автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Автоматизация проектирования образовательного процесса в области САПР с использованием методов экспертного оценивания

На правах рукописи

ОД

\

Кострова -Вера Николаевна

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА 3 ОБЛАСТИ САПР С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ ЭКСПЕРТНОГО ОЦЕНИВАНИЯ

гсециальность 05,13.12 - "Системы автоматизации проектирования

05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах

АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж 1996

Работа выполненз на кафедре "Системы автоматизированного проектирования и информационные системы" Воронежского государственного технического университета.

Научный руководитель

академик МАИ и РАЕН, доктор технических наук, профессор, Львович Я.Е..

Официальные оппоненты

академик МАИ, доктор технических наук, профессор, Батизрв Д.И., кандидат технических наук, доцент, Пасмурнов С.М.

- Ведущая организация: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов • (г. Москва)

Защита состоится июня 1996 г. в часов в конфе-

ренц-зале на заседании диссертационного совета Д 063.81.02 Воронежского госудг(ютвенного технического университета по адресу: г, Воронеж, Московский пр., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЕГТУ.

Автореферат

разосдау/С^&сеО^Р 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д-р техн. наук, профессор

Львович Я.Е.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современные задачи, возникающие перед наукой и техникой, разработка и использование новых технологий определяют необходимость более гибкой организации образовательного процесса, с тем, чтобы за тот же период обучения подготовить специалистов в области САПР с большим объемом знаний. В этой связи актуальной является задача создания и широкого внедрения в учебный процесс комплексных систем, обеспечивающих, автоматизированное проектирование рационального варианта образовательной деятельности на основе эффективного использования методов экспертного оценивания, способствующих реализации принципа системности в обосновании целей и содержания компьютерного обучения и позволяющих оперативно получать необходимую информацию. Применение универсальных и специализированных программных и технических средств позволит существенно сократить время на создание данных систем, улучшит двусторонний контакт между преподавателем и студентом.

В разработанных в настоящее время системах, в зависимости от характера учебных занятий, реализуется один из этапов автоматизации преподавательской деятельности. Таким образом, актуальной является разработка комплексной системы, позволяющей не только автоматизировать процесс обучения и контроля, но, при необходимости, своевременно осуществлять коррекцию учебного материала, т. е. организовывать обратную связь в образовательном процессе, а также уменьшить время на рутинную работу преподавателя. Подобные системы должны обладать гибкой модульной организацией, наличием элементов адаптации к особенностям объекта проектирования и развитыми текстово-графическими процедурами поддержки пользовательского интерфейса.

Таким образом, актуальность диссертационной работы определяется необходимостью разработки математического, алгоритмического и программного обеспечения автоматизированного проектирования рационального варианта образовательного процесса в области САПР на основе использования аппарата экспертного оценивания.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с межвузовской научно-технической программой 12.11 "Перспективные информационные технологии в образовании", х/д НИР 21/95 "Автоматизация образовательной деятельности по подготовке специалистов в области САПР" в рамках единого заказа-наряда Госкомвуза России по направлению "Информатизация образования" и одного из основных направле-

ний Воронежского государственного технического университета "Системы автоматизированного проектирования и автоматизации производства".

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка комплекса моделей, процедур и программных средотв, обеспечивающих автоматизированное проектирование рационального варианта образовательной деятельности в области САПР на основе эффективного использования методов экспертного оценивания. В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие основные задачи:

разработка методов и средств оптимизации образовательного процесса как объекта автоматизированного проектирования;

формирование, нз основе использования аппарата экспертного оценивания, комплекса моделей содержания обучения и контроля работы студентов, ориентированных на подготовку специалистов в области САПР;

разработка алгоритмических процедур формирования основных компонентов образовательной деятельности с использованием экспертной информации;

создание программных средств, обеспечивающих автоматизированное проектирование образовательного процесса;

апробация подсистемы автоматизации преподавательской деятельности при формировании структуры обучения в области САПР.

Методы исследования основываются на методах дискретной оптимизации, экспертного оценивания, теории графов, кластерном анализе, аппарате вычислительной математики, на экспериментальных исследованиях. При разработке программных средств использовались методы модульного программирования и технологии программирования.

