МОДЕЛИРОВАНИЕ И СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ДАННЫХ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ СТРАТЕГИЙ ФОРМИРОВАНИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ КОМПЕТЕНЦИЙ СТУДЕНТОВ
Мавричев Дмитрий Олегович, С.А. Пиявский
Самарский государственный архитектурно-строительный университет
г. Самара
Важнейшей задачей высшего профессионального образования, на современном этапе развития, является подготовка специалистов, обладающими глубокими знаниями, умениями и навыками, способных ввести активную инновационную и научно-исследовательскую деятельность. Для достижения этой цели в Министерстве образования и науки Российской Федерации была утверждена концепция развития научно-исследовательской и инновационной деятельности в учреждениях высшего профессионального образования Российской Федерации на период до 2015 года. В ней формулируются основные направления и идеи повышения эффективности вклада вузов в технологическую модернизацию реального сектора экономики Российской Федерации через развитие их научно-исследовательской и инновационной деятельности. Поэтому актуальной задачей является разработка и реализация программного комплекса, который позволил бы моделировать процесс формирования научных способностей студентов за время их обучения в высшем учебном заведении.
В стенах Самарского государственного архитектурно-строительного университета на Факультете информационных система и технологий уже в течение 10 лет ведется разработка модели моделирования научно-исследовательских способностей студентов, под руководством Пиявского С.А., доктора технических наук, профессора, заведующего кафедрой прикладной математики и вычислительной техники, начавшего исследования в этой области еще в 90-ые года [1, 2, 3]. В основе этой модели лежит утверждение о том, что исследовательские способности включают четыре компоненты: интеллект, креативность, квалификацию и мотивацию, из которых две первые, начиная с возраста 15-16 лет, уже не подлежат изменениям. Что же касается квалификации и мотивации, то они динамичны и могут изменяться, причем исследовательская квалификация формируется исключительно в процессе целостной исследовательской деятельности личности. В соответствии с этой гипотезой, количественными показателями, описывающими научной квалификацию личности, являются характеристики ее способности реализовывать основные элементы исследовательской деятельности, а именно девять функций исследовательской деятельности:
Поиск тематики.
Постановка и формализация темы исследования.
Формирование идеи и плана решения.
Выбор, освоение и реализация необходимого обеспечения.
Реализация отдельных элементов исследования.
Синтез решения.
Оформление решения.
Ввод в научный обиход, защита и сопровождение решения.
Внутренний критический анализ решения.
За все время существования факультета ИСТ СГАСУ, его студентами было разработано множество информационных систем и тестов, обеспечивающих постоянный контроль и управление над развитием научно-исследовательской деятельностью студентов. На этом факультете студенты каждый семестр проходят разнообразные тесты, собственной разработки, которые позволяют оценить степень развития научно-исследовательских способностей студента в соответствии с девятью функциями исследовательской деятельности.
Одним из таких тестов является тест деятельность-мотивация (далее - тест), который позволяет отразить степень стремления студентов заниматься научно-исследовательской деятельностью. В течение уже почти 6 лет студенты проходят этот тест, но обработка результатов, после накопления большого количества данных, выполняется только сейчас.
Для получения корректной информации необходимо было выполнить очистку массива данных, т.к. не все данные достоверны. Так, например, не всегда студенты остаются в составе одной и той же группы до конца обучения.
Несколько лет назад, когда прохождение теста не контролировалось, то некоторые студенты попросту игнорировали тест, не проходя его, что в свою очередь приносило большую степень разрежённости данных. Т.е., если студент в первом семестре прошел тест, а во втором – нет, то мы должны исключить этого студента из общей выборки, т.к. нам важно чтобы массив данных был одинаковым у всех студентов одной группы. В итоге из 91 студента факультета из общей выборки было выброшено 16 человек (18%).
В процессе развития теста этот факт был учтен, и теперь контроль над прохождением теста взяла на себя система индивидуального руководства исследованиями студентов, не позволяющая студентам игнорировать прохождение теста. Но после этого, многие студенты стали отвечать на вопросы установленными по умолчанию ответами, т.е. не изменяя варианты ответов. Из-за этого возникла ситуация, когда из 91 студента факультета 22 человека (24%) были выброшены из выборки из-за безответственного поведения при прохождении теста.
В результате при обработке результатов теста выяснилось что, из 91 студента факультета из общей выборки былоисключено38 студентов (42%), которые либо не прошли тест хотя бы один раз, либо давали неправдоподобные результаты. Осталось лишь 53 человека (58%).
