Диплом Автоматизация процесса составления учебных планов

Предмет:	Информатика и вычислительная техника.
Цена:	1500 руб.
	Работа доступна сразу после оплаты.

Содержание:

Введение.
Глава 1. Основные факторы, определяющие задачи автоматизации составления учебных
планов
1.1. Цели обучения. 10
1.2. Анализ системы формирования учебных планов вузов. 12
1.3. Анализ факторов, влияющих на качество подготовки специалиста. 14
1.4. Определение области исследований. 18
1.5. Аналитический обзор разработок, связанных с поставленной задачей. 22
1.5.1. Модульное обучение. 22
1.5.2. Составление учебных планов вузов на основе дерева целей подготовки специалиста. 23
1.5.3. Составление планов вузов на основе связей между модулями. 27
1.6. Выводы по обзору разработок. 31
1.7. Математическая постановка задачи синтеза учебных планов вузов. 33
1.7.1. Ограничения, налагаемые на учебный план. 38
1.7.2. Разработка критериев оптимизации. 42
1.8. Заключение по главе I. 43
Глава II. Получение исходных данных методом экспертных оценок. 45
2.1. Обзор элементов теории измерений. 46
2.1.1. Типы шкал. 46
2.1.2. Методы измерений. 48
2.1.3. Методы проведения групповой экспертизы. 49
2.2. Обоснование построения экспертизы на основе представления содержания обучения методом составления тезауруса. 51
2.3. Описание метода проведения экспертизы. 56
2.4. Описание метода обработки экспертных оценок. 58
2.5. Заключение по главе II. 62
Глава III. Разработка алгоритмов решения задачи синтеза по методу
динамического программирования. 64
3.1. Общие принципы динамического программирования. 64
3.2. Применение метода динамического программирования в задаче синтеза учебных планов вузов. 67
3.3. Алгоритмы расчета при выборе различных методов оптимизации. 72
3.3.1. При выборе метода максимизации суммарной значимости модулей для профессиональной подготовки с учетом связей между модулями. 74
3.3.2. При выборе метода максимизации суммарной обобщенной значимости модулей без учета связности. 79
3.3.3. При выборе метода максимизации суммарной обобщенной значимости модулей с учетом связности. 79
3.4. Алгоритм оптимизации по критерию минимизации временных разрывов информационно связанных модулей. 80
3.5. Заключение по главе III. 88
Глава IV. Практическая реализация и результаты исследования. 89
4.1. Исходные данные для расчета и возможности настройки расчета. 89
4.2. Инфологическая модель задачи синтеза. 91
4.3. Некоторые алгоритмы решения частных задач. 92
4.3.1. Нахождение цепочек дисциплин. 92
4.3.2. Нахождение вершин, принадлежащих контурам. 95
4.3.3. Обработка контуров. 96
4.3.4. «Жесткое» назначение разделов. 98
4.3.5. Разворачивание графа полученных вариантов в отдельные учебные планы. 100
4.3.6. Вычисление наименьшего критерия для каждого состояния. 101
4.3.7. Назначение контрольных точек. 102
4.4. Результаты расчетов. 103
4.5. Заключение по главе IV. 106
Заключение. 108
Список используемой литературы. 110
Приложения…………………………………………………………...…116

Введение.

