использовались методы общей теории систем, классический теоретико-множественный аппарат, теория нечетких множеств и нечетких отношений. Системный анализ управления образовательной траекторией в учебных центрах проводился на реальных статистических данных, обработка которых проводилась с помощью современных методов анализа данных с привлечением математических и статистических пакетов.

Научная новизна

Научную новизну работы составляют нечеткие методы и модели управления образовательной траекторией в системе переподготовки персонала промышленных предприятий. На защиту выносятся:

нечеткая модель учебного плана, как параллельно-последовательный процесс изучения нечетко-связного комплекса учебных модулей;

модель нечеткого отношения уровня знаний и сложности тестовых заданий;

модель транзитивного замыкания нечеткого отношения в процедуре управления образовательной траекторией;

программно-моделирующий комплекс управления образовательной траекторией.

Достоверность научных положений, рекомендаций и выводов

Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов определяется корректным использованием современных математических методов и моделей, предварительным статистическим анализом процессов обучения и тестового контроля ряда предприятий, согласованностью результатов аналитических и имитационных моделей процессов обучения и тестового контроля. Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения результатов работы в ряде промышленных предприятий.

Практическая ценность и реализация результатов работы

Научные результаты, полученные в диссертации, доведены до практического использования. Они представляют непосредственный интерес в области автоматизации управления персоналом с использованием методик комплексной автоматизации формирования учебных планов и рабочих программ для подготовки и переподготовки персонала. Разработанные методы и алгоритмы прошли апробацию и внедрены для практического применения в ряде промышленных предприятий и используются при организации учебного процесса в МАДИ(ГТУ).

Апробация работы

Содержание отдельных разделов и диссертации в целом было доложено и получило одобрение:

на Российских, межрегиональных и международных научно-технических конференциях, симпозиумах и семинарах (2005-2009 гг.);

на заседании кафедры АСУ МАДИ(ГТУ).

Совокупность научных положений, идей и практических результатов исследований в области автоматизации процесса управления персоналом составляет актуальное направление в области теоретических и практических методов принятия решений и выбора стратегий управления образовательной траекторией, а также синтеза комплексных решений по направлениям обучения и тестирования в системе переподготовки персонала.

Содержание работы

Структура работы соответствует списку перечисленных задач, содержит описание разработанных методов, моделей и методик.

Во введении обосновывается актуальность работы. Отмечается необходимость решения задачи системной структуризации учебно-методических материалов. Сформулирована цель и основные задачи работы. Приведено краткое описание содержания глав диссертации.

В первой главе диссертации проведен системный анализ задач автоматизации управления персоналом в контуре системы переподготовки и предложен комплексный подход к решению задач разработки информационного обеспечения и моделирования процессов управления образовательной траекторией.

В диссертации проведен анализ и показано, что характерными чертами современных образовательных технологий, обеспечивающих их широкое использование, являются:

гибкость (возможность заниматься в удобное для себя время, в удобном месте и темпе.);

модульность (возможность из набора независимых учебных курсов-модулей формировать учебный план, отвечающий индивидуальным или групповым потребностям;

параллельность (параллельное с профессиональной деятельностью обучение без отрыва от производства); охват (одновременное обращение ко многим источникам учебной информации большого количества обучающихся);

экономичность (эффективное использование учебных площадей, технических средств, концентрированное и унифицированное представление учебной информации и мультидоступ к ней);

технологичность (использование в образовательном процессе новейших достижений информационных и телекоммуникационных технологий) и др.

В диссертации проведен анализ различных систем управления обучением. Так, имеют место разработки инструментальных систем на основе формирования метаданных учебных модулей, причем наличие тезауруса в формировании гипертекста учебных модулей играет важную роль. Например, в системе «БиГОР» T представляет множество терминов, обозначающих понятия, присутствующие в тезаурусе. При этом любой термин Vi(T становится потенциальной гиперссылкой. С точки зрения пользовательского интерфейса в системе реализована подсветка всех имеющихся в модуле терминов Vi(T, поэтому автор модуля должен лишь указать, к какому из трех возможных подмножеств относятся подсвеченные Vi - к подмножеству выходных, входных или простых ссылочных терминов. При указании выходного термина система формирует строку таблицы М, в которой устанавливается соответствие между указанным термином и адресом редактируемого модуля. При указании входного или ссылочного термина Vi формируются гиперссылки к соответствующему элементу тезауруса и через посредство таблицы М – к модулям, в которых Vi  определен. Изменения никак не отражаются на правильности функционирования гиперссылок, поскольку все взаимосвязи модулей и понятий формируются динамически. Отдельные подсвеченные, как и повторно упоминаемые в модуле термины Vi  автор модуля вправе не превращать в гиперссылки. Такой подход направлен на автоматическую генерацию электронных образовательных ресурсов.

