Облік успішності учнів в школах

Третьою методичною задачею, що розв'язується в даній системі є задача по підбору коефіцієнту (рис 4.) зниження рівня знань[1,3], пов'язаного з процесом людської пам'яті - “забуваємості”. Вигляд графіку функції, що описує даний процес є оберненим експоненціальним, тобто: , де: - якраз і є коефіцієнтом рівня знань, що розраховується; t - час (місяць, рік). Коливання коефіцієнтів та зміна їх знаку в даному випадку зумовлена завдяки вивченню сміжних дисципліни, в яких йде посилання на вивчений матеріал чи його часткове повторення (умовно ця змінна зображена на рис.4).

Наступною методичною задачею є визначення множини дисциплін учбового плану, які необхідні додатково для підтримки необхідного для цього учня знань (рис. 5).

Рис. 4 Коливання рівня знань суб'єкта навчання в циклі дисциплін

Рис.5 Інтерпритація обліку та підтримки необхідного рівня знань

На графіку рис.5 червоні крапки - точки обліку успішності, функція у(t) - результати інтерполяції обліку та підбору коефіцієнту , стрибки функції - розрахункові підвищення рівня знань за допомогою додаткових дисциплін. В даній моделі [5,3] використовуються наступні величини: - функція, що описує якість знань в певній області з урахуванням процесів забуваємості; - змінна підвищення якості знань при тренуваннях, або при вивченні сміжних дисциплін, що певним чином перекривають якусь частину знань даної предметної області; - час; - відповідно моменти підвищення стану якості знань;- таблична функція що описує величину й об'єм матеріалу, який необхідно надати для повторення чи вивчення нової дисципліни для підтримки певного рівня якості знань; може бути сформована комбінованим методом на основі довідників та експертним шляхом. Дана проблема поки що вирішується лише експертним шляхом й її вирішення потребує подальшого дослідження.

Останньою методичною задачею, що розв'язується в циклі даної роботи є рекомендація учням по вступу до вищих навчальних закладів згідно виявлених у них схильностей, а для студентів - рекомендації щодо їх професійного росту у певних напрямах обраної спеціальності (рис.6).

При реалізації інформаційної технології було враховано, що: 1)накопичена база даних і історія успішності суб'єкта обов'язково має мати розподілений характер; 2)розвинутий суб'єктивний фактор - тобто система “беземоційна” і спирається лише на факти;

Рис.6 Загальна схема роботи комплексу

3) накопичена інформація має бути строго конфіденціальною і недоступною до широкого кола; 4)для систем даного напряму необхідно враховувати супровід комплексу, а саме матеріального та інформаційного та методичного забезпечення.

Математична модель №1. Рейтинг суб'єкта навчання по дисципліні та схильності.

Вага вивченої дисципліни і:

(1), де:

Вага аспекту n в дисципліні і

(2);

Контрольні суми:

(3,4);

Множина рейтингів має бути приведена до інтервальних нормативів:

(5);

Врахування при атестаціях різних шкал оцінювання студента:

(6);

Поточний рейтинг студента j:

(7); (8);

Рейтинг схильності n студента j:

; (9)

З врахуванням забуваємості матеріалу:

; (10)

Математична модель не буде працювати, якщо не буде зворотнього зв'язку функціонування системи. Для цього вводиться рейтинг вимогливості до викладання дисципліни.

Математична модель №2. Оцінка якості дисципліни.

Середній рейтинг по дисципліні серед студентів:

; (11)

Підсумковий рейтинг студента з урахуванням ваги семестру:

Рейтинг вимогливості щодо викладання дисципліни:

; (13)

Ідея останнього рейтингу в тому, що повинна бути диференціація оцінок, тобто не повинно бути всіх добрих або всіх поганих оцінок. Набір тестів з лінгвістичною обробкою рейтингів аспектів по студенту: “програміст” = “програмування” > 80, “математика” > 70 або “створив і впровадив комплекси” > 3;

“математик” = “математика” > 90 або “місце в матолімпіадах” > 3;“прогульник” = “пропустив без поважних” > 10...

