Собеседование как форма оценивания сформированности компетенций студентов. Прогнозирование успеваемости обучающихся по специальным дисциплинам на основе регрессионных уравнений. Карта формируемой компетенции

Данная статья посвящена проблеме учебно-познавательных компетенций как фактору формирования у студентов наддисциплинарных профессиональных компетенций. Публикация представляет собой анализ учебно-познавательных компетенций, которые должны быть сформированы у студентов для успешного обучения в ВУЗе и дальнейшей профессиональной деятельности. В исследовании реализуется подход к изучению учебно-познавательных компетенций как интегрированного свойства тех структур ментального, субъектного и учебно-познавательного опыта, в которых они проявляются. Учитывая сформированность элементов ментального, субъектного и учебно-познавательного опыта и результаты значимых корреляционных взаимосвязей (r) и значимых различий (по критериям U Манна Уитни и угловое преобразование Фишера) между диагностическими показателями успешных и неуспешных в учебной деятельности студентов, получена большая степень сформированности таких компетенций учебно-познавательной деятельности, как структурирование знаний, ситуативно-адекватная актуализация знаний, расширение приращения накопленных знаний, личностная и предметная рефлексия, саморегулирование, саморазвитие и другие.

ментальный опыт

субъектный опыт

учебно-познавательный опыт

профессиональные компетенции

профессиональные компетенции

1. Горденко Н.В. Формирование академических компетенций студентов ВУЗа [Текст]: автореф. дис. … канд. пед. наук (13.00.08) / Горденко Наталья Владимировна; Ставроп. гос. ун-т. – Ставрополь, 2006. – 26 с

2. Забалуева А.И., Кибальченко И.А., Лызь Н.А. Интегральное развитие учебно-познавательной компетентности студентов: монография. – Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2015. – 111 с.

3. Кибальченко И.А. Взаимосвязь субъектного, ментального и познавательного опыта у лиц с разной успешностью деятельности // Психологический журнал. – М.: Изд-во Академиздатцентр «Наука» РАН, 2010. – № 3. – С. 33-45.

4. Кибальченко И.А. Рефлексивная самооценка учебно-познавательного опыта студентов как характеристика субъекта развития// Личность и бытие: субъектный подход / Материалы научной конференции, посвященной 75-летию со дня рождения члена-корреспондента РАН А.В. Брушлинского, 15–16 октября 2008 г. / отв. ред.: А.Л. Журавлев, В.В. Знаков, З.И. Рябикина. – М.: Изд-во «Институт психологии РАН», 2008. – 608 с.

5. Равен Джон. Компетентность в современном обществе. Выявление, развитие и реализация. – М.: Когито-Центр, 2002. – 400 с.

6. Савин Е.Ю. Понятийный и метакогнитивный опыт как основа интеллектуальной компетентности [Текст]: автореф. дис. … канд. пед. наук (13.00.08) /Савин Евгений Юрьевич; ИП РАН – Москва, 2002. – 24 с.

Цель данной статьи - показать теоретически обоснованную психолого-педагогическую возможность интегрального развития учебно-познавательной компетенции студентов как интегрированного свойства интеллектуально-личностных структур для формирования профессиональных компетенций в процессе их подготовки. В статье делается акцент на актуализации учебно-познавательных компетенций в учебно-познавательном опыте как особом слое целостного опыта, который при определенных условиях интегрируется с субъектным и ментальным опытом в процессе учебно-познавательной деятельности . Учебно-познавательные компетенции понимаются нами как способности личности к познавательной деятельности такого качественного уровня, на котором ею обретаются не только новые знания и соответствующие им умения, но возникает и понимание объекта познания, что обеспечивает качественно новый - интегрированный результат учебно-познавательной деятельности .

Таким образом, можно прогнозировать развитие профессиональных компетенций , проявляемых в целостном опыте решения познавательных и других проблем.

Противоречие между необходимостью развития учебно-познавательных компетенций студентов и преобладанием в процессе их подготовки, преимущественно, внимания к аудиторным занятиям, а не к организации самостоятельной и научно-исследовательской деятельности , что ограничивает возможности, условия для самореализации студентов в процессе профессиональной подготовки, определило проблему данного исследования.

Выборку составили 81 человек - студенты 2-3 курсов. Из них 35 человек вошли в группу с низкой успеваемостью (неуспешные), 46 человек - в группу с высокой успеваемостью (успешные). Описание учебно-познавательных компетенций в интеграционно-дифференционном единстве с субъектным, ментальным и учебно-познавательным опытом как компонентами познавательной триады вложенных форм опыта определило выбор методик и методов исследования: «Сравнение похожих рисунков» Дж. Кагана (когнитивный стиль); «Идеальный компьютер» М.А. Холодной (познавательная позиция); «Формулировка проблем» М.А. Холодной (понятийный опыт); «Конструировании мира» Е.Ю. Савина (способность прогнозировать изменения в условиях); диагностика рефлексивности А.В. Карпова; «Стиль саморегуляции поведения» (В.И. Моросанова); «Рефлексивная самооценка в учебной деятельности» И.А. Кибальченко ; корреляционный метод; критерий U Манна Уитни; угловое преобразование Фишера.

Результаты исследования и их обсуждение

Теоретически учебно-познавательные компетенции обеспечивают освоение опыта, без чего невозможно формирование у обучающихся других видов компетенций, в том числе и профессиональных. В процессе теоретического анализа экспертным путем выделены компетенции (познавательной деятельности, самосовершенствования, интеграции), совокупность которых отражает интеграцию ментального, субъектного и учебно-познавательного опыта студента в учебной деятельности. В свою очередь понятийный и метакогнитивный опыт, являясь основой профессиональной компетенции , выступает связующим звеном между учебно-познавательной компетенцией и профессиональной.

Речь идет не об «узкой компетенции», заключающейся в мере усвоенности некоторого специально-го знания, а «широкой компетенции» - учебно-познавательной. Если рассматривать ее в рамках учебного процесса и за его пределами, то можно говорить о возможности формирования «наддисциплинарной профессиональной компетентности» .

Мы предположили, что в учебно-познавательном опыте студентов, успешных в учебной деятельности, в сравнении с неуспешными студентами, в большей степени будут проявляться компетенции познавательной деятельности, самосовершенствования, а также признаки интеграции характеристик субъектного опыта, учебно-познавательного и ментального как основы профессиональной компетенции. Подтверждение гипотезы даст основание использовать учебно-познавательные компетенции в качестве средства развития студентов как будущих профессионалов.

Приведем результаты исследования в соответствие с изучаемыми, проявляемыми в характеристиках учебно-познавательного, субъектного и ментального форм опыта студентов.

Анализ проявления учебно-познавательных компетенций в ментальном опыте.