Научная новизна. Основные результаты диссертации, выносимые на защиту и имеющие научную новизну, заключаются в следующем:

предлагается подход к формированию структуры образовательного процесса в области САПР, позволяющий получить максимальные результаты при минимизации необходимых в конкретных условиях затратах времени и усилий, отличающийся возможностью построения процесса обучения таким образом, при котором при заданных начальном уровне знаний, времени обучения и объеме информации (определяемых ГОС, но изменяемых в известных пределах путем надлежащего выбора учебных объектов и учебных элементов и рациональной последова-

тельности их изложения) достигается максимальное качество знаний и навыков;

разработана модель автоматизированного проектирования содержания обучения, основанная на использовании аппарата экспертного оценивания, дающая возможность получать, учитывая требования последовательности, логичности, оптимальную последовательность обучения, отличающаяся иерархической структурой, при этом, ранжирование элементов на определенных уровнях иерархии, осуществляется посредством группирования их в кластеры, что позволяет снизить число экспертных сравнений и является более эффективным чем обработка всех элементов совместно;

разработана модель контроля работы обучающихся, характеризующаяся использованием для организации контроля и последующей оценки качества знаний шкалы, построенной на объективной основе возможный уровней деятельности человека и дающей возможность достаточно определенно характеризовать успешность обучения;

на основе эффективного использования аппарата экспертного оценивания разработаны алгоритмические процедуры автоматизированного проектирования основных компонент образовательной деятельности, характеризующиеся организацией обратной связи, которая позволяет, во-первых, строить адаптивную программу обучения, во-вторых, своевременно осуществлять коррекцию действия преподавателей и студентов в процессе обучения;

создан программный комплекс автоматизированного проектирования образовательной деятельности, отличающийся модульной структурой, реализующий целостность процесса обучения, дающей возможность функционирования как отдельно каждого из модулей, так и их совокупности, а также развитым текстово-графический интерфейсом, обеспечивающим удобство пользователю при работе с комплексом процедур.

Практическая ценность работы заключается в следующем: используемый при разработке алгоритмического и программного обеспечения принцип модульного программирования позволяет модифицировать составные части и дает возможность функционирования как отдельно каждого из модулей, так и 1« совокупности;

в результате проведенных исследований разработана комплексная система автоматизации образовательной деятельности по подготовке специалистов в области САПР,, характеризующаяся универсаль-

ной программной оболочкой, позволяющей, при соответствующей дора-1 ботке информационного обеспечения, осуществлять формирование структуры обучения при подготовке специалистов в различных областях знаний;

разработанная комплексная система позволяет снизить затраты времени на создание основных компонент образовательной деятельности за счет рационального использования вычислительной техники.

Реализация результатов работы. Разработанная комплексная система автоматизированного проектирования образовательного процесса в области САПР, ориентированная на формирование основных компонент процесса подготовки специалистов, внедрена в учебный процесс на кафедрах "Автоматизированные системы управления" Военного института радиоэлектроники и "Системы автоматизированного проектирования и информационные системы" Воронежского государственного технического университета.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах и совещаниях: Всероссийском совещании-семинаре "Высокие технологии в проектировании технических устройств и автоматизированных систем" (Воронеж, 1993); Всероссийской научно-методической конференции "Компьютерные технологии в высшем образовании" (Санкт-Петербург, 1994); Всероссийском совещании-семинаре "Математическое обеспечение высоки технологий в технике, образовании и медицине" (Воронеж, 1994-1995); Международной выставке-конференции "Новые компьютерные технологии в учебном процессе и научных исследованиях" (Москва, 1995); ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежского государственного технического университета.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 9 печатных работах, перечень которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами и заключения на 148 с., списка литературы (90 наименований) на 10 е., приложений на 32 е., содержит 27 рисунков, 3 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной

работы, описывается ее краткая характеристика, формулируется цель и задачи исследования, представляются основные научные результаты. выносимые на защиту.

В первой главе диссертации проводится анализ образовательного процесса по подготовке специалистов в области САПР как объекта проектирования; определяются пути повышения эффективности образовательного процесса за счет использования средств автоматизированного проектирования; рассматриваются особенности использования экспертной информации при автоматизации проектирования образовательной деятельности.

Эффективность образовательного процесса во многом определяется тем, насколько рационально используются средства автоматизированного проектирования, дающие возможность повысить качество управления обучением и позволяющие более полно реализовывать потенциальные возможности программированного обучения и контроля. Процесс обучения рассматривается в трех основных аспектах, позволяющих получать различные модели обучения. Выделены основные принципы и подходы к организации автоматизации проектирования образовательного процесса, используемые при обучении; моделировании; контроле качества знаний.