4. Інформаційне забезпечення

Інформаційне забезпечення -- це сукупність форм документів, нормативної бази і реалізованих рішень щодо обсягу, розміщення і форм організації інформації, яка циркулює в системі автоматизованого оброблення економічної інформації чи в інформаційній системі.

Основними принципами створення інформаційного забезпечення є: цілісність; достовірність; контроль; захист від несанкціонованого доступу; єдність і гнучкість; стандартизація та уніфікація; адаптивність; мiнiмiзація помилок введення-виведення інформації.

Розроблення інформаційного забезпечення -- одна з найважливіших складових розроблення інформаційної системи, яка повинна забезпечити:

єдність і зберігання інформації, необхідної для розв'язання задач;

єдність інформаційних масивів для всіх задач інформаційних систем;

однократність уведення інформації та її багатоцільове використання;

різні методи доступу до даних;

низьку вартість витрат на зберігання та використання даних, а також на внесення змін.

Інформаційне забезпечення складається з таких частин:

методичні та інструктивні матеріали;

система класифікації та кодування;

інформаційна база.

Інформаційна база (ІБ), одна з основних складових інформаційного забезпечення, -- це сукупність упорядкованої інформації, яка використовується під час функціонування ІС; вона і поділяється на внутрішньомашинну та зовнішньомашинну (позамашинну).

Внутрішньомашинна інформаційна база -- це частина ІБ, яка являє собою сукупність даних на машинних носіях, використовуваних в ІС.

Внутрішньомашинна ІБ даної інформаційної системи організується у вигляді спеціальних масивів даних, які можна умовно поділити на оперативну та нормативно-довідкову інформацію. Уся ця інформація знаходиться на ЖМД, але в будь-який момент може бути зроблено архів.

Зовнішньомашинна (позамашинна) інформаційна база -- це частина ІБ, яка являє собою сукупність повідомлень, сигналів і документів, призначених для безпосереднього сприйняття людиною без використання засобів обчислювальної техніки. Вона складається з вхідних, вихідних і нормативно-довідкових повідомлень. При розробленні внутрішньомашинної інформаційної бази особливу увагу приділяють тому, щоб дані, які зберігаються в ній, можна було широко використовувати і щоб способи використання даних можна було легко змінити. Для забезпечення гнучкості використання даних, їх ефективного використання в даному проекті пропонується файлова організація внутрішньомашинної ІБ. Характерною особливістю запропонованої інформаційної бази є наявність нормативно-довідкових даних. Масиви нормативно-довідкової інформації можуть використовуватися при реалізації введення даних, для контролю введеної інформації на наявність її у файлах НДІ.

Організація інформаційного забезпечення даної ІС пов'язана з розробленням системи класифікації та кодування, організацією збирання та передавання інформації, розроблення зовнішньо- та внутрішньомашинної інформаційної бази, а також із формуванням вихідних даних.

У разі розроблення ІЗ використовуються такі нормативні документи: ГОСТ 24.104--85, ГОСТ 6.01.1--87, ГОСТ 19.2--75, РД 30--34.698--90, постанови Державного комітету статистики України.

5. Загальний алгоритм вирішення проблеми

Розв'язання даної задачі призводить до формування наступної структурної схеми (рис.2) обліку та прогнозування схильностей.

Рис. 2 Діаграма інформаційних потоків в прицесі отримання знань суб'єктом навчання на прикладі школи

В результаті приведення даної діаграми до рівня існуючого документообігу (як паперового так і безпаперового - електронні носії) отримуємо об'єктно-часову діаграму документообігу (рис 3.). Дана діаграма розроблена для рівня загальноосвітньої школи.

Задача щодо визначення нормативної бази обліку діяльності суб'єкта навчання з створенням моделей розрахунку множин аспектів та вивчених дисциплін є складною і розподіляється на наступні підзадачі:

- Визначення ваги дисципліни в семестрі відносно інших дисциплін.

- Визначення необхідної множини аспектів, по яким буде виконуватись тестування суб'єкта навчання на наявність схильностей.

- Визначення для кожної дисципліни множини аспектів.

- Розрахунок таблиці ваг аспектів відносно кожної дисципліни.