При изучении когнитивных стилей как способов сознательного управления собственным интеллектуальным поведением (планированием, прогнозированием, оцениванием, стратегией самообучения и т.д.) по методике Дж. Кагана получены результаты, которые при первоначальных статистических расчётах по критерию U Манна Уитни показали отсутствие различий. Они не обнаружены ни во времени ответов, затрачиваемых группами студентов с высокой и низкой успеваемостью на выполнение заданий, ни в типах когнитивных стилях студентов. Это связано с тем, что типы всех когнитивных стилей (рефлективный, импульсивный, быстрый точный и медленный неточный) в разной степени выраженности присутствуют в данных группах, однако теоретически у студентов с высокой успеваемостью должны преобладать такие когнитивные стили, как рефлексивный и быстрый точный. При этом дальнейший статистический анализ показал, что существуют значимые различия по количеству ошибок, совершённых успешными студентами и неуспешными студентами. Так, неуспешные в учебной деятельности студенты совершают большее число ошибок при принятии решения нежели успешные (U=152,5; р=0,03). Это объясняется тем, что у большинства неуспешных в учебной деятельности студентов имеется тенденция к непродуктивному импульсивному стилю интеллектуального реагирования, а у большей части успешных студентов - к продуктивному рефлективному. Уточняя полученные результаты, было использовано угловое преобразование Фишера. Мы получили, что студенты с низкой успеваемостью значимо отличаются импульсивным стилем (φ* =1.79 при р≤0.03) от студентов с высокой успеваемостью, которые чаще используют рефлективный когнитивный стиль (φ* =3.63 при р≤0.00) и быстрый точный (φ* =2.601при р≤0.00).

То есть успешные студенты все же склонны к более тщательному анализу информации, выдвижению и проверке гипотез при принятии решения. Такие результаты у успешных студентов могут свидетельствовать о некоторых различиях в сравнении с неуспешными студентами в таких учебно-познавательных компетенциях, как продуктивное познание.

Отсутствие различий по использованию медленного неточного когнитивного стиля (φ* =0.562 - различий нет) студентами обеих групп определяют перспективу исследования.

По методике «Идеальный компьютер», направленной на изучение познавательной позиции как составляющей метакогнитивного опыта студентов в структуре ментального, показало, что 51 % успешных студентов, 47 % неуспешных студентов имеют открытую познавательную позицию, остальные - закрытую. То есть почти у половины студентов познание направлено не только на себя, но и на окружающий мир, они стремятся осмыслить мир целостно, объективно, в обобщённых категориях. Это указывает и на недостатки сформированности компетенций познавательной деятельности у неуспешных студентов, что можно объяснить недостатками сформированности у них открытой познавательной позиции по отношению к получаемым знаниям.

При этом отсутствуют различия в общем количестве вопросов, заданных студентами с разной успешностью обучения по методике «Формулировка проблем». Однако обнаружены значимые различия в том, что успешные студенты, в отличие от неуспешных, склонны задавать категориальные вопросы, связанные с предназначением человека в этом мире (U=200; р=0,04).

Следовательно, успешные в учебной деятельности студенты стремятся оперировать обобщёнными категориями, в то время как неуспешные осмысливают мир в конкретных терминах.

При использовании методики «Конструировании мира», направленной на изучение способностей студентов прогнозировать изменения в условиях, отличающихся от реальных, показало, что «миры», сконструированные успешными студентами, в отличие от неуспешных студентов, предлагают значимо больше аспектов в нереальном мире (U=155,5; р=0,01). Также академически успешные студенты способны дать обоснование существования того или иного мира с позиции знаний, приобретаемых в процессе профессиональной подготовки, по сравнению с неуспешными студентами (U=159; р=0,02). Эти данные свидетельствуют о том, что успешные студенты по сравнению с неуспешными студентами обладают большей познавательной готовностью к размышлению о подобных парадоксальных явлениях в жизни и профессиональной деятельности.

Следовательно, подобная интеллектуальная активность в виде прогнозирования «невозможной ситуации» является свойством сформированных учебно-познавательных компетенций с опорой на понятийные знания у успешных в учебной деятельности студентов. Такая активность отражает креативные навыки продуктивной деятельности в целом. Изучение характеристик понятийного опыта в структуре ментального опыта студентов показало, что все студенты способны к генерированию идей, но она осуществляется у них на различных уровнях по степени обобщённости. Так, успешные студенты по сравнению с неуспешными в учебной деятельности студентами (U=253; р=0,02) формулируют сложные проблемы и на более обобщённом уровне, причем в контексте профессиональных ситуаций. Это указывает на проявление таких компетенций самосовершенствования, как языковое и речевое развитие, необходимых и в учебной, и в профессиональной деятельности.

Изучение эмоционально-оценочных впечатлений, как составляющих понятийного опыта (а он в свою очередь является основанием всего опыта студентов в целом), выявило снижение интенсивности сенсорно-чувственных впечатлений в группе неуспешных в учебной деятельности студентов по сравнению с успешными (U=174,5; р=0,04), что означает снижение у них эффективности репрезентации понятий, а также минимальную меру дифференцированности эмоционально-оценочных впечатлений в учебной деятельности.

У успешных в учебной деятельности студентов, напротив, имеется максимальная мера дифференцированности эмоционально-оценочных впечатлений, что выражается в использовании ими для описания задачи большего количества актуальных шкал, включающих и учебный, и профессиональный контекст. Кроме этого, успешные студенты обладают достаточной интенсивностью эмоционально-оценочных впечатлений и достаточной включённостью в задание для эффективного и объективного представления содержания понятия.

Таким образом, у успешных в учебной деятельности студентов в характеристиках ментального опыта в большей степени проявляются компетенции самосовершенствования, то есть учебно-познавательные компетенции во взаимосвязи с профессиональными.

Анализ проявления учебно-познавательных компетенций в субъектном опыте.

Академически успешные студенты отличаются тем, что при среднем и высоком уровне рефлексивности (по методике А.В. Карпова) они адекватно оценивают свои знания, умения саморегуляции, познавательный интерес, которыми руководствуются, совершая процесс обучения. Это подтверждается наличием значимой корреляционной связи между уровнем рефлексивности и рефлексивной самооценкой у успешных студентов (r s =0,4 при р=0,003). Полученный результат указывает на проявления компетенций самосовершенствования (личностной и предметной рефлексии) у академически успешных студентов.

При этом для 41 % успешных студентов и 29 % неуспешных студентов характерен интернальный тип контроля. То есть большее количество успешных студентов осуществляют высокий субъективный контроль над своей учебно-познавательной и другими видами деятельности. Они склонны полагать, что большинство событий, происходящих в их жизни, является результатом их собственных действий, что этими действиями они могут управлять, они чувствуют свою собственную ответственность за свою деятельность и жизнь в целом. Студенты с высокой успеваемостью (94 %) отличаются от студентов с низкой успеваемостью (26 %) тем, что они значимо преуспевают (φ* = 7.7, р ≤ 0.00) в использовании регуляторных психических функций. Количество ошибок рефлексии у студентов с низкой успеваемостью объясняет репродуктивность позиции в учебной деятельности и недооценку своих поступков и перспектив.

Кроме этого, у них сформированы такие компетенции самосовершенствования, саморазвития и интеграции, как навыки самоконтроля, способность отслеживать каждое своё действие, структурирование знаний, ситуативно-адекватная актуализация знаний, расширение приращения накопленных знаний. То есть на основе сформированных учебно-познавательных компетенций они умеют выбрать определённый способ действия, который поможет встроить новые полученные знания в уже имеющуюся систему представлений и систему опыта.

