Реферат: Оценка систем дистанционного образования (математическая модель)

1. Введение

В условиях современной Россиипервоочередное внимание со стороны государства должно уделяться дистанционномуобразованию. Почему следует ориентироваться именно на дистанционноеобразование, а не на традиционные виды подготовки специалистов?

Во-первых, с каждым годомскачкообразно возрастает число производственных и коммерческих структурразличных организационно-правовых форм. И для каждого из сотен тысяч вновьобразовавшихся предприятий нужны, грамотные специалисты с надлежащимобразованием, т.е. реальная потребность рыночной экономики в квалифицированныхкадрах разных направлений составляет сегодня сотни тысяч специалистов.

Во-вторых, одновременно резкоувеличивается численность работающих в налоговых и таможенных органах,коммерческих банках, страховых компаниях, пенсионных и инвестиционных фондах идр. И здесь тоже нужны квалифицированные специалисты.

В-третьих, в связи с ростом числаучастников экспортно-импортных операций возрастает потребность вэкономистах-специалистах в области международных экономических отношений.

Цель работы – разработка иобоснование системы показателей качества Оценка качества дистанционногообразования во многих отношениях должна быть близкой к оценке качества обычногоочного или заочного образования. Так, качество образования, как комплексазнаний и умений, должно отвечать одним и тем же требованиям, вне зависимости отформы обучения. Однако оценка качества по показателям организации процессаобучения будет зависеть от формы обучения.

2. Дистанционноеобразование управление качеством критерии качества2.1 моделиуправления качеством

В сфере образования под качествомобучения, т.е. под удовлетворением требований заказчика, подразумеваетсясоответствие знаний и умений выпускников учебного заведения требованиям, предъявляемымсо стороны промышленности (если речь идет об инженерном образовании). Обществочерез спрос на выпускников на рынке труда доводит до высшей школы своипотребности и контролирует уровень подготовки специалистов. Престижуниверситета зависит от того, как котируются на рынке труда и куда устраиваютсяна работу его выпускники. Однако задержка во времени между получением знаний иумений в вузе и их оценкой в производственных условиях составляет нескольколет. Следовательно, практическая оценка качества обучения со стороны отраслей,использующих специалистов, является лишь вспомогательной и не может игратьосновную роль в управлении качеством обучения, поскольку она излишнеинерционна.

С точки зрения подходов к оценке иконтролю качества остаются две модели управления качеством. Первая модельоснована на непосредственном контроле знаний обучаемых. Во второй моделиметодической основой для управления качеством являются международные стандартысерии ISO 9000[1].

Тестирование знаний путем проведенияконтрольных мероприятий является важным и необходимым элементом учебногопроцесса, однако в системе управления качеством результаты тестирования играютлишь вспомогательную роль. Действительно, тестирование непосредственно неуказывает на причины и источники появления изъянов, оно является выборочным вотношении изучаемого материала и направлено преимущественно на оценку знаний ив меньшей мере на выявление умений обучаемых. Кроме того, на экзаменах изачетах выявляется итоговый уровень полученных знаний и, если он недостаточен,то для соответствующих индивидов этот уровень оказывается окончательным,исправление возможно уже только по отношению к последующим поколениямстудентов.

Поэтому интерес представляет втораямодель управления качеством образования на основе контроля не только знанийобучаемых, но и процессов обучения, их организации и применяемых средств.Другими словами, положения стандартов ISO 9000 при соответствующейинтерпретации могут быть полезно использованы и в сфере образования. Поэтому воснову управления качеством в образовании целесообразно положить вторую модель.

Стандарты ISO 9000 разработаны дляуправления качеством продукции или услуг в промышленности. Они определяют ирегламентируют инвариантные вопросы создания, развития, применения исертификации систем качества на промышленных предприятиях. В нихустанавливается форма требований к системе качества в целях демонстрациипоставщиком своих возможностей и оценки этих возможностей внешними сторонами.

Система качества обычно представляетсобой совокупность трех слоев документов. Слои содержат: 1) описание политикиуправления для каждого системного элемента (организация, ответственные,контроль); 2) описание процедур управления качеством (что, где, кем и когдадолжно быть сделано); 3) тесты, планы, инструкции и т.п.

Сертификация предприятий постандартам ISO 9001-9003 выполняется некоторой уполномоченной внешнейорганизацией. Наличие сертификата качества — одно из важных условий для успехакоммерческой деятельности предприятий.

Стандарты серии ISO 9000 управлениякачеством промышленной продукции делятся на первичные, вторичные иподдерживающие.

