Субоптимизация учебных планов образовательных программ на основе современных методов обработки информации

Субоптимизация учебных планов образовательных программ на основе современных методов обработки информации

Автор: Вишталь, Артур Геннадьевич

Шифр специальности: 05.13.01

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2007

Место защиты: Ростов-на-Дону

Количество страниц: 205 с. ил.

Артикул: 3383846

Автор: Вишталь, Артур Геннадьевич

Стоимость: 250 руб.

Субоптимизация учебных планов образовательных программ на основе современных методов обработки информации  Субоптимизация учебных планов образовательных программ на основе современных методов обработки информации 

Введение
1 Учебный план образовательной программы как объект исследования.
1.1 Основные документы поддержки задач планирования учебного процесса
1.1.1 Назначение и общая характеристика учебного плана.
1.1.2 Структура построения учебного плана
1.2 Процедура составления учебного плана образовательной программы .
1.2.1 Обобщнная схема планирования учебного процесса
1.2.2 Ограничения на структуру и параметры учебного плана.
1.3 Анализ существующих программных средств поддержки процесса составления учебных планов
1.4 Анализ возможностей формализации критериальной оценки эффективности учебных планов
1.4.1 Проблемы оценки эффективности учебного плана.
1.4.2 Критериальная стратегия решения задачи оптимизации учебного плана.
1.5 Анализ возможностей методов поисковой оптимизации как инструментов построения учебных планов
1.5.1 Точные методы решения задачи оптимального расписания
1.5.2 Приближнные списочные алгоритмы составления оптимальных расписаний
1.5.3 Приближнные эвристические алгоритмы составления оптимальных расписаний
1.6 Эволюционногенетический алгоритм как метод решения экстремальных задач.
1.6.1 Общая характеристика эволюционногенетических алгоритмов
1.6.2 Генетическая модель оптимизируемого объекта
1.6.3 Основные операции функционирования генетического алгоритма. Мутация.
1.6.4 Основные операции функционирования генетического алгоритма. Кроссинговер.
1.6.5 Основные операции функционирования генетического алгоритма. Отбор особей в новое поколение.
1.6.6 Некоторые итоги по перспективам использования ЭГА
1.7 Выводы по первой главе.
2 Эволюционногенетическая модель учебного плана образовательной программы
2.1 Математическая модель учебного плана образовательной программы.
2.1.1 Математическая формализация понятия учебного плана.
2.1.2 Параметры и ограничения учебного плана.
2.2 Критериальная стратегия оценки качества учебного плана.
2.2.1 Общая характеристика подхода.
2.2.2 Оценки равномерности освоения знаний.
2.2.3 Оценка близости зависимых дисциплин
2.2.4 Оценка интенсивности изучения дисциплин
2.2.5 Нормализация частных оценок и построение обобщающего критерия.
2.3 Генетическая модель учебного плана образовательной программы
2.3.1 Возможные концепции построения генетической модели УПОП.
2.3.2 Почасовая генетическая модель
2.3.3 Поэлементная генетическая модель.
2.3.4 Семестровая генетическая модель
2.3.5 Дисциплинарная генетическая модель.
2.3.6 Структура особи на основе ДГМ
2.4 Эволюционногенетическая модель популяций У ПОП
2.4.1 Структура и свойства популяции особей на основе ДГМ
2.4.2 Принцип формирования особей первого поколения
2.4.3 Алгоритм формирования особей первого поколения.
2.4.4 Отбор особей для скрещивания.
2.4.5 Операция кроссинговера
2.5 Перспективы структурнопараметрической модификации ЭГА применительно к задачам субоптимального конструирования УПОП
2.6 Выводы по второй главе
3 Субоптимизация эволюционногенетического алгоритма построения учебных планов.
3.1 Эволюционногенетический алгоритм составления УПОП как объект оптимизации
3.2 Выбор схемы эксперимента по оптимизации ЭГА применительно к задаче построения УПОП.
3.3 Исследование и оптимизация механизма отбора родительских пар
3.3.1 Структура задачи и выбор схемы эксперимента.
3.3.2 Проведение предварительного эксперимента
3.3.3. Обработка и анализ результатов предварительного эксперимента.
3.3.4 Исследование эффективности отбора родительских пар в ЭГА на основе методов ш2, ш3, т4 и т
3.3.5 Исследование эффективности отбора родительских пар в ЭГА на основе методов ш,, ш2, ю3.
3.3.6 Выводы по результатам исследования механизма формирования родительских пар
3.4 Исследование и оптимизация механизма мутации
3.4.1 Постановка задачи.
3.4.2 Проведение исследований.
3.4.4 Выводы по результатам исследования механизма мутации
3.5 Исследование и оптимизация механизма кроссинговера
3.5.1 Постановка задачи и выбор схемы исследования
3.5.2 Поиск оптимального значения поправочного коэффициента.
3.6 Исследование и оптимизация механизма старения.
3.6.1 Выбор структура эксперимента
3.6.2 Проведение исследований.
3.7. Выводы по третьей главе
4. программный комплекс построения субоптимальных учебных планов
образовательных программ
4.1 Общая характеристика информационной системы.
4.1.1 Общая характеристика комплекса
4.1.2 Информационнофункциональная структура комплекса
4.1.3 Интерфейс интерактивного взаимодействия с
4.2 Структурнотопологическая схема УПОП
4.2.1 Общая характеристика структурнотопологической схемы
4.2.2 Функционально ориентированные области СТС.
4.2.3 Сопряжение СТС с официальной формой учебного плана