В данной главе проанализированы основные средства разработки автоматизированных систем обучения и контроля, определяемые характером учебных занятий. Показано, что для реализации целостности процесса обучения в рамках отдельных дисциплин и междисциплин-ных курсов целесообразно развитие этих систем в направлении обучающих средств, обеспечивающих интеграцию различных учебных материалов и совместную работу с программно-методическим комплексом (ПМК).

Обоснована необходимость использования при формировании основных компонент образовательной деятельности как на этапе целе-полагания, так и на этапе отбора учебного материала методов экспертного оценивания, основанных на использовании знаний, интуиции и опыта квалифицированных специалистов. Отмечено, что применение этих методов способствует реализации принципа системности в обосновании целей и содержания компьютерного обучения. Необходимо учитывать, что методы экспертных оценок являются весьма экономичными, не требуют больших затрат времени и других ресурсов и позволяют оперативно получать вполне достоверные сведения. Рассмот-

б

ч

рены используемые в настоящее время системы экспертного оценивания; описаны методы формирования экспертной группы. Проанализированы основные этапы реализации и определены критерии процесса принятия решения; описаны методы экспертного оценивания; представлена последовательность выбора оптимального варианта решения задачи. Рассмотрены шкалы экспертного оценивания и меры близости, используемые для сравнения оцениваемых объектов.

Анализ образовательного процесса по подготовке специалистов в области САПР как объекта проектирования позволяет наряду с несомненными достоинствами созданных систем отметить вопросы, которые в следствие своей недостаточной проработанности, даот возможность разработки систем, обеспечивающих формирование рационального варианта образовательной деятельности: созданные в настоящее время системы, в зависимости от характера учебных занятий, реализует только один из этапов автоматизации преподавательской деятельности; недостаточность использования средств программного обеспечения и технического обеспечения увеличивает время на разработку систем автоматизированного обучения проектированию; созданные контролирующие системы не реализуют необходимую коррекцию образовательной деятельности, т.е. отсутствует обратная связь в учебном процессе. В этой связи необходима разработка комплексной системы автоматизации преподавательской деятельности, все подсистемы которой взаимосвязаны. За счет более широкого применения универсальных и специализированных программных и технических средств существенно сократиться время на создание систем автоматизации образовательной деятельности. При разработке системы целесообразно использование аппарата экспертного оценивания, применение которого дает возможность снизить время на формирование как структуры обучения, так и на проведение контроля уровня знаний студентов.

Исходя из особенностей объекта проектирования предлагается сформировать комплекс моделей, разработать алгоритмические процедуры и программные средства, обеспечивающие автоматизированное проектирование основных компонент образовательной деятельности в области САПР на основе использования аппарата экспертного оценивания.

Вторая глава посвящена вопросам оптимизации стратегии и плана обучения по циклу дисциплин и отдельным дисциплинам, а также

разработке моделей содержания обучения и контроля работы студентов.

Эффективное решение методических и организационных задач совершенствования образовательной деятельности в области САПР обес-

------—----— . —. . — „ ,л - . ~ 1Т.л1 ппштаопз Пштл&иоиио

ииииич'иц".« ч . ~ ------ -------- -----

экспертов-преподавателей всех дисциплин, обеспечивающих подготовку студентов по данной специальности, позволяет решать задачу оптимизации образовательного процесса, исходя из результатов отдельных этапов процесса обучения.

При разработке модели содержания обучения, представляющей собой сложную структуру, включающую как компоненты системы, так и двухсторонние и многосторонние связи между ними, на этапе формирования оптимального учебного плана по специальности, осуществляется ряд оптимизационных мероприятий.