При анализе получившегося массива выяснилось, что студентов можно условно разделить на три группы:
- стабильные;
- нестабильные;
- прочие.
В стабильную группу попали студенты, которых можно назвать целеустремленными, т.к. они имеют стабильные результаты теста из семестра в семестр. Т.е. относительная вариация результатов теста не должна быть меньше 0 и не превышает пороговое значение в 0,5 ед. включительно.
В нестабильную группу попали студенты, которых можно назвать нецелеустремленными, т.к. они имеют нестабильные результаты. Т.е., относительная вариация результатов теста либо меньше 0, либо превышает пороговое значение в 0,9 ед.
В прочую группу можно отнести студентов, которые не проявляют какого-то особого стремления в обучении, но тем не менее заинтересованы в дальнейшем личностном развитии. Они имеют вполне нормальные результаты, т.е. относительная вариация результатов теста лежит в промежутке между 0,5 ед. и 0,9 ед.
Таким образом, ставится задача индивидуального подхода к образовательным траекториям студентов [4, 5].
Для эффективного руководства развитием научно-исследовательской деятельностью студентов необходимо моделировать динамику развития их научных способностей на протяжении всего периода обучения. Опираясь на определенную группу можно давать различные варианты управленческих решений для достижения оптимальной стратегии развития личности и достижения наилучших результатов.
Для моделирования динамики развития научно-исследовательских способностей был разработан и реализован программный комплекс (далее - программа), основанный на базовой математической модели, позволяющий изменять коэффициенты, сохранять результаты расчета в базу данных, сопоставлять результаты различных расчетов и выдавать рекомендации по дальнейшим управленческим решениям, чтобы эффективно управлять развитием студентов. Программа разработана в виде exe-приложения для операционной системы Windows7 на языке программирования C++ с использованием кроссплатформенной библиотеки Qtи графической библиотекой Qwt. В качестве системы управления базами данных используется MicrosoftAccess 2007. Программа состоит из четырех модулей:
1. Модуль моделирования научно-исследовательских способностей.
2. Модуль формирования графиков результатов моделирования научных способностей.
3. Модуль работы с базой данных.
4. Модуль формирования множества вариантов оптимальных стратегий исследовательской деятельности.
Целью данной работы было выявление достоверной информации о результатах научно-исследовательской деятельности студентов ФИСТ СГАСУ и анализ этих результатов. Полученные данные могут быть применены при составлении учебных планов и прогнозировании результатов учебной деятельности [6]. Для повышения эффективности развития научных способностей студентов была разработано программа, позволяющая моделировать развитие научных способностей, опираясь на девять функций исследовательской деятельности.
Описанная методика является частью общего подхода к развитию научных способностей студентов. Так в 2013 году стартовал проект ОДАРМОЛ, направленный на организацию взаимодействия студентов с учеными вузов АСВ [7].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Реализация компетентностной парадигмы в вузе / С. А. Пиявский // Высшее образование в России. 2010. № 1. С. 3-12.
2. Информатизация и компетентностный подход / С. А. Пиявский - Alma mater (Вестник высшей школы). 2010. № 2. С. 24-29.
3. Система управления формированием универсальных компетенций студентов высших учебных заведений: Монография / С.А. Пиявский, Г.П. Савельева // Самара: СГАСУ, 2009. – 105 с.
4. Индивидуализация учебного процесса в инфокоммуникационной среде вуза (монография) / В.В. Козлов // LAP LAMBERT, Saarbruecken, Germany, 2012, 111 с. - ISBN: 978-3-8473-7586-9.
5. Модель индивидуализированной подготовки специалистов в инфокоммуникационной среде вуза / С.А. Пиявский, В.В. Козлов // Инфокоммуникационные технологии. 2009. Т. 7. № 3. С. 93-98. - ISSN 2073-3909.
6. Планирование и организация учебного процесса в вузе на основе информационной технологии индивидуализированного обучения: дис. к.т.н.: 05.13.10 / В.В. Козлов // М., 2010. – с. 160, Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС".
7. Объединенная вузовская система научного консультирования индивидуальных проектов старшеклассников / М.И. Бальзанников, С.А. Пиявский, В.В. Козлов // Научное обозрение. 2014. № 2. С. 161-166. – ISSN 1815-4972.
|