Основной задачей системы высшего образования является удовлетворение потребностей государства в специалистах нужного профиля. При этом выпускаемые специалисты могут иметь различное качество подготовки, которое будет зависеть от того, насколько полно выпускник вуза сможет соответствовать предъявляемым к нему требованиям [33].
Развивающиеся наука и техника предъявляют новые требования к со-держанию высшего образования. Специалист каждого нового выпуска того или иного учебного заведения всегда должен иметь более высокий уровень подготовки, чем специалист предыдущего выпуска[5]. Качество подготовки специалиста во многом определяется программой его обучения, и, в частно-сти, главным документом этой программы - учебным планом вуза. Подго-товка специалистов, отвечающих современным запросам, влечет за собой непрерывное совершенствование учебных планов с тем, чтобы они всегда находились в наивысшем соответствии с требованиями, предъявляемыми к специалисту, поэтому учебный план должен быть достаточно гибким для быстрой адаптации к меняющимся требованиям по отношения к специалисту [58].
В настоящее время процесс составления учебных планов, основанный на опыте и интуиции работников высшей школы, нуждается в серьезном со-вершенствовании и научном обосновании принимаемых решений. Это осо-бенно актуально в условиях все возрастающих требований к подготовке спе-циалистов, необходимости частого обновления учебных планов, необходи-мости повышения качества учебного процесса в условиях перехода России к рыночным отношениям. Необходим поиск новых подходов, обеспечиваю-щий целесообразную перестройку системы профессионального образования с учетом жизненных реалий.
Существенно важным компонентом профессионального образования является его содержание. Тесно связанное с уровнем развития науки, техни-ки и производства, оно подвергается наиболее интенсивным преобразовани-ям, вытекающим из изменений содержания труда, развития структуры рынка труда. При этом повышение требований экономики к качеству подготовки специалистов не сопровождается адекватным улучшением содержания образования.
Объектом исследования данной работы является система формирования учебных планов вузов, возможность усовершенствования составления учеб-ных планов.
Предмет исследования - учебный план.
Целью работы является повышение эффективности процесса составле-ния учебных планов вузов.
По сравнению со средней школой, где номенклатура предметов относи-тельно стабильна, в высшей школе вместе с появлением новых отраслей зна-ний возникают и новые специальные предметы. Так как время на непосред-ственную их апробацию в вузах весьма ограничено, то многие специалисты предполагают изучать различные аспекты содержания образования, пользу-ясь методами моделирования. Такая структурная модель может отражать весь процесс обучения. Попытки моделировать учебный процесс помогают подойти к нему как к сложной динамической системе и учесть те широкие возможности, которые открывает применение технических средств перера-ботки информации. В исследовании учебного процесса модель выступает как важнейшее средство наглядного представления связей и отношений его компонентов. Соответственно для организации и научного исследования учебного процесса высшей школы моделирование становится все более на-сущно необходимым [5].
Моделирование предусматривает проведение опытов, расчетов, наблю-дений, логического анализа на моделях с тем, чтобы по результатам такого исследования можно было судить о явлениях, происходящих в действитель-ных объектах. Математические модели, таким образом, позволяют проверять качество логических построений описательной стороны объекта рассмотре-ния и устанавливать определенные взаимоотношения количественных и ка-чественных отношений без экспериментов непосредственно на объекте.
Модели позволяют находить оптимальные структуры процесса обуче-ния исходя из поставленной цели. Средствами оптимизации обучения явля-ются: отбор содержания обучения и установление последовательности при изучении учебных дисциплин, прочных связей и взаимоотношений между предметами и видами обучения. Чем теснее и глубже эта связь (в частности, изучение одного предмета на основе знаний, полученных в другом), тем вы-ше уровень научной и профессиональной подготовки специалистов [44].
Таким образом, моделирование учебного процесса становится не только желательным, но и необходимым. Без исследования структуры и содержания обучения в современных условиях становится невозможной качественная подготовка специалистов [77].
Для достижения поставленной в работе цели использовались следую-щие методы исследования: анализ процесса составления учебных планов ву-зов, моделирование системы синтеза учебных планов вузов и анализ резуль-татов после проведения расчетов на модели.
Научная новизна исследования состоит в том, что в работе предложен качественно новый подход к построению содержания обучения, основанный на анализе вклада каждого модуля в формирование профессиональных на-выков и на анализе логичности изложения материала не только с помощью факта существования логической связи между учебными модулями, но также с учетом тесноты этой связи; предложены методы сбора исходных данных и обработки экспертиз, метод решения задачи синтеза как многокритериаль-ной задачи.
Практическая значимость исследования. В ходе работы создана автома-тизированная система синтеза учебных планов вузов для ПЭВМ. С помощью этой системы можно строить оптимальный учебный план по выбранному ал-горитму синтеза. Возможность настройки исходных параметров расчета по-зволяют варьировать результатами.
При построении плана по специальности 27.03.00 отмечено, что в слу-чае плана, построенного при помощи автоматизированной системы, получе-ны лучшие результаты по критерию минимизации временных разрывов по сравнению с вариантом плана, составленным вручную. По алгоритмам син-теза плана 55.24.00 с учетом связности получены хорошие результаты на-полнения и всех остальных критериев. Но наилучшие результаты достигнуты в случае применения алгоритма максимизации обобщенной значимости с учетом связности модулей.
Структура диссертационной работы.
В главе I проведен анализ существующей системы формирования учеб-ных планов вузов, сделан обзор научных работ, проводимых в области фор-мирования учебных планов, выявлены нерешенные в этой области вопросы и на основе проведенного анализа сформулирована задача синтеза учебных планов и сделана ее математическая постановка.
В главе II предложен метод получения количественной информации об учебных модулях и информационных связях между ними на основе состав-ления тезауруса учебных модулей по специальности. Рассмотрены методы проведения экспертиз и сделано обоснование для выбора конкретных мето-дов в данной работе. Предложен метод математической обработки результа-тов экспертиз.
В главе III обоснован выбор метода динамического программирования для решения задачи синтеза учебных планов вузов, проведен анализ необхо-димых возможностей для настройки расчета, сделано описание общих алго-ритмов решения задачи и, сделано описание исходных данных и параметров настройки расчета.
В главе IV дано описание инфологической модели задачи синтеза учеб-ного плана и алгоритмов решения частных задач, возникающих в ходе по-строения решения, приведены и проанализированы результаты проведенных исследований.

Диплом Автоматизация процесса составления учебных планов

  Работа будет доступна сразу после оплаты!