Разработанная модель содержания обучения дает возможность в соответствии с ГОС по подготовке специалистов, используя аппарат экспертного оценивания, получать оптимальную последовательность обучения, представляющую собой иерархическую систему, основной задачей построения которой является оценка высших уровней, исходя из взаимодействия различных уровней иерархии (основная цель обучения, виды профессиональной деятельности специалиста, требования к специалисту, изучаемые дисциплины), а не из непосредственной зависимости от элементов на этих уровнях. Общее число уровней определяется сложностью системы. Уровни иерархии отличаются друг от друга только степенью детализации задачи развития системы. При этом, ранжирование элементов на определенных уровнях иерархии (требования к специалисту, изучаемые дисциплины), осуществляется посредством группирования их в кластеры с целью получения приоритетов всех элементов, которое должно удовлетворять критерию оптимальности, выражающему уровни желательности различных разбиений и группировок, что позволяет снизить число экспертных сравнений и является более эффективным чем обработка всех элементов совместно. Затем в каждом кластере проводится ранжирование по важности.

Коэффициент относительной важности основной цели (подготовка специалистов в области САПР) А=1. Коэффициент относительной важности целей 1-го уровня (виды профессиональной деятельности) Ф1,...,Ч>1 определяется экспертами интуитивно, суждения которых опираются на их немалый опыт, при. этом должно выполняться условие

Затем определяются коэффициенты относительной важности элементов 2-го уровня (требования к специалисту) в соответствии с видами профессиональной деятельности

при условии где 1 - коэффициент межуровневых связей.

Далее вычисляются коэффициенты относительной важности элементов 3-го уровня (дисциплины) в соответствии с требованиями к специалисту

при 2где ^ - коэффициент межуровневых свявей.

К—1

Каждый из элементов дерева целей, принадлежащих одному уровню, характеризуется коэффициентом относительной важности, который показывает долю вклада этого элемента в достижение общей для всей системы цели и определяется, используя методы и шкалы экспертного оценивания. Результаты сравнения всех па£> элементов представляются в виде матрицы смежности. Если предпочтения эксперта последовательны, то в качестве весов элементов принимаются суммы значений соответствующих строк матрицу. Учитывая, что оценивание производится равноценными экспертами, то групповая оценка относительных весов объектов определяется как среднее арифметическое оценок экспертов.

Разработанная структура содержания обучения определяет оптимальную последовательность изучения дисциплин и позволяет, учитывая требования последовательности, логичности, на основе которых эксперты определяют важность дисциплин, формировать оптимальный учебный план по данной специальности.

Разработанная модель содержания обучения дает возможность формирования модели содержания конкретной дисциплины, осуществляемого посредством определения содержания разделов дисциплины и их упорядочения для изучения. Используя метод наименьших квадратов,

определяется относительная значимость разделов дисциплины и затем осуществляется их упорядочение. Аналогично осуществляется формирование содержания обучения каждого раздела и последовательности изучения вопросов. В качестве искомого вектора рангов берется ре-шрвир оптимизационной задачи

jfij ^(aijWj-Wj)2 -> min

при ограничениях 121Wj=l и Wi>0 для всех i. Здесь Vj,Wj - относительные веса оцениваемых разделов, А=||а^|| - матрица смежности. Полученные козфф1Щиенты относительной значимости учитываются при формировании последовательности изучения разделов дисциплины. Аналогичным образом осуществляется формирование содержания обучения внутри каждого раздела.

На основе модели содержания обучения осуществляется разработка модели контроля работы студентов и коррекции учебного материала, включающей три основные компоненты: тестирование; принятие решений; обработка результатов. В зависимости от вида контроля, производится составление контрольных заданий в соответствии с сформированным содержанием обучения или содержанием и последовательностью изучения дисциплины и осуществляется специалистами-экспертами. Вопросы, входящие в тестовые задания, группируются в кластеры по уровням усвоения.

Процедура тестирования позволяет определить параметр усвоения по уровню деятельности - коэффициент усвоения студентами учебного материала, который затем используется для определения степени соответствия качества знаний требованиям к специалисту

K=Ca/p)i£1g-i ,

где К - коэффициент усвоения, значение которого должно быть больше 0.7; а - число правильно выполненных существенных операций задания теста; р - общее число существенных операций теста; gi -коэффициент значимости i-ro вопроса.

При оценивании качества знаний студентов используется шкала,

построенная на объективной основе возможный уровней деятельности человека и дающая возможность достаточно точно характеризовать, успешность обучения, как при итоговом контроле, так и при контроле знаний по конкретной дисциплине. Полученные оценки анализируются и по результатам контроля производится коррекция содержания обучения.

Рассмотрение принципов научной организации контроля показывает, что она должна стать важной составной частью системы обучения, в в которую входят требования коррекции целей, содержания и организационных форм и методов контроля (по материалам ГОС, модели специалиста) и процесса подготовки специалистов в целом.