Анализ проявления учебно-познавательных компетенций в учебно-познавательном опыте . При изучении рефлексивной самооценки как элемента рефлексивно-оценочного компонента учебно-познавательного опыта (по методике Кибальченко И.А.) получено, что успешные студенты значимо чаще демонстрируют сформированность компетенций учебно-познавательной деятельности (φ*эмп.=5,012, р≤0.00), самосовершенствования и саморегуляции (φ*эмп. = 2,79, р ≤ 0.00). Но такой эффект наблюдается не у всех студентов. Эти данные согласуются с наличием у них корреляционной связи между характеристиками ментального опыта и уровнем рефлексивности как характеристики субъектного опыта (rs=0,5; р=0,002), что отражает у успешных студентов признаки интеграции трех форм опыта, учебно-познавательных компетенций и дает основание рассматривать их как средство развития профессиональных компетенций.

Выводы и заключение

В процессе исследования получено, что у успешных в учебной деятельности студентов в отличие от неуспешных в большей степени сформированы учебно-познавательные компетенции, которые демонстрируются студентами в таких формах опыта, как учебно-познавательный, ментальный и субъектный.

В субъектном опыте в этой группе сформированы компетенции самоконтроля, способность отслеживать каждое своё действие, личностная и предметная рефлексия.

В ментальном опыте сформированы компетенции структурирования знаний, ситуативно-адекватной актуализации знаний, расширения приращения накопленных знаний, языкового и речевого развития, креативности и продуктивной деятельности.

В учебно-познавательном опыте сформированы компетенции в виде рефлексивной самооценки учебной деятельности как способности перехода студентов в позицию самосознания, рефлексивного отображения самого себя и других, которая, нужно учесть, «вырастает» из рефлексивности и рефлексивного когнитивного стиля как характеристик субъектного и ментального опыта студентов.

В группе успешных студентов три формы опыта образуют интегрированное единство - познавательную триаду опыта, что, с одной стороны, отражает сформированность и интегрированность характеристик учебно-познавательных компетенций (компетенции познавательной деятельности, саморазвития и интеграции), с другой стороны, - высокий уровень развития, согласованность и вложенность учебно-познавательного, ментального и субъектного опыта, их адекватную рефлексию и интеграцию. Иначе говоря, у академически успешных студентов сформированы учебно-познавательные компетенции для преобразования имеющихся форм опыта (познавательного, ментального, субъектного и др.) в качественно новый опыт (в том числе профессиональный) на уровне ценностно-смыслового принятия, самосовершенствования и саморазвития в процессе учебно-познавательной деятельности.

На основе сформированных учебно-познавательных компетенций студенты могут осознанно осуществлять учебно-познавательную деятельность, способны выбрать определённый способ действия, который не только приведёт к желаемому результату, но и поможет встроить новые полученные знания в уже имеющуюся систему представлений о будущей профессиональной деятельности. Они способны к рефлексивной самооценке познавательной деятельности, в результате которой формируются не только сонаправленные знания и умения, но и понимание объекта познания, смысловые ориентации и т.д.

В связи с этим студенты готовы и способны построить образ и способы предстоящей профессиональной деятельности, отрефлексировать, понять и проконтролировать процесс познания.

Исследование показало, что изучение и формирование учебно-познавательных компетенций заключается в том, что они являются детерминантой преобразования профессиональных компетенций. С позиций исследования формирование учебно-познавательной компетенции необходимо осуществлять во взаимосвязи с учебно-познавательным, ментальным и субъектным опытом как познавательной триадой опыта субъекта не только учебно-познавательной, но и профессиональной деятельности.

Результаты исследования могут стать основанием как для развития теории компетентностного подхода в педагогике и формирования целостного опыта личности, так и в практическом плане для совершенствования подготовки студента как компетентного профессионала, готового и способного к самоуправлению, саморазвитию, самосовершенствованию.

Библиографическая ссылка

В современных условиях остро стоит проблема разработки контрольно-оценочных, измерительных, мониторинговых средств, позволяющих диагностировать уровень формирования компетенций студентов в вузе. Традиционная оценочная система не может диагностировать компетенции студента, отражая лишь их знаниевый компонент. Авторами представлена методика диагностики компетенций на основе результативности деятельности студентов в ходе профессиональной подготовки в вузе. Представленная методика, основываясь на компетентностной парадигме, использует квалиметрический подход к оцениванию профессиональных и общекультурных компетенций студента в течение всего периода обучения. В статье описана накопительная система оценки компетенций, критерии, уровни сформированности и методы их оценивания, позволяющие осуществить диагностику образовательной деятельности. Данная статья предназначена для педагогов высшего образования, руководителей подразделений вуза, методических отделов, исследователей, занимающихся вопросами диагностики образовательной деятельности.

высшее образование

компетенции

уровни формирования компетенций

диагностика

профессиональный профиль

1. Байденко В.И. Компетенции в профессиональном образовании: (к освоению компетентностного подхода): метод. пособие. / В.И. Байденко. – М.: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 2005. – 114 с.

2. Гильмеева Р.Х., Мухаметзянова Ф.Ш., Мухаметзянова Л.Ю., Тихонова Л.П., Шайхутдинова Г.А. Программно-методическое обеспечение формирования общей культуры и гуманитарной образованности студентов профессиональной школы в условиях новых Государственных образовательных стандартов: учебно-методическое пособие. / Г.А. Шайхутдинова – Казань: Издательство «Данис» ФГНУ «ИПППО» РАО, 2012. – 164 с.

3. Ефремова Н.Ф. Подходы к оцениванию компетенций в высшем образовании: учебное пособие / Н.Ф. Ефремова. – М.: Исследовательский центр. Проблема качества подготовки специалистов, 2010. – 216 с.

4. Зимняя И.А. Ключевые компетенции – новая парадигма образования / И.А. Зимняя // Высшее образование сегодня. – 2003. – № 5. – 39 с.

5. Мухаметзянова Г.В. Профессиональное образование: системный взгляд на проблему: Монография. / Г.В. Мухаметзянова – Казань: Идел-пресс, 2008. – 608 с.

6. Прокофьева Е.Н. Интегративная игра в формировании профессиональных компетенций у бакалавров профиля «Защита в чрезвычайных ситуациях» / Е.Н. Прокофьева // Казанский педагогический журнал. – 2012. – № 4 (49). – С. 33–38.

7. Субетто А.И. Онтология и эпистемология компетентностного подхода, классификация и квалиметрия компетенций. / А.И. Субетто. СПб. – М.: Исследоват. центр проблем кач-ва под-ки спец-ов, 2006. – 72 с.

8. Храпаль Л.Р. Диагностический инструментарий по выявлению уровня модернизированности этнокультурной идентичности будущего специалиста / Л.Р. Храпаль // Высшее образование сегодня. – 2010. – № 9. – С. 88–90.

9. Хуторской А.В. Ключевые компетенции. Технология конструирования // Народное образование. – 2003. – № 5. – С. 55–61.