В свою очередь, первичныестандарты делятся на внешние и внутренние. Внешние стандарты инвариантны кприложениям, они описывают требования, соблюдение которых гарантирует качествопри выполнении контрактов с внешними заказчиками. Внутренние стандартыпредназначены для внутреннего использования, они описывают мероприятия поуправлению качеством внутри компании.

Как отмечено выше, в сфереобразования также возможно управление качеством обучения на основе как оценкизнаний и умений выпускников путем тестирования, так и оценки показателейорганизации, процесса и средств обучения. Необходимо выявить те факторы(системные элементы), управляя которыми можно обеспечить требуемое качествообразования.

2.2.ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ КАЧЕСТВО ОБРАЗОВАНИЯ

Для выявления факторов, определяющихкачество образования, целесообразно рассмотреть компоненты процесса обучения.Качество зависит от особенностей каждого компонента.

На рис. 1 приведена архитектураобразовательной системы, введенная в международном стандарте IEEE P1484.1.Компонентами системы являются обучаемый, преподаватель (инструктор), учебныематериалы (репозиторий), система доставки материалов обучаемому, системаоценивания результатов учебы, модель обучаемого (его профиль). Взаимосвязи вархитектуре отображают потоки данных, которыми обмениваются участники процессаобучения. Инструктор (им может быть преподаватель или компьютерная система)управляет выбором учебных материалов из репозитория на основе информации опрофиле обучаемого, результатах оценивания поведения обучаемого и метаданныхрепозитория. Выбранные учебные материалы передаются обучаемому, а сведения отестирующей части доставляются также компоненту «оценивание» черезкомпонент «доставка ». Обучаемый выполняет учебные процедуры,воздействуя на компонент «оценивание», который, в свою очередь, можетизменять данные в профиле обучаемого. В процессе изучения материала обучаемыйможет обмениваться информацией непосредственно с инструктором.

Фактором, влияющим на качествообразования, от компонента “обучаемый” является качество предварительнойподготовки абитуриента, его способности. Этот фактор в системе управлениякачеством может быть использован частично при организации работы приемнойкомиссии в вузе, организации колледжей при вузе и различных форм довузовскойподготовки.

Фактор от компонента “инструктор” — квалификация преподавателей. При ДО имеется несколько категорий преподавателей- это авторы учебных материалов, преподаватели-консультанты,преподаватели-тьюторы. Влияние авторов учебных материалов на качество обученияможет быть учтено через контроль качества учебных материалов. Для контролякачества остальных представителей преподавательского корпуса можно использоватьтрадиционные подходы, основанные на контроле наличия ученых степеней и званий,участия преподавателей в научных исследованиях и т.п.

Контроль качества средств доставкисводится к контролю количественных и качественных характеристикматериально-технического обеспечения учебного процесса. В случае ДО этохарактеристики компьютеров и сетевого оборудования.

Рис. 1

Компонент “оценивание” определяетэффективность контроля знаний студента и обратной связи“студент-преподаватель”. При оценке качества ДО эффективность связана споказателями качества тестирующих систем.

Наконец, качество образования во многомзависит от качества учебных материалов, находящихся в репозитории. Исследованиевлияния качества учебных материалов на качество ДО является главной задачейнастоящей работы.

2.3 КРИТЕРИИ КАЧЕСТВА УЧЕБНЫХМАТЕРИАЛОВ

Документы, методики и процедуры,используемые в управлении качеством, называются системой управления качеством.

Показатель качества (системныйэлемент) – атрибут или группа атрибутов, характеризующие качестводистанционного образования (или обучения). В системе управления качествомимеется несколько групп показателей, характеризующих качество ДО.

Показатели качества можноклассифицировать по ряду признаков.

Так, среди показателей качества ДОимеются показатели как числовые (типов real и integer), так и качественные(типов enumeration, string или boolean). Очевидно, что количественная оценкакачества станет возможной после выбора способа перевода неколичественныхпоказателей в количественные.

Согласно концепции информатизацииобразования качество образования характеризуется следующими группамипоказателей:

показатели качества содержания образования; показатели качества технологий обучения; показатели качества результатов образования.

Этому делению показателей на группысоответствует и предлагаемое группирование показателей качества по следующимаспектам и свойствам обеспечения, организации и проведения учебного процесса:

учебные планы и программы; база учебных материалов; техническое обеспечение; методики и технологии проведения учебных занятий, включая тестирование обучаемых (процедуры промежуточного и итогового контроля, возможно использование результатов анкетирования обучаемых). возможности производственной подсистемы; кадровое обеспечение; организационное обеспечение.