В третьей главе рассматривается организация структуры алгоритмического обеспечения процесса автоматизированного проектирования образовательной деятельности в области САПР, включающего: формирование целей и содержания обучения; организацию как прямой (подача учебной информации от преподавателя к студенту), так и обратной связей (организация контроля качества знаний), а так же анализ полученных результатов и последующая коррекция обучения.

Алгоритмическое обеспечение автоматизированного проектирования образовательной деятельности в области САПР разработано в соответствии с принципом модульности, позволяющим модифицировать составные части и обеспечивзющим возможность функционирования как отдельно каждого из модулей, так и их совокупности. При этом каждый модуль содержит определенную процедуру, реализующую конкретный этап автоматизации преподавательской деятельности.

На первом этапе формируется группа экспертов, которая в дальнейшем будет проводить оценивание объектов. Главное требование, предъявляемое к каждому эксперту, - его компетентность в исследуемой области. Кроме того, необходимо, чтобы он был также эрудирован в смежных областях. I

На втором этапе разрабатываются алгоритмические модули под- 1 системы формирования содержания обучения по подготовке специалистов в области САПР, т.е. осуществляется построение дерева целей, на основе которого определяется содержание обучения по специальности и последовательность изучения дисциплин, которые характеризуются обобщенным коэффициентов относительной важности, учитываемым при формировании последовательности изучения и равным средневзвешенному значению частных критериев

1к з+Ь

где а,Ь - постоянные множители; г^к ~ групповая оценка коэффициентов относительной важности дисциплин семестра; б^к - показатель внутренней значимости дисциплины, характеризующий роль этой дисциплины в обеспечении логической последовательности обучения.

На третьем этапе, на основе сформированного содержания обучения, разрабатываются алгоритмические процедуры построения оптимального учебного плана.

Разработанные алгоритмические модули подсистемы формирования содержания обучения позволяют, используя аппарат экспертного оценивания, формировать учебный план, и на его основе, аналогично формированию содержания обучения, разрабатывать содержание конкретной дисциплины и последовательности изучения отдельных вопросов, которые являются исходными данными для разработки алгоритмических процедур формирования автоматизированного рабочего места (АРМ) преподавателей, участвующих в учебном процессе на данной специальности. Использование средств автоматизации преподавательской деятельности ( автоматизированного рабочего места преподавателя) существенно сокращает затраты времени на подготовку документов без ущерба для их качества. Модули, входящие в АРМ преподавателя, подразделяются на модули подготовки документов преподавателя и модули подготовки преподавателя к учебным занятиям.

На следующем этапе, используя аппарат экспертного оценивания, разрабатываются алгоритмические модули подсистемы контроля, позволяющие формировать фонд контрольных заданий, включающий тесты, имеющие несколько уровней сложности, и обеспечивающие проведение любого вида контроля, в процессе которого определяется степень усвоения материала и соответствия знаний требованиям к специалисту. Для контроля знаний разрабатываются тестовые задания, позволяющие решать типовые задачи без опоры на помощь или подсказку. Вопросы, включаемые в тестовые задания, оцениваются экспертами.

В частности, при проведении контроля качества знаний по конкретной дисциплине, первоначально определяются коэффициенты важности вопросов. Для этого заполняется матрица связи Г=||£1э11

/ 1. если существует-связь 1-м з-м вопросами \ г, • ' '

4 0, в противном случае.

Затем на основе матрицы определяются коэффициенты важност вопросов

Учитывая, что оценивание производится группой экспертов, вы числяются групповые оценки с учетом коэффициента значимости дис циплины -

где г^ь ~ оценка 1-го вопроса И-м экспертом, >1=1,...,Н, - от носительный вес рассматриваемой дисциплины в соответствии с требованиями к специалисту.

Далее осуществляется составление контрольных заданий с учетом значений коэффициентов значимости вопросов, разделяемых н< четыре уровня усвоения, таким образом, чтобы сумма коэффициенте! относительной важности вопросов, входящих в каждое задание, былг равна единице.

Важнейшей проблемой является проблема комплексного измерекиз результата деятельности. Эта задача сводится к разработке способов измерения качества знаний студентов. Решение этой задачи воз: можно при использовании методов экспертного оценивания. При это» измеряется степень соответствия качества знаний студентов требо-| ваниям к специалисту

с!о= ..

