Имитационное моделирование с использованием вариативных информационно-коммуникационных технологий

Различают словесное, математическое, графическое и имитационное моделирование информационно-образовательных систем управления процессом обучения. В данном пункте мы остановимся на имитационном моделировании.

В настоящее время осуществляется переход к современным методикам и технологиям обучения, базирующимся на использовании возможностей высокоразвитой информационной образовательной системы. Проблемы разработки информационной образовательной системы рассмотрены в трудах А.А. Андреева, И.Г. Захаровой, Е.К. Хеннера, А.А. Кузнецовой и др. Понятие информационной образовательной системы в различных исследованиях относят либо к конкретному учебному заведению, либо к их совокупности. Огромное внимание при этом уделяется открытому и дистанционному образованию [9].

В соответствии с содержанием подготовки будущих специалистов у студентов наряду с усвоением значительного объема теоретических знаний, должны быть сформированы практические навыки и умения. В целях активизации учебно-познавательной деятельности обучающихся информационные технологии в образовании, необходимо комплексно использовать различные компьютерные средства обучения: информационные, экспертно-обучающие, тренажерные и др. Такой комплекс позволит создать условия для индивидуального образования.

Для достижения оптимальных учебных целей используются следующие информационные технологии в образовании: математическое моделирование процессов изучения дисциплин; исследование объектов на различных видах практических занятий и при подготовке к ним; решение задач проектирования; формирование навыков и умений различного характера; использование игровых форм; внедрение самостоятельной работы студентов с целью изучения учебного материала и самоконтроля полученных знаний.

Структурной единицей индивидуального образовательного маршрута становится не отдельный предмет, а образовательное пространство, в котором изучаются не только конкретные дисциплины, но и процессы взаимодействия студента с образовательной средой.

Имитационное моделирование – метод исследования, при котором изучаемая система заменяется моделью, с достаточной точностью, описывающей реальную систему и с ней проводятся компьютерные эксперименты с целью получения информации об этой системе [9].

Для имитационного моделирования процессов управления учебным процессом предлагается следующий алгоритм на графах: на основе экспертных оценок строится граф связей модулей учебных дисциплин; в графе удаляются контуры (замкнутые маршруты); из контуров удаляются дуги с наименьшим весом; ациклический граф (без контуров) разбивается на слои; производится размещение элементов учебного плана по семестрам: для первого семестра берутся элементы первого слоя‚ затем, при незаполненном семестре, в него включаются элементы следующего слоя, такие, чтобы сумма весов дуг, попавших в один семестр,  была минимальна. Сумма весов дуг считается штрафом, который нужно минимизировать. Если семестр полностью заполнен, то учебные модули переносятся в следующий семестр (по тому же правилу переносятся элементы, вес дуг которых минимален). При формировании индивидуального образовательного маршрута логичность изложения материала дисциплины сохраняется при любой трансформации графа [9].  (см. рисунок 10).

Рисунок 10 – Имитационное моделирование учебных дисциплин (а) и граф связности модулей (б)

Вывод по главе

Индивидуальная образовательная траектория предусматривает наличие содержательного компонента – индивидуального образовательного маршрута, разработанный способ его реализации (технологии организации образовательного процесса) и наличие индивидуальной образовательной программы. Реализованный индивидуальный образовательный маршрут является индивидуальной образовательной траекторией.

Индивидуальных образовательные маршруты можно классифицировать на основании направленности образовательных интересов; на основании интеллектуальной направленности деятельности; по возрастному критерию; в соответствии с вариативными образовательными маршрутами обучающихся.

Индивидуальный образовательный маршрут определяет программу конкретных действий студента по реализации индивидуального учебного плана и индивидуальной образовательной программы. Таким образом, индивидуальный образовательный маршрут – это вариативная структура деятельности студента, проектируемая в рамках конкретных условий образовательного процесса на основе комплексной диагностики.

Различают следующие этапы проектирования индивидуального образовательного маршрута студентов: целевой, мотивационный, проектировочный, технологический, результативный.

Различают словесное, математическое, графическое и имитационное моделирование информационно-образовательных систем управления процессом обучения.

 Имитационное моделирование – метод исследования, при котором изучаемая система заменяется моделью, с достаточной точностью, описывающей реальную систему и с ней проводятся компьютерные эксперименты с целью получения информации об этой системе.

Для имитационного моделирования процессов управления учебным процессом предлагается алгоритм на графах.