10. Шадриков В.Д. Новая модель специалиста: инновационная подготовка и компетентностный подход / В.Д. Шадриков // Высшее образование сегодня. – 2004. – № 8. – С. 26–31.

Основной целью современного высшего образования является подготовка квалифицированного специалиста (бакалавра, магистра, аспиранта), готового к деятельности и профессиональному росту, обладающего социальной и профессиональной мобильностью, способного к адаптации в изменяющихся внешних условиях. Компетенция характеризует специфику профессиональной деятельности и качество профессиональной подготовки современного выпускника вуза. Значительным элементом компетенции является опыт - интеграция в единое целое достигнутых человеком единичных действий, способов и приемов решения задач. Выражение профессиональных компетенций предполагает постоянное обновление и рост профессиональных знаний, освоение новой информации для успешного решения профессиональных задач у студентов вуза. Впервые в образовании ставится вопрос о преемственности развития компетенций по стадиям обучения, требуется учет специфических компетенций для каждого направления профессиональной подготовки .

В текущих условиях компетентностной парадигмы существенно меняются формы обучения, происходит смещение в сторону использования активных и проблемных методов обучения, где студент может проявить свои способности в полной мере, то есть на первый план выходит задача оценивания деятельных характеристик обучения и личностных качеств студента. Соответственно возникает необходимость в такой оценочной системе, которая бы могла интегрировать все методы, способы, формы оценки и иметь накопительный характер в течение всего периода обучения . Требуется изменение системы контроля знаний студентов в вузе, разработка такой оценочной системы, которая бы адекватно отражала процесс формирования профессиональных и общекультурных компетенций, как результата высшего образования, определяемого способностью и готовностью выпускника выполнять профессиональные и социальные действия в выбранной предметной области.

Несмотря на значительное количество педагогических исследований в области формирования профессиональных компетенций и в области стандартизации и оценки качества образования на основе компетентностного подхода , квалификационные требования к современному специалисту со стороны работодателей еще находятся на этапе формирования, в то время, как процесс обучения уже построен на формировании профессиональных и общекультурных компетенций, установленных образовательным стандартом. Кроме того, разработки по универсальной оценочной системе для профессиональных и общекультурных компетенций студента в вузе на настоящий момент отсутствуют.

Компетенции, с помощью которых описываются результаты обучения, представляют собой совокупность знаний, умений, навыков, а также способностей и личностных качеств, которые выпускник сможет продемонстрировать, получив диплом бакалавра или магистра. Общее понятие профессиональной компетентности рассматривается с точки зрения конкурентоспособности специалиста на рынке труда, ответа на запросы работодателя, готовности качественно выполнять определенные действия.

Особенность компетенции, как результата образования, состоит в том, что она: является интегрированным результатом обучения, проявляется и существует в форме деятельности, а не информации о ней; связана со значительным количеством объектов действия, наращивается совместно с другими компетенциями, формируя профессиональную компетентность; компетенция, как действие, проявляется не автоматически, а осознанно и многократно проявляясь, образует профессиональный опыт. Компетентностный подход в большей степени направлен на достижение качества подготовки, отвечающего экономическим и социальным общественным потребностям, создавая баланс между востребованностью на рынке труда и интересами и профессиональной реализацией личности.

Для оценки профессиональных и общекультурных компетенций, нами предлагается использовать квалиметрический подход, обеспечивающий измерения в числовой форме или в условных показателях; включающий сочетание методов исследования, нацеленных на получение разносторонних сведений об объекте, отслеживание динамики изменения его показателей и анализ возможных отклонений и обеспечивающий переход от качественного, одностороннего описания явлений к объективным, точным методам проверки и обобщению результатов обучения студентов.

1 шаг. Определение профессиональных и общекультурных компетенций и их структуры по направлению обучения;

2 шаг. Определение методов формирования профессиональных и общекультурных компетенций для каждой учебной дисциплины;

3 шаг. Формирование базы контрольно-оценочных средств диагностики профессиональных и общекультурных компетенций для каждой учебной дисциплины;

4 шаг. Формирование профессионального профиля студента вуза, включающего интегрированную оценку всех профессиональных и общекультурных компетенций.

5 шаг. Анализ результатов диагностики профессиональных и общекультурных компетенций с позиций студента, преподавателя, администрации вуза, работодателя.

Данный алгоритм реализует структурирующую функцию (учет требований стандарта, работодателя, администрации вуза) к целям и содержанию обучения, контрольную функцию (разработку контрольных оценочных средств, их информационное обеспечение и непрерывный мониторинг) и управляющую функцию (на основе корректировки процесса освоения учебного материала дисциплины по результатам диагностики компетенций).

Мера компетенции - применение на практике знаний, умений, навыков в условиях лимита времени, дополненная личностными качествами - мотивацией, дисциплинированностью, организованностью, целеустремленностью и др.

На начальном этапе разработки диагностического инструментария необходимо для каждого направления обучения проанализировать ФГОС и выделить типы деятельности и набор профессиональных и общекультурных компетенций, необходимых для их освоения. Мы предлагаем в качестве структурных компонент профессиональных компетенций: когнитивный (полнота и обобщенность профессиональных знаний), деятельностный (развитие и формирование профессиональных умений, навыков), коммуникативный (умение работать в коллективе, принимать управленческие решения), аксиологический (нравственно-ценностные позиции) компоненты, которые могут формироваться на трех оценочных уровнях - низком (репродуктивная деятельность), среднем (самостоятельная продуктивная деятельность), высоком (самостоятельная творческая деятельность) .

Вторым этапом алгоритма диагностики компетенций является определение содержания обучения по каждой дисциплине и совокупности педагогических форм, методов и технологий, способствующих формированию профессиональных и общекультурных компетенций. Компетенции выпускника должны позволить ему успешно работать в избранной профессиональной сфере, приобрести социально-личностные и общекультурные качества, способствующие его социальной мобильности и устойчивости на рынке труда. В подготовке современных выпускников ведущими формами выступают активные методы обучения, которые воссоздают не только предметное, но и социальное содержание будущей профессиональной деятельности. В течение обучения студент непременно должен выполнять точные действия в квазипрофессиональной среде, схожие с теми, которые будут иметь место в его профессиональной деятельности. Особенно успешным применение активных методов, как педагогических технологий, с нашей точки зрения, может быть после производственных практик, где студенты получают конкретные знания по состоянию предприятий, территорий региона, имеют возможность работать с нормативной документацией, осваивают рабочие места.

Безусловно, свой вклад в данную оценку вносит и уровень сформированности компетенций в традиционном обучении (лекции, практика, лабораторные работы, семинары), личностное развитие обучаемого, внешние факторы и др. Однако, эмпирические наблюдения за студентами в ходе профессиональной подготовки демонстрируют повышение заинтересованности и профессиональной направленности, овладение профессиональными терминами, способами общения и взаимодействия, именно в рамках активных методов обучения.

Для каждого вида занятий, разработанных в рамках учебного плана и программы дисциплины, сформированного набора педагогических технологий, необходимо определить способ оценки компетенций.