Ио*(1-£з7

где Д] - качество знаний о-го студентз (0<м.^<1), определяемое пс результатам тестирования; е^ - коэффициент относительной важности требования к ]-му студенту (0<е3<1); - мера соответствия между качеством знаний з-го студента и требованием.

В

На основе полученной информации производится анализ результатов контроля качества знаний студентов, позволяющий определить дисциплины и отдельные вопросы, при ответе на которые студенты встретили наибольшие трудности, а также установить причины недостаточного ус2сслил, л hcdmo^ioctij , при Необходимости, осуществлять коррекцию процесса обучения.

В четвертой главе рассматриваются характеристики и структурная организация программного обеспечения автоматизированного проектирования образовательной деятельности в области САПР. Показывается практическое применение программных средств при формировании основных компонент учебного процесса. Также проводится анализ эффективности разработанных программных средств.

В качестве аппаратной среды выбраны ПЭВМ типа IBM PC и совместимые модели. Все программные компоненты и соответствующие интерфейсные процедуры реализованы в среде Turbo Pascal, при использовании программной оболочки Turbo Vision. Установка и выбор для реализации одного из видов преподавательской деятельности осуществляется посредством главного меню, поддерживающего пользовательский интерфейс со всеми подсистемами.

Программный комплекс включает четыре основных блока процедур, в каждом из которых программные модули образуют отдельную подсистему автоматизации преподавательской деятельности: блок процедур формирования содержания обучения, обеспечивающий решение задач, связанных с разработкой учебного процесса, в частности, формирования содержания обучения в области САПР, учебного плана по специальности, формирования содержания учебного курса; блок процедур формирования основных документов преподавателя (АРМ преподавателя ), позволяющий осуществлять как подготовку документов преподавателя, так и подготовку преподавателя к учебным занятиям; блок процедур организации автоматизированного обучения; блок процедур организации контроля качества работы студентов и коррекции учебного материала, дающий возможность формирования контрольных заданий, проведения диагностики качества знаний студентов, обеспечивающей реализацию обратной связи в образовательном процессе.

Процедуры управления внутри блоков обеспечивают связь как по информации, так и по управлению между программными компонентами юдсистем, осуществляют выполнение директив пользователя, подчеркивают диалоговое взаимодействие с пользователем и выполняют

функции адаптивного управления диалогом. Взаимодействие пользователя с комплексом программных процедур обеспечивается средствами! поддержки пользовательского интерфейса, содержащими процедуры управления дисплейными окнами, меню, набор "подсказок" и информационных сообщений. Программный комплекс занимает 1.28 Мбайт дисковой памяти.

Отличительной особенностью разработанных программных процедур автоматизации преподавательской деятельности в области САПР является использование универсальной программной оболочки,' которая позволяет формировать основные компоненты процесса обучения для любой специальности, при соответствующей доработке информационного обеспечения. Использование разработанных программных процедур дает возможность снижения затрат времени преподавателя при формировании основных компонент образовательной деятельности в области САПР и позволяет повысить эффективность средств проектирования учебного процесса.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Анализ эс[фективности автоматизации образовательной деятельности выявил необходимость применения средств автоматизированного проектирования учебного процесса, которые позволяют осуществлять выбор оптимальной стратегии обучения, а также дают возможность снизить время на формирование основных компонент образовательной деятельности за счет рационального использования вычислительной техники.

2. Разработана модель содержания обучения, основанная на использовании аппарата экспертного оценивания, дахщзя возможность получать оптимальную последовательность обучения и позволяющая, учитывая требования последовательности, логичности, формировать ! оптимальный учебный план по данной специальности, а также содержание учебной дисциплины, в которой каждый раздел является логически и информационно завершенной его частью.

3. Разработанная модель контроля работы студентов и коррекции учебного материала позволяет формировать фонд контрольных за- , даний, включающий тесты, все вопросы которых логически связаны и имеют несколько уровней сложности; дает возможность проведения контроля и последующей оценки качества знаний студентов посредс-

твом применения шкалы, построенной на объективной основе возможный уровней деятельности человека и дающей возможность достаточно определенно характеризовать успешность обучения.