4.3. Мастер формирования исходных данных для задачи составления УПОП
4.3.1 Объектная модель УПОП как основа для построения МФИД
4.3.2 Система наследования в четырехуровневой объектной модели УПОП
4.3.3 Расширение четырехуровневой объектной модели УПОП.
4.4 Реализация эволюционногенетического алгоритма
субоптимизации УПОП.
4.4.1 Общая характеристика генетического алгоритма оптимизации учебного плана специальности
4.4.2 Объектная модель генетического алгоритма оптимизации учебного плана специальности.
4.4.3 Применение эволюционногенетического алгоритма для субоптимизации реальных учебных планов
4.5 Выводы по четвертой главе.
Заключение.
Приложение А. Результаты исследования эффективности сочетаний методов отбора особей в родительскую пару.
Приложение Б. Результаты исследования эффективности значений
вероятности мутации особи и ген
Приложение В. Результаты исследования операции кроссинговера.
Приложение Г. Результаты исследования механизма старения собей.
Приложение Д. Акты о внедрении результатов исследований в планирование
учебного процесса
Библиографический список.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Описывается структурнотопологическая схема, как инструмент для конструирования и редактирования учебного плана, мастер формирования исходных данных, в основе которого лежит объектноориентированная модель УПОП, и технология программной реализация эволюционногенетического алгоритма. В заключительной части четвертой главы приводятся примеры синтеза субоптимальных структурнотопологических схем реальных учебных планов, построенных с использованием разработанного программного комплекса. Одноступенчатая при которой ведтся подготовка специалистов доминирующего ранее инженерного уровня. Однако, независимо от используемой системы образования, организация образовательного процесса должна рассматриваться как комплексная целевая программа , , а не как совокупность независимых друг от друга дисциплин. Поэтому учебная процесс в вузе должен планироваться как последовательность изучения взаимосвязанных дисциплин. Главными документами, на основании которых организуется учебный процесс в вузе, являются учебные планы образовательных программ УПОП. Учебные планы составляются выпускающими кафедрами для каждого направления и каждой специальности, по которым ведтся подготовка студентов в вузе. Основной задачей УПОП является регламентирование графика всего цикла обучения и его эффективная организация. Этот результат достигается, как исключением неравномерности в учебной нагрузке, т. Разрабатываемые УПОП являются основой для планирования посеместровых занятий кафедры, распределения рабочей нагрузки преподавателей и, в дальнейшем, составления расписания занятий. Основным руководящим документом, на базе которого формируется УПОП является Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования ГОС ВПО ,1. В нем приведены требования к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы по специальности, включающие перечень обязательных дисциплин, их основные дидактические единицы, группы дисциплин, назначаемых вузом, и часы, выделяемые на их освоение. Каждой дисциплине, включнной в стандарт, поставлены в соответствие идентификаторы, позволяющие разделить все дисциплины на группы, называемые учебными циклами и компонентами . В результате, структуру ГОС ВПО в плане разделения дисциплин по циклам и компонентам можно представить табл. Таблица 1. Разделение дисциплин в ГОС ВПО. Как видно из табл. ДС дисциплины специализации, дающие узко направленную подготовку обучаемого в соответствии с потребностями специальности, региона, возможностями кафедры и т. ФТД факультативные дисциплины, дающие возможность вузу и кафедре гибко реагировать на конъюнктуру рынка знаний. Принцип разделения дисциплин по смысловой нагрузке более или менее очевиден. Деление же по компонентам связано с решение задачи, суть которой состоит в совмещении государственного регулирования учебного процесса с региональными задачами и возможностями его реализации. Федеральный компонент составляют дисциплины, перечень которых задатся ГОС ВПО. Они задают определнный базис образовательной программы и обязательны для включения в учебную программу специальности. Для каждой дисциплины из этой группы определен объм учебной нагрузки, который необходимо распределить в учебном плане по семестрам. Смысл регионального компонента состоит в адаптации знаний выпускников, получаемых при изучении дисциплин этого компонента, к потребностям и условиям региона. Смысл выборочного компонента состоит в дополнении учебной программы дисциплинами, определяемыми на основании требований к подготовке выпускников, возможностей кафедр и традиций вуза. При этом стандартом регламентируется только суммарная учебная нагрузка, которую необходимо заполнить дисциплинами каждого цикла региональной и выборочной компонент. Объм и порядок изучения входящих в образовательную программу дисциплин определяются учебным планом. Л.Ы0 . Л У, гъ V Лб гъ П. ГСЭФОВ Лом. Руеапмтикисугыуси аги ез . ГСО Р В Салихг. СЛмвлл с i с . Рис. В такой таблице содержится информация о посеместровом распределении часов, отводимых на изучение каждой дисциплины учебной программы с указанием форм занятий и видов рейтинговых аттестационных мероприятий.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.304, запросов: 244