Выбор групп показателей и конкретныхпоказателей качества должен быть подчинен следующим требованиям: нужноучитывать основные показатели, которые, во-первых, существенно влияют накачество процесса ДО, во-вторых, могут быть оперативно оценены дляпрактического использования в системе управления качеством.

В группу «Учебные планы ипрограммы» входят следующие показатели:

Соответствие учебных планов существующим стандартам профессионального образования; Наличие учебных программ, их соответствие стандартам профессионального образования, современному состоянию предметной области и дидактическим требованиям.

В настоящее время разработаныпримерные учебные программы по всем дисциплинам высшего образования,прилагаемые к стандартам профессионального образования. Поэтому речь должнаидти о рабочих программах дисциплин.

В группу «База учебныхматериалов» входят следующие элементы качества электронных учебников:

Соответствие содержания учебника утвержденной учебной программе; Соответствие объема материала установленным нормам; Соответствие содержания учебника и его формы; Полнота состава (комплектация) учебника; Современность учебного материала; Принятый в учебнике способ самотестирования обучаемых.

Поскольку не все свойства учебникаохватывает приведенный перечень показателей, можно список показателейрасширить, введя в него экспертные оценки методического, содержательного итехнологического уровней учебного материала.

Более подробно эти показателирассматриваются далее.

Показатели группы «Техническоеобеспечение ДО»:

Достаточность в количественном отношении компьютерного оснащения учебных классов, степень его соответствия требованиям, предъявляемым к ПК для систем ДО. Пропускная способность каналов передачи данных.

В группу «Методики и технологиипроведения учебных занятий в системе ДО» входят элементы качества,характеризующие технологии общения преподаватель-студент, студент-студент ипроведения контрольных мероприятий:

Степень доступности преподавателей; Удобство формы общения преподаватель-студент и студент-студент; Объективность и полнота экспертизы подготовки обучаемых при проведении контрольных мероприятий (экзаменационных и зачетных сессий, защит проектов); Обеспеченность цикла лабораторных работ и курсового проектирования необходимыми программными средствами.

Наряду с технологиями,предусматривающими работу студентов под постоянным контролем и руководством состороны людей-преподавателей, находят применение технологии обучения подруководством виртуальных преподавателей, в качестве которых выступаютинтеллектуальные обучающие системы. В этом случае на первый план выходятпоказатели качества сетевых учебников, характеризующих их роль, как«виртуальных преподавателей».

Показатели группы «Возможностипроизводственной подсистемы»:

характеристики инструментальных средств для разработки электронных (сетевых) учебников и учебных пособий; наличие и производительность оборудования для изготовления твердых копий, видеокурсов, компакт-дисков.

Показатели группы «Кадровоеобеспечение»:

процентное соотношение преподавателей с учеными степенями доктора и кандидата наук и без степени, наличие научных и/или методических публикаций у преподавателей, авторство в курсах ДО, рекомендованных к тиражированию.

Показатели группы«Организационное обеспечение»:

наличие автоматизированной системы управления документами, часто именуемой электронным деканатом, наличие системы управления качеством обучения.

Система управления качеством всоответствии со стандартами ISO 9000 является документальной системой,включающей описание политики учебного заведения в области обеспечения качества,различные документы по регламентации обязанностей и полномочий лиц, связанных собеспечением качества, требования к используемым ресурсам ДО и к показателямкачества учебных материалов и процедур учебного процесса, планы действий пообеспечению этих требований и т.п.

3. математическая модель оценки показателей качества ДО.3.1 Поглощающиемарковские цепи

Как указывалось выше, у поглощающихДМЦ имеется множество, состоящее из одного или нескольких поглощающихсостояний.

Для примера рассмотрим переходнуюматрицу, описывающую переходы в системе, имеющей 4 возможных состояния, два изкоторых являются поглощающими. Матрица перехода такой цепи будет иметь вид:

Практически важным является вопрос отом, сколько шагов сможет пройти система до остановки процесса, то естьпоглощения в том или ином состоянии. Для получения дальнейших соотношений путемпереименования состояний матрицу (1) переводят к блочной форме:

Такая форма позволяет представитьматрицу (2) в каноническом виде:

где <img src="/cache/referats/21119/image012.jpg" v:shapes="_x0000_i1030">

На основании канонической формы (2а)получена матрица, называемая фундаментальной:

В матрице (3) символ (-1) означаетоперацию обращения, то есть

После соответствующих преобразованийматрица (3) примет вид:

Каждый элемент матрицы (3а)соответствует среднему числу раз попадания системы в то или иное состояние доостановки процесса (поглощения).