Компетенции, как таковые, имеют когнитивную (знание и понимание профессионально значимой информации), деятельностную (знание, как действовать) и личностную (знание, как быть) основу. Достижения бакалавров представляют собой количественные и качественные показатели освоения имитационной профессиональной деятельности и отражают процесс развития и движение к цели профессиональной подготовки - высокому уровню компетенций. Следовательно, к результатам формирования профессиональных и общекультурных компетенций следует относить освоенные компетенции, ценностные отношения, сформированные личностные качества.

Когнитивную и частично деятельностную основу компетенций, формируемых в рамках лекционных, практических и лабораторных занятий, можно проверить с помощью традиционных оценочных средств: устных и письменных опросов, самостоятельных и контрольных работ, системы тестовых заданий для входного, текущего и итогового видов контроля с учетом целей диагностики. Тестовые задания строятся с учетом таксономии целей с использованием проблемных и ситуационных задач.

В рамках активных методов обучения (деловые игры, проектные методы и прочее) нами рекомендуется использование экспертной оценки профессиональных и общекультурных компетенций, как способа диагностики действий студентов (проявления компетенции). Каждой компетенции, проявляемой студентом, ставится в соответствие действие или событие, фиксируемое экспертом, кроме того, оценивается также и конечный результат задания (цель активного метода - разработанный проект или достигнутый уровень, решенная проблема). Соответственно, каждое действие студента должно фиксироваться в специальной карте компетенций, где учитывается, кроме проявленного уровня (низкий, средний высокий) еще и личностный вклад, то есть, проявлена ли эта компетенция в самостоятельной или в групповой деятельности.

Для определения уровня профессиональных и общекультурных компетенций в ходе активных методов обучения необходимо в среднем 5 прецедентов, позволяющих произвести диагностику. Общий результат по теоретическому и практическому освоению дисциплины накапливается в специально организованной автоматизированной базе данных, позволяющей осуществить анализ пробелов обучения для их своевременной коррекции (как для студента, так и для преподавателя).

Профессиональный профиль студента нами предлагается построить для каждого направления подготовки на основе установленных стандартом профессиональных и общекультурных компетенций. Идеальное состояние - достижение высокого уровня (самостоятельной творческой деятельности) по всем компонентам выделенных компетенций считать за профессиональный профиль, например, если в рамках рассмотренного направления и профиля подготовки формируются профессиональные компетенции (ПК1-ПК18) и общекультурные компетенции (ОК1-ОК11), то профессиональный профиль можно представить в виде 100 % соответствия (рисунок).

Соответствие уровня профессиональных и общекультурных компетенций студента профилю профессии для студента

По результатам освоения каждой дисциплины, после каждой контрольной процедуры происходит заполнение базы данных. Накопительная оценка студента представляет собой аддитивную оценку всех его действий в рамках одной дисциплины. Каждая дисциплина и ее контрольные этапы имеют определенный удельный вес (процент участия) в формировании тех или иных профессиональных и общекультурных компетенций. Суммарный результат по всем дисциплинам в ходе всего обучения накапливается в личной базе студента, где по итогам семестра определяется соответствие студента профилю профессии.

На заключительном этапе предлагаемого алгоритма диагностики профессиональных и общекультурных компетенций проводится анализ результативности обучения на уровне каждого студента, студенческой группы, изучаемой дисциплины в ходе выбранных временных промежутков (неделя обучения, семестр, учебный год, весь период обучения) для объективного анализа и возможной корректировки процесса обучения.

Опытно-экспериментальное внедрение предлагаемого диагностического инструментария в педагогическую практику Казанского национального исследовательского технического университета им. А.Н. Туполева (для выпускающей кафедры (промышленной и экологической безопасности) и общеобразовательной кафедры (вычислительной математики)) продемонстрировало ее эффективность, определяемую:

Обновлением содержания дисциплин, в соответствии с требованиями ФГОС и работодателей в современных условиях, что усиливает профессиональную направленность образования;

Подбором продуктивных педагогических технологий с использованием активных и интерактивных методов обучения для формирования выделенных профессиональных компетенций;

Совершенствованием контрольных оценочных средств дисциплины;

Автоматизацией системы сбора, хранения и анализа информации;

Прозрачностью учебного процесса для администрации вуза;

Усилением мотивации и повышением успеваемости студентов, участвующих в эксперименте, в среднем на 28 %.

Использование данной оценочной системы позволяет:

Получить оценку достижения компетенций индивидуально каждым студентом по каждой дисциплине, теме и виду занятий;

Определить индивидуальные качества каждого студента, их профессиональную пригодность, личностные качества, такие как: работа в группе, поведение и умение работать в команде, лидерские качества и т.д.;

Диагностировать пробелы в усвоении студентами знаний, умений, навыков во время традиционного обучения и компетенций в ходе активных методов обучения и осуществить их своевременную коррекцию;

Получить полную информацию о профессиональных навыках студента администрации вуза и потенциальным работодателям.

Современные условия образовательной деятельности предполагают, что его результатом станет не количество знаний, полученных студентом, а его способность и готовность работать в выбранной профессиональной сфере, конкурентоспособность на рынке труда.

Определение методики диагностики компетенций выпускника вуза, необходимых критериев и характеристик с использованием информационных автоматизированных средств дает возможность преподавателю осуществить мониторинг собственной деятельности и деятельности студента, определяя необходимые для корректировки аспекты.

Для студента в ходе диагностики профессиональных компетенций происходит процесс моделирования собственной профессиональной деятельности, а также вырабатывается стратегия профессиональной подготовки в вузе в зависимости от выбранного профиля будущей деятельности. А также в ходе диагностики у студентов формируется система ценностей, которая характеризует цельность личности, настойчивость в достижении поставленных перед собой целей, отношение к себе, к познанию, к своей будущей профессии.

Вступление России в Болонский процесс и изменение модели высшей школы предполагают смещение акцентов с содержания образования на его результаты, которые должны стать прозрачными и для самого выпускника, преподавателей и администрации вуза и для работодателя. Работодатель должен быть осведомлен об успехах бакалавра или магистра в образовании, его способностях применять свои профессиональные знания, умения, навыки на практике для определения рабочего места и вида профессиональной деятельности. Предлагаемая методика является универсальным диагностическим инструментом, имеет возможность адаптации к любому направлению подготовки в системе высшего образования, легка в применении, имеет возможность встраивания в информационную систему университета.

Грязнов А.Н., д.псх.н., профессор, главный научный сотрудник, ФГНУ «Институт педагогики и психологии профессионального образования» РАО, г. Казань;

Гильмеева Р.Х., д.п.н., профессор, заведующая лабораторией гуманитарной подготовки в профессиональном образовании, ФГНУ «Институт педагогики и психологии профессионального образования» РАО, г. Казань.

Работа поступила в редакцию 19.02.2015.

Библиографическая ссылка

Выходные данные сборника:

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ АКАДЕМИЧЕСКОЙ УСПЕВАЕМОСТИ И КОМПЕТЕНЦИЙ СТУДЕНТОВ

Штакк Екатерина Анатольевна

Афанасьева Лидия Глебовна

доцент, МГОУ, г. Москва

Козырева Елена Николаевна

ст. преподаватель, МГОУ, г. Москва

Важнейшими требованиями высшего профессионального образования к результатам освоения основных образовательных программ бакалавриата (специалитета), является уровень владения общекультурными и профессиональными компетенциями. В профессиональном образовании компетенция определяется как мера соответствия знаний, умений и опыта лиц определенного социально – профессионального статуса реальному уровню сложности выполняемых ими задач и решаемых проблем. Одним из важнейших показателей компетентности студентов является академическая успеваемость.