4. Разработаны алгоритмические пппнодурь! фсрмирспаакн содержания обучения, использование которых при формировании структуры обучения в области САПР, позволяют снизить затраты времени на создание основных компонент образовательной деятельности, что дает возможность преподавателю повышать свою квалификацию и методическое мастерство.

5. Разработаны алгоритмические модули подсистемы контроля, обеспечивающие проведение любого вида контроля, в процессе которого определяется степень усвоения материала и соответствия знаний требованиям к специалисту и позволяющие определить дисциплины и отдельные вопросы, при ответе на которые студенты встретили наибольшие трудности, а также установить причины недостаточного усвоения, и дающие возможность, при необходимости, осуществлять коррекцию процесса обучения.

6. Разработан комплекс моделей, процедур и программных средств обеспечивающий автоматизированное проектирование рационального варианта образовательной деятельности на основе эффективного использования методов экспертного оценивания и дающий эффективное решение методических и организационных задач совершенствования образовательного процесса.

7. Создана комплексная система автоматизированного проектирования образовательной деятельности в области САПР, ориентированная на разработку основных компонент учебного процесса, представляющая собой инвариантную систему, позволяющую снизить затраты времени на адаптацию под определенную предметную область. Развитый текстово-графический интерфейс обеспечивает удобство пользователю при работе с комплексом процедур. Система внедрена в учебный процесс на кафедрах "Автоматизированные системы управления" Военного института радиоэлектроники и "Системы автоматизированного проектирования и информационные системы" Воронежского государственного технического университета.

Основное содержание работы изложено в следующих работах:

1. Чулкова С.Э., Кострова В.Н. Подсистема экспертного оцени-

вания внаний студентов специальности 220300 // Высокие технологии в проектировании технических устройств и автоматизированных сис-ч тем: Тез. докл. Всерос. совещ.-сем. - Воронеж, 1993. С. 36.

2. Львович Я. Е., Чулкова С.Э., Кос.троваВ.Н. Разработка математического и программного обеспечения подсистемы автоматизации образовательной деятельности // Компьютеризация в медицине: Меж-вуз. сб. науч. тр. - Воронеж, 1994. С. 23-31.

3. Львович Я.Е., Чулкова С.Э., Кострова В.Н. Разработка подсистемы автоматизированного проектирования совокупности требований к качеству подготовки специалистов // Компьютерные технологии в высшем образовании: Тез. докл. Всерос. науч.-мет. конф. Санкт-Петербург, 1994.

4. Львович Я.Е., Кострова В.Н. Разработка алгоритмов для создания оптимального учебного плана // Математическое обеспечение высоких технологий в технике, образовании и медицине: Тез. докл. Всерос. совещ.-сем. - Воронеж, 1994. С. 74.

5. Кострова В.Н. Разработка комплексной системы оценки и управления качеством подготовки специалистов // Математическое обеспечение высоки технологии в технике, образовании и медицине: Тез. докл. Всерос. совещ.-сем. - Воронеж, 1994. С. 115-117.

6. Львович Я.Е., Чулкова С.Э., Кострова В.Н. Автоматизация разработки оптимального учебного плана и рабочих программ преподавателей // Компьютеризация в технике, образовании и медицине: Межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж, 1995. С. 46-52.

7. Львович Я.Е., Кострова В.Н. Автоматизация разработки оптимального учебного плана и рабочих программ преподавателей // Математическое обеспечение высоких технологий в технике, образовании и медицине: Тез. докл. Всерос. совещ.-сем. - Воронеж, 1995. С. 81.

8. Кострова В.Н. Автоматизация процесса принятия решения при! оценке качества знаний студентов // Математическое обеспечение высоких технологий в технике, образовании и медицине: Тез. докл. Всерос. совещ.-сем. - Воронеж, 1995. С. 96.

9. Львович Я.Е., Рындин A.A., Чулкова С.Э., Кострова В.Н. Автоматизация преподавательской деятельности по подготовке специалистов в области САПР // Новые компьютерные технологии в учебном процессе и научных исследованиях: Тез. докл. Междунар. выст.-конф. - Москва, 1995. С. 53. «у

ЛР № 020419 от 12.02.92.- Подписано в печать 23.05.96. Формат'60x84/16. Усл.п.л. 1,0. Тираж 100 экз Воронежский государственный технический университет 394025 г.Воронеж, Московский просп., 14 У.часток оперативной полиграфии Воронежского государственного технического университета