Если необходимо получить общее среднееколичество раз попадания системы в то или иное состояние до поглощения, тофундаментальную матрицу М необходимо умножить справа на вектор-столбец,элементами которого будут единицы, то есть

где <img src="/cache/referats/21119/image028.jpg" v:shapes="_x0000_i1038">

Для иллюстрации приведем конкретныйчисловой пример: пусть известны значения переходных вероятностей матрицы <img src="/cache/referats/21119/image030.jpg" v:shapes="_x0000_i1039"><img src="/cache/referats/21119/image032.jpg" v:shapes="_x0000_i1040"><img src="/cache/referats/21119/image034.jpg" v:shapes="_x0000_i1041"><img src="/cache/referats/21119/image036.jpg" v:shapes="_x0000_i1042"><img src="/cache/referats/21119/image038.jpg" v:shapes="_x0000_i1043"><img src="/cache/referats/21119/image040.jpg" v:shapes="_x0000_i1044"><img src="/cache/referats/21119/image042.jpg" v:shapes="_x0000_i1045"><img src="/cache/referats/21119/image044.jpg" v:shapes="_x0000_i1046"><img src="/cache/referats/21119/image046.jpg" v:shapes="_x0000_i1047">

Переходная матрица в блочной системебудет выглядеть так:

В данном случае

Проделаем необходимые вычисления:

В данном случае компоненты вектора <img src="/cache/referats/21119/image064.jpg" v:shapes="_x0000_i1056"><img src="/cache/referats/21119/image066.jpg" v:shapes="_x0000_i1057"><img src="/cache/referats/21119/image068.jpg" v:shapes="_x0000_i1058">

В конкретных задачах, конечно, болееинформативным результатом будет не количество шагов, а какие-либо временные илиэкономические показатели. Этот результат легко получить, если связатьпребывание в каждом состоянии с соответствующими характеристиками. Очевидно,набор этих характеристик составит вектор, на который нужно умножить <img src="/cache/referats/21119/image064.jpg" v:shapes="_x0000_i1059">

Так, если задать в нашем примеревремя пребывания в состоянии <img src="/cache/referats/21119/image066.jpg" v:shapes="_x0000_i1060"><img src="/cache/referats/21119/image070.jpg" v:shapes="_x0000_i1061"><img src="/cache/referats/21119/image068.jpg" v:shapes="_x0000_i1062"><img src="/cache/referats/21119/image072.jpg" v:shapes="_x0000_i1063">

В случаях, когда марковская цепьвключает несколько поглощающих состояний, возникают такие вопросы: в какое изпоглощающих состояний цепь попадет раньше (или позже); в каких из них процессбудет останавливаться чаще, а в каких — реже? Оказывается, ответ на эти вопросылегко получить, если снова воспользоваться фундаментальной матрицей.

Обозначим через <img src="/cache/referats/21119/image076.jpg" v:shapes="_x0000_i1065"><img src="/cache/referats/21119/image078.jpg" v:shapes="_x0000_i1066"><img src="/cache/referats/21119/image080.jpg" v:shapes="_x0000_i1067"><img src="/cache/referats/21119/image076.jpg" v:shapes="_x0000_i1068">

где

М — фундаментальная матрица сразмерностью S;

R — блок фундаментальной матрицы сразмерностью r.

Рассмотрим конкретный пример системыс четырьмя состояниями <img src="/cache/referats/21119/image084.jpg" v:shapes="_x0000_i1070"><img src="/cache/referats/21119/image086.jpg" v:shapes="_x0000_i1071"><img src="/cache/referats/21119/image088.jpg" v:shapes="_x0000_i1072">

Система с четырьмя состояниями

Для наглядности и простоты вычисленийобозначим переходные вероятности следующим образом:

Остальные значения вероятностей будутнулевыми. Каноническая форма матрицы перехода в этом случае будет выглядетьтак:

Фундаментальная матрица послевычислений примет вид:

Тогда, согласно формуле (5), матрицавероятностей поглощения вычисляется так:

Поясним вероятностный смыслполученной матрицы с помощью конкретных чисел. Пусть<img src="/cache/referats/21119/image103.jpg" v:shapes="_x0000_i1080"><img src="/cache/referats/21119/image105.jpg" v:shapes="_x0000_i1081"><img src="/cache/referats/21119/image107.jpg" v:shapes="_x0000_i1082">