Известно, что уровень академической успеваемости и компетенций определяется не только содержанием обучения, образовательными технологиями, но и физиологическими показателями .

Ряд работ авторов указывает, на более сложную «природу» обучаемости и успеваемости студентов. Так, результаты исследований показали, что академическая успеваемость зависит от индивидуально-типологических характеристик личности, исходного уровня познавательной мотивации и степени адаптации к учебному процессу . Доказано, основой академической успеваемости составляют знания, умения и навыки приобретение и образование которых происходит индивидуально по нейрофизиологическим механизмам .

Обучение (как когнитивный процесс) и академическая успеваемость (как характеристика процесса обучаемости и обученности характеризуются количественными, качественными и временными характеристиками (QQT). Q(quality) качество – объем запоминаемой информации, количество, Q(quantity) – количество – мера определяющая объем информации необходимой для запоминания – объем запоминаемой информации (долговременная память) и Т – (time) - субъективный показатель характеризующий отношение объема запоминаемого материала копределенному времени. Эти характеристики лабильны, и существенно зависят от психофизиологических свойств обучаемого и условий обучения.

Исследования проведенные зарубежными исследователями по оценке образовательных достижений PISA(Programmе forInternationalStudentAssessment), показали, что более высокий уровень академической успеваемости и компетентности в области решения задач, показали те испытуемые, которые неизвестны обучающимся, и становятся проблемой при поиске решения . Можно сказать, что в развитии компетенции важную роль играет именно исследовательское поведение. Еще в 1957 г зарубежными исследователями Дембер и Эрл основали теорию исследовательского поведения, согласно которой человек, всегда выбирает более сложные пути для решения задач. Согласно этой теории компетентность развивается в процессе исследования окружающего мира . Сегодня, результаты этой теории вполне согласуются с требованиями, предъявляемыми к выпускнику: конкурентоспособность специалистов, и возможность работать на уровне мировых стандартов во многом определяются именно аналитическим мышлением.

Результаты проведенных исследований показали положительные высокие корреляции между физиологическими параметрами и успеваемостью студентов . Полученные нами исследования, углубляют данные о том, что степень освоения учебным материалом и уровень академической успеваемости и компетености студентов зависит от исходной познавательной мотивации, и определяются наиболее оптимальными параметрами психомоторных и когнитивных функций. Достоверно показано, что у студентов с хорошей успеваемостью показатели умственной работоспособности 82,9±1,7 % (успешность ответов) выше, чем у студентов с низкой мотивацией и успеваемостью 77,4±1,9 % (p<0,05). Увеличение латентного 310,1±11,0 мс и моторного времени 206,0±15,1 мс (р<0,05) психомоторных функций (сложная сенсомоторная реакция) у студентов с низким уровнем академической успеваемости по сравнению со студентами с высоким уровнем успеваемости, (среднее латентное время 277,5±5,3 мс, и среднее моторное время - 141,0±3,9 мс, р<0,05), свидетельствует об активном включении дифференцировочного торможения, и о развитии в центральной нервной системе утомления, приводящего к ослаблению психических процессов (внимания, памяти). Известно так же и то, что соотношение силы, уравновешенности и подвижности нервных процессов определяет типологические особенности высшей нервной деятельности человека, однако эти процессы пластичны и легко изменяются под влиянием различных факторов (стимулов) .

Результаты исследования свойств нервной системы показали, наличие статистически достоверных различий во времени реакции. Средний период воспроизводимого темпа у студентов успевающих на «хорошо» и «отлично», составил 156,7±23,4 мс, чем у студентов удовлетворительно успевающих - 164, 1±27,1 мс. (p<0,05).

Рис 1. Динамика нервных процессов студентов с разным уровнем академической успеваемости.

Результаты кластерного анализа (рис. 1), позволили установить следующие особенности скорости нервных процессов у студентов. Темп воспроизводимого теста у студентов с хорошей академической успеваемостью характеризуется от снижения к нарастанию, (среднесильный и сильный тип) (кластер 1, 2), у студентов с низкой успеваемостью наблюдается снижение темпа от максимального до минимального (среднеслабый и слабый тип), (кластер 3, 4). Можно сделать вывод о том, что подвижность нервных процессов является одним из критериев «качества» обучения, к которому предъявляется основное требование – быстрая переключаемость психических функций человека.

Полученные результаты, позволяют сделать вывод, что временные, качественные и количественные параметры физиологических показателей психомоторных и когнитивных функций при заданных временных интервалах представляет собой коэффициент академической успеваемости - показатель, при котором возможно овладение федеральным государственным образовательным стандартом (ФГОС).В зависимости от целей и задач исследования коэффициент академической успеваемости будет существенно отличаться у специалистов технического, естественнонаучного и гуманитарного профилей.

Применяя статистические методы прогноза, можно оценить результаты академической успеваемости и эффективность образовательных программ и технологий.

Список литературы:

1. Викторова И. Г. Личностные и индивидуальные особенности студентов осваивающих различные образовательные программы: дис. … канд. псих. наук / Викторова И. Г. – Санкт-Петербург, 2003 – 169 с.
2. Воробьева Е. В. Психофизиологические основы эффективности учебной деятельности студентов медицинского вуза на этапе освоения фундаментальных дисциплин: дис. … канд. биол. наук / Воробьева Е. В. – Волгоград, 2001 – 153 с.
3. Залилов Р. Ю. Результативность учебной деятельности студентов в зависимости от состояния физиологических функций и психофизиологических особенностей: дис. … канд. биол. наук / Залилов Р. Ю. – Москва, 2001 – 142 с.
4. Ильин Е. П. Дифференциальная психофизиология. – Спб.: Питер 2001 – 464 с.
5. Котляр Б. И. Нейробиологические основы обучения. М.: Наука. – 1989.
6. Мотивация поведения: биологические, когнитивные и социальные аспекты / Р. Фрэнкин. – 5-е изд. – Спб.: Питер, 2003. – 651 с.
7. Темняткина О. В. Оценка результатов образования обучающихся ОУ НПО и СПО на основе компетентностного подхода.Методическое пособие. Екатеринбург, ИРРО, 2009. – 80 с.
8. Шульговский В. В. Физиология высшей нервной деятельности с основами нейробиологии: Учебник дл студ. биол. специальностей вузов / Валерий Викторович Шульговский. – М.: Изд-во Академия, 2003. - 464 с.

Первый уровень : Результаты обучения студентов свидетельствуют об усвоении ими некоторых элементарных знаний основных вопросов по дисциплине. Допущенные ошибки и неточности показывают, что студенты не овладели необходимой системой знаний по дисциплине.

Второй уровень : Достигнутый уровень оценки результатов обучения показывает, что студенты обладают необходимой системой знаний и владеют некоторыми умениями по дисциплине. Студенты способны понимать и интерпретировать освоенную информацию, что является основой успешного формирования умений и навыков для решения практико-ориентированных задач.