Задача по визначенню ваги дисципліни в семестрі відносно інших дисциплін може розв'язатись в автоматичному режимі програмою по кількості годин даної дисципліни в семестрі відносно загальної кількості годин в семестрі по всім дисциплінам. Корегування ваги (важливості) дисципліни може бути відредаговане користувачем і в інтерактивному режимі з метою надання тій чи іншій дисципліні більшої важливості (у випадку невідповідності важливості дисципліни її навантаженню в навчальному плані).

Рис. 3 Об'єктно-часова діаграма документних потоків процесу отримання знань учнем(студентом) та прогнозування його здібностей

Проблема по визначенню необхідної множини аспектів може вирішуватись виходячи з потреби в аспектах для формування того чи іншого ідентифікатора для множини суб'єктів навчання.

При визначенні для кожної дисципліни множини аспектів орієнтиром може бути потреба в тих чи інших знаннях, що присутні в дисципліні та використовуються в певному аспекті.

Задача по розрахунку ваг аспектів відносно кожної дисципліни може бути розв'язана по такому ж підходу, що використовувався в попередніх задачах - по відносні кількості годин дисципліни до повної кількості годин, що входять до аспекту. Але в більшості випадків швидше за все ці показники повинні вводитись користувачем в інтерактивному режимі. Результатом розв'язання вище означених задач повинна бути таблиця подібна поданій далі (табл.1).

6. Програмне забезпечення

Программне забезпемчення (программні замсоби) -- сукупність програм системи обробки інформації і програмних документів, необхідних для експлуатації цих програм.

Розрізняють системне програмне забезпечення (зокрема, операційна система, транслятори, редактори, графічний інтерфейс користувача) та прикладне програмне забезпечення, що використовується для виконання конкретних завдань, наприклад, статистичне програмне забезпечення.

Виконання програмного забезпечення комп'ютером полягає у маніпулюванні інформацією та керуванні апаратними компонентами комп'ютера. Наприклад, типовим для персональних комп'ютерів є відтворення інформації на екран та отримання її з клавіатури.

Програмне забезпечення (software) та апаратне забезпечення (hardware) є дві комплементарні компоненти комп'ютера, причому межа між ними нечітка: деякі фрагменти програмного забезпечення на практиці реалізуються суто апаратурою мікросхем комп'ютера, а програмне забезпечення, в свою чергу, здатне виконувати (емулювати) функції електронної апаратури. По суті, призначення програмного забезпечення полягає в керуванні як самим комп'ютером так і іншими програмами та маніпулюванні інформацією.

Але нажаль, зараз програмного забезпечення як такого не існує, але втілити в життя це все реально. Програмне забезпеченя ми можеми поки що придумати самі, структуру програми ми вже знаємо, залишилось лише написати програмний код.

7. Опис інтерфейсу (експериментальна частина)

Поки що ми можемо взяти опис інтерфейсу із любої вже існуючої програми, наприклад підтримка БД «Абітурієнт» для ВНЗ.

Література

1. Бабіч В.І., Діденко П.П. «Облік та прогнозування схильностей навчаючого середовища в комплексі управління освітянськими технологіями» Матеріали міжнарод. наук.-практ. конф. “Контроль і управління в складних системах”. - Вінниця, 2005 р.

2. Бабіч В.І., Лук'янчиков О.В. «Моделі та засоби інформаційних технологій дистанційного навчання в умовах Інтранет/Інтернет» Матеріали VII міжнародної конференції “Контроль і управління в складних системах” (КУСС-2003) ВДТУ/Вінниця, 2003 р.

3. Коджа Т.І., Автоматизована система управління та контролю знань в процесі навчання, дис. канд. техн. наук.- Одеса/ОНПУ, 2003 р.

4. Зянчурина И.Н., Модели и методы компъютерного обучения с учётом индивидуальных способностей пользователей, дис. канд. техн. наук.- Харьков, 2005 р.

5. Бабіч В.І., Діденко П.П. “Математичне моделювання та система прийняття рішень в учбовому процесі при визначенні здібностей суб'єктів навчання” Матеріали міжнарод. наук.-практ. конф. “Контроль і управління в складних системах”. - Вінниця, 2006 р.

Размещено на Allbest.ru