Проведенный анализ показал, что для формализованного представления и структуризации учебных планов и рабочих программ более целесообразно использовать принципы терм-анализ связности модулей учебных материалов, принятых в системе «СОТА», где модуль представляет структуру: M={DM, AM, HM, FD}, DM - наименование модуля; AM - аннотация модуля; HM - объем часов, выделенных на модуль; FD - указатель дисциплины. Основными связывающими понятиями также являются термы. Терм-множество представляет структуру W=WI(WO, где WI - множество входных термов; WO - множество выходных термов. Входные термы определены как: WIw={DIW, FIW, FIW, UIW}, где DIW - идентификатор терма; FIM - указатель принадлежности модулю; FW - ссылка на терм-источник (для организации синонимии); UW - коэффициент усиления (определяет увеличение активности понимания терма). Выходные термы определены как: WOw ={DOW, FOW, FOW. ZOW}, где DOW - идентификатор терма; FOM - указатель принадлежности модулю; FOW - ссылка на терм карты требований; ZOW - коэффициент забывания терма.

Из множества термов при этом автоматически выделяются подмножества: WOO- - подмножество «висячих термов», т.е. выходных термов, которые не используются в дальнейшем (на них не ссылаются никакие входные термы); WIII- - подмножество «неопределенных термов», т.е. входных термов, не ссылающихся на выходной. Они определяются из семантической сети термов на основании соотношений:

WOO - WOw( WO - : (( WIwi WOw( WIwi

«Неопределенные термы» можно рассматривать как базовые понятия. «Висячие термы» можно рассматривать либо как методическую ошибку сформированного учебного плана, либо такой терм должен быть включен в карту требований по выбранной специальности или профессии.

Проведен анализ современных информационных технологий в управлении обучением и рассмотрены компоненты информационно-образовательной среды, представляющие собой системно-организованную совокупность средств передачи данных, информационных ресурсов, протоколов взаимодействия, аппаратно-программного и организационно-методического обеспечения, ориентированную на удовлетворение образовательных потребностей.

Анализ систем управления обучением, показал, что все они имеет схожую модульную архитектуру, включая модули: «Администратор», «Организатор», «Преподаватель», «Слушатель», «Трекинг», «Курс», «Регистрация», «Тест», «Дизайнер тестов», «Учет», «Отчеты», «Дизайнер курсов» и др. По организации обучения регистрация на курсы организуется по типу электронного магазина. При этом используются: календарные планы изучения курсов; подсистема учета платежей (расходов); подсистема регистрации/выдачи сертификатов; возможность сочетания ролей (тьютор может одновременно быть и организатором) и т.п. Системы позволяют: просмотреть учебный материал; создать свой курс; получить ответы на свои вопросы; осуществить автоматический контроль знаний; получить помощь и др.

Во второй главе диссертации разработаны формализованные модели описания межмодульной связности учебного материала виде нечеткого отношения.

В рамках моделирования системы управления подготовкой персонала проведен анализ применимости теории нечетких множеств. Так, нечеткая переменная представляет собой пятерку:

где S - название лингвистической переменной; T(S) – терм-множество; Us - универсальное множество; Gs - синтаксическое правило порождения терм-множества; Ms - семантическое правило, определяющее смысл переменной в терминах функций принадлежности.

При этом терм-множество состоит из: первичных (базовых) термов, таких как T1(S) = - (<хорошо>, <плохо>...); вторичных термов, которые в свою очередь подразделяются на лингвистические неопределенности T2(S) = <очень>|<более менее>; и булевы связки над компонентами T3(S) = <не>|<и>|<или>.

загрузка...