Третий уровень : Студенты продемонстрировали результаты на уровне осознанного владения учебным материалом и учебными умениями, навыками и способами деятельности по дисциплине. Студенты способны анализировать, проводить сравнение и обоснование выбора методов решения заданий в практико-ориентированных ситуациях.

Четвертый уровень : Достигнутый уровень оценки результатов обучения студентов по дисциплине является основой для формирования общекультурных и профессиональных компетенций, соответствующих требованиям ФГОС. Студенты способны использовать сведения из различных источников для успешного исследования и поиска решения в нестандартных практико-ориентированных ситуациях.

Шкала оценивания

Уровень освоения сформированности знаний, умений и навыков

Уровень освоения сформированности знаний, умений и навыков по дисциплине оценивается в форме бальной отметки:

"Отлично" заслуживает студент, обнаруживший всестороннее, систематическое и глубокое знание учебно-программного материала, умение свободно выполнять задания, предусмотренные программой, усвоивший основную и знакомый с дополнительной литературой, рекомендованной программой. Как правило, оценка "отлично" выставляется студентам, усвоившим взаимосвязь основных понятий дисциплины в их значении для приобретаемой профессии, проявившим творческие способности в понимании, изложении и использовании учебно-программного материала.

"Хорошо" заслуживает студент обнаруживший полное знание учебно-программного материала, успешно выполняющий предусмотренные в программе задания, усвоивший основную литературу, рекомендованную в программе. Как правило, оценка "хорошо" выставляется студентам, показавшим систематический характер знаний по дисциплине и способным к их самостоятельному пополнению и обновлению в ходе дальнейшей учебной работы и профессиональной деятельности.

"Удовлетворительно" заслуживает студент, обнаруживший знания основного учебно-программного материала в объеме, необходимом для дальнейшей учебы и предстоящей работы по специальности, справляющийся с выполнением заданий, предусмотренных программой, знакомый с основной литературой, рекомендованной программой. Как правило, оценка "удовлетворительно" выставляется студентам, допустившим погрешности в ответе на экзамене и при выполнении экзаменационных заданий, но обладающим необходимыми знаниями для их устранения под руководством преподавателя.

"Неудовлетворительно" выставляется студенту, обнаружившему пробелы в знаниях основного учебно-программного материала, допустившему принципиальные ошибки в выполнении предусмотренных программой заданий. Как правило, оценка "неудовлетворительно" ставится студентам, которые не могут продолжить обучение или приступить к профессиональной деятельности по окончании вуза без дополнительных занятий по соответствующей дисциплине.

Оценка «зачтено» выставляется студенту, который прочно усвоил предусмотренный программный материал; правильно, аргументировано ответил на все вопросы, с приведением примеров; показал глубокие систематизированные знания, владеет приемами рассуждения и сопоставляет материал из разных источников: теорию связывает с практикой, другими темами данного курса, других изучаемых предметов; без ошибок выполнил практическое задание.

Обязательным условием выставленной оценки является правильная речь в быстром или умеренном темпе. Дополнительным условием получения оценки «зачтено» могут стать хорошие успехи при выполнении самостоятельной и контрольной работы, систематическая активная работа на семинарских занятиях.

Оценка «не зачтено» Выставляется студенту, который не справился с 50% вопросов и заданий билета, в ответах на другие вопросы допустил существенные ошибки. Не может ответить на дополнительные вопросы, предложенные преподавателем. Целостного представления о взаимосвязях, компонентах, этапах развития культуры у студента нет. Оценивается качество устной и письменной речи, как и при выставлении положительной оценки.

Вестник ХНАДУ, вып. 68, 2015

УДК 519.237.8

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ УСПЕВАЕМОСТИ СТУДЕНТОВ НА ОСНОВЕ МЕТОДОВ КЛАСТЕРНОГО АНАЛИЗА

В.А. Шевченко, доц., к.т.н.,

Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет

Аннотация. Предложена методика прогнозирования успеваемости студентов на основе методов кластерного анализа. Приведены результаты проведенного эксперимента, подтверждающие эффективность разработанной методики прогнозирования успеваемости.

Ключевые слова: прогнозирование, успеваемость, кластерный анализ, матрица исходных данных, матрица расстояний.

ПРОГНОЗУВАННЯ УСПІШНОСТІ СТУДЕНТІВ НА ОСНОВІ МЕТОДІВ

КЛАСТЕРНОГО АНАЛІЗУ

В.О. Шевченко, доц., к.т.н.,

Харківський національний автомобільно-дорожній університет

Анотація. Запропоновано методику прогнозування успішності студентів на основі методів кластерного аналізу. Наведено результати проведеного експерименту, що підтверджують ефективність розробленої методики прогнозування успішності.

Ключові слова: прогнозування, успішність, кластерний аналіз, матриця вихідних даних, матриця відстаней.

PROGNOSTICATION OF STUDENTS PROGRESS ON THE BASIS OF CLUSTER

ANALYSIS METHODS

V. Shevchenko, Asso^ Prof., Ph. D. (Eng.),

Kharkiv National Automobile and Highway University

Abstract. The method of prognostication of students progress on the basis of methods of cluster analysis has been offered. The results of the experiment confirming the efficiency of the developed method of prognostication have been given.

Key words: prognostication, progress, cluster analysis, matrix of initial data, matrix of distances.

Введение

В настоящее время существуют сотни методов прогнозирования. Виды математических методов прогнозирования: корреляционный анализ, регрессионный анализ, кластерный анализ, факторный анализ и др.

Анализ публикаций

Рассмотрением сущности прогнозирования в области обучения занимались Б.С. Гершун-

ский , В.И. Загвязинский , А.Ф. Присяжная , Р.В. Майер и др.

В ходе анализа публикаций был сделан вывод, что для достоверного прогнозирования успеваемости студентов больше всего подходят методы кластерного анализа, поскольку кластерный анализ позволяет производить разбиение объектов не по одному параметру, а по целому набору признаков. Кроме того, кластерный анализ позволяет рассматривать множество исходных данных практически произвольной природы.

Вестник ХНАДУ, вып. 68, 2015

Цель и постановка задачи

По результатам проведенного анализа в области педагогического прогнозирования были поставлены следующие цели:

1. Разработать процедуру прогнозирования успеваемости студентов на основе методов кластерного анализа.

2. Для проверки эффективности разработанной процедуры прогнозирования провести эксперимент с целью сравнения реальной и прогнозируемой успеваемости студентов.

Выбор метода кластерного анализа для прогнозирования успеваемости студентов

Для решения поставленной задачи - разработки процедуры прогнозирования успеваемости студентов из множества алгоритмов кластеризации наиболее подходящим, на наш взгляд, является алгоритм k-средних Мак-Кина, в котором сам пользователь должен задать искомое число конечных кластеров, обозначаемое k. Принцип классификации заключается в следующем:

Выбираются или назначаются k наблюдений, которые будут первичными центрами кластеров;

Остальные наблюдения приписываются к ближайшим заданным кластерным центрам;

Текущие координаты первичных кластерных центров заменяются на кластерные средние;

Предыдущие два шага повторяются до тех пор, пока изменения координат кластерных центров не станут минимальными.