Таким образом, если процесс начался в<img src="/cache/referats/21119/image068.jpg" v:shapes="_x0000_i1084"><img src="/cache/referats/21119/image110.jpg" v:shapes="_x0000_i1085"><img src="/cache/referats/21119/image112.jpg" v:shapes="_x0000_i1086"><img src="/cache/referats/21119/image066.jpg" v:shapes="_x0000_i1087"><img src="/cache/referats/21119/image114.jpg" v:shapes="_x0000_i1088"><img src="/cache/referats/21119/image068.jpg" v:shapes="_x0000_i1089"><img src="/cache/referats/21119/image066.jpg" v:shapes="_x0000_i1090"><img src="/cache/referats/21119/image116.jpg" v:shapes="_x0000_i1091">

В частности, в рассмотренном примереобъясняется тот факт, что более сильный игрок может дать заранее значительноепреимущество (“фору”) слабому противнику и все равно его шансы на выигрыш будутболее предпочтительными.

Кроме указанных выше средниххарактеристик вероятностного процесса с помощью фундаментальной матрицы можновычислить моменты и более высоких порядков. В частности, дисперсия числапребывания в том или ином состоянии — D определяется с помощью следующейматрицы:

где

В свою очередь, матрица Мпредставляет собой матрицу, полученную из М путем возведения в квадрат каждогоее элемента, то есть для (3а) будем иметь:

Аналогичным образом определяема идисперсия для общего количества раз пребывания в том или ином состоянии <img src="/cache/referats/21119/image064.jpg" v:shapes="_x0000_i1096"><img src="/cache/referats/21119/image126.jpg" v:shapes="_x0000_i1097">

3.2. Марковскиецепи в прогнозирование учебного процесса

Проанализируем вероятность окончания ВУЗа студентомпри традиционной форме обучения. Процесс получения образования опишем втерминах поглощающих Марковских цепей[2].

Пусть s1, …, s5 – состояния «Первокурсник», …, «Пятикурсник», s6 – «Отчислен», s7 – «Получил диплом». Вероятностьзавершения каждого курса: pi,i+1(iÎ

1¸4) = 0.91[3], а вероятность отчисления pi(iÎ1¸5) = 0.09. Тогда матрица переходныхвероятностей {pij} в канонической форме будет иметь вид:

0.09

0.91

0.09

0.91

0.09

0.91

0.09

0.91

0.09

(табл. 1).

При начальных условиях p0,1= 1 вероятность успешного окончанияВУЗа p5-7= 0.61,т.к. из 100 поступивших через 5 лет дипломы получат лишь 61 человек.

Рассмотрим ситуацию придистанционной форме обучения. Обозначения оставим прежними. Матрица переходныхвероятностей {pij} в этом случае имеет другой вид:

0.01

0.1

0.8

0.05

0.03

0.01

0.1

0.8

0.05

0.03

0.01

0.1

0.8

0.06

0.09

0.01

0.1

0.8

0.89

0.01

0.1

(табл. 2).

Выполнив расчеты дляматрицы из таб. 2, получим, что p5-7 = 0.68, а p4-7= 0.25, т.е. уже через четыре годапримерно четвертая часть студентов получат дипломы.

Матрица из табл. 2 можетиспользоваться для анализа вариантов организации дистанционного образования ипрогнозирования характеристик образовательного процесса.

Таким образом, в снижениистоимости образовательного процесса в целом можно выделить три основныхтенденции:

o

разработкуи внедрение информационных систем управления учебным процессом;

o

применениекомпьютерных учебных пособий, существенно снижающих время контактовпреподавателей и студентов;

o

применениедистанционной формы обучения как одной из образовательных технологий,позволяющих не только снизить стоимость обучения, но и сократить время,затрачиваемое студентом на получение образования.

[1]

ISO 9000 — основные понятия, руководство поприменению ISO 9001(модель качества, достигаемого при проектировании,производстве, обслуживании);

[2]

[10] – с.84-86

[3]

Здесь и далее расчетныеданные для иллюстрации модели взяты из работы [11], где автор приводитсравнение вероятности окончания студентами учебных курсов при традиционнойформе обучения и обучения тому же набору дисциплин с использованием системы ДОна примере на основе накопленных статистических данных внедрения системы ДО вДонском институте информатизации.

еще рефераты

Еще работы по педагогике

Реферат по педагогике

Теоретические основы игры дошкольника

29 Августа 2013

Реферат по педагогике

Особенности обучения английскому языку на раннем этапе

29 Августа 2013

Реферат по педагогике

Роль контроля в процессе обучения технологии

29 Августа 2013

Реферат по педагогике

Психолого-педагогическое сопровождение и селекционный отбор по видам спорта старших дошкольников в ДОУ

29 Августа 2013