Однако алгоритм Мак-Кина предполагает, что кластерные центры выбираются из существующего набора данных для кластеризации. Для решения поставленной задачи такой подход не приемлем, так как могут быть группы студентов с различной успеваемостью; например, группы, где нет двоечников, или, наоборот, нет отличников, или много троечников. Если выбирать кластерные центры из данных каждой студенческой группы, то для каждой группы распределение студентов на кластеры в зависимости от их успеваемости будет различным, и может случиться, что студент с хорошей успеваемостью попадет в кластер плохой успеваемости и наоборот. Необходимо определить такие кластерные центры, значения которых не зависят от набора классифицируемых данных и обеспе-

чивают распределение студентов на кластеры в соответствии с существующими параметрами успеваемости: до 60 баллов - плохо, от 60 до 75 баллов - удовлетворительно, от 75 до 90 баллов - хорошо, свыше 90 баллов -отлично.

Кроме того, по алгоритму Мак-Кина после добавления какого-либо данного в кластер необходимо произвести пересчет центра кластера. В этом случае значение кластерного центра будет изменяться, что также приведет к искажению результатов кластеризации.

Следовательно, метод k-средних Мак-Кина целесообразно применить для решения поставленной задачи после некоторой модификации.

Модификация метода А-средних Мак-Кина

Модифицируем алгоритм Мак-Кина исходя из следующих допущений:

1. При решении поставленной задачи необходимо задать такие кластерные центры, которые представляют собой усредненные значения каждого параметра для каждого класса.

2. Заданные центры должны оставаться неизменными на протяжении всей процедуры кластеризации.

Постановка задачи кластеризации

Известно множество объектов Х, представляющих собой данные по успеваемости n студентов, состоящие из m признаков: X = X і, X 2,..., Xm }. Множество объектов Х описывается множеством векторов измерений X j, j = 1, m . Требуется разбить выборку Х на четыре типологические группы, характеризующие успеваемость студентов: «отлично», «хорошо», «удовлетворительно» и «плохо». Следовательно, задаем число кластеров k = 4.

Процедура кластеризации

1. Зададим матрицу исходных данных в соответствии с формулой (1), где Xj - j-й параметр i-го объекта, m - количество парамет-

Вестник ХНАДУ, вып. 68, 2015

ров; n - количество студентов (объектов кластеризации)

X11 X12 . .. X1 j . 1 s

X21 X22 . .. X2 j . .. X2m

Xi1 Xi 2 . .. Xj . .. Xm . (1)

Xn1 Xn2 . .. Xnj . .. Xnm

2. Назначим первичные центры кластеров. Для этого для каждого кластера определим эталонные значения параметров как усредненные данные по каждой типологической группе студентов, полученные при моделировании процесса формирования компетенций у студентов . Эталонные значения будут использованы в качестве центров будущих кластеров, вокруг которых группируются наиболее близкие объекты по значениям выбранных параметров. Эталонные значения параметров кластеризации приведены в табл. 1.

где ztj - нормированное значение j-го параметра /-го объекта; Xj - исходное значение j-го параметра i-го объекта; Xj - среднее значение j-го параметра по всем объектам;

4. Для нормированных данных строим матрицу расстояний D (3)

" 0 d1,2 . .. d1, n d1,n+4

d 2,1 0. .. d2,n d 2,n+4

D = dn,1 dn,2 . .. 0 dn,n+4 . (3)

dn+4,1 dn+4,2 . .. dn+4,n 0

Расстояния между объектами вычисляем по Евклидовой метрике (4)

Таблица 1 Эталоны для прогнозирования

Типолог. группы Начальн. знания Знания по теме Кол-во пропусков

Класс 5 85 95 0

Класс 4 75 85 0

Класс 3 60 70 0

Класс 2 40 40 2

Вокруг эталонов собираются объекты, близкие по своим параметрам. В качестве объектов кластеризации в данной задаче выступают студенты, а в качестве параметров -факторы, значения которых можно оценить в начальный момент изучения дисциплины:

Уровень начальных знаний студентов;

Уровень компетенций, сформированных у студентов по первой теме дисциплины;

Количество пропусков занятий студентами на момент составления прогноза.

где d/j - расстояние между i-м и j-м объектами; m - количество признаков кластеризации; zik - нормированное значение i-го объекта по

k-му признаку; Zjk - нормированное значение j -го объекта по k-му признаку.

5. Из матрицы расстояний выделяем эталонную матрицу расстояний, которая представляет собой матрицу расстояний (5) от каждого объекта до эталонных данных

d1,n+1 d1,n+2 d1,n+3 d1,n+4

d 2,n+1 d 2,n+2 d 2,n+3 d 2,n+4

di,n+1 di,n+2 di,n+3 di,n+4 , (5)

dn,n+1 dn,n+2 dn,n+3 dn,n+4

3. Поскольку выбранные признаки имеют разные единицы измерения, исходные данные нормируем вместе с добавленными к ним эталонами по формуле (2)

i = 1, n + 4, j = 1, m

где MEt - эталонная матрица расстояний.

6. В эталонной матрице определим минимальное значение расстояния, номер объекта и кластерного эталона, которые находятся на этом минимальном расстоянии.

7. Выбранный объект припишем к соответствующему кластеру.

Вестник ХНАДУ, вып. 68, 2015

8. Из матрицы исходных данных и матрицы эталонных расстояний удалим данные об объекте, который был приписан к кластеру.

Пункты 6 - 8 повторим до тех пор, пока все объекты не будут разнесены по кластерам.

Разработанная процедура прогнозирования успеваемости студентов имеет реализацию в виде макроса на языке VBA.

Описание и результаты эксперимента

Для проверки эффективности применения метода формирования индивидуальных траекторий для самостоятельной работы на основе кластерного анализа для организации индивидуализации самостоятельной работы потока студентов был проведен эксперимент со студентами трех групп (всего 61 студент) дорожно-строительного факультета ХНАДУ, изучающими информатику в осеннем семестре.

В качестве исходных данных использованы три фактора: начальный уровень знаний студентов (оценен в начале первого занятия), знания, полученные студентами на занятии по первой теме (оценены на первой лабораторной работе), и количество пропусков занятий (эксперимент проводился на втором занятии). По этим исходным данным был составлен прогноз успеваемости для каждого студента по дисциплине «Информатика».

По окончании изучения дисциплины прогнозируемые баллы студентов сравнили с баллами, которые студенты получили на зачете по информатике.

Сравнительные данные эксперимента приведены в табл. 2 и на рис. 1.

Таблица 2 Зачетные и прогнозные данные

Отлично Хорошо Удовлетв. ОХОІГЦ Итого

Зачетный балл 3 11 40 7 61

Прогнозный балл 2 13 38 8 61

Рис. 1. Сравнительная диаграмма зачетных и

прогнозных данных Вывод

Результаты проведенного эксперимента показали, что прогнозируемая успеваемость студентов отличается от реальной не более, чем на 3,3 %. Следовательно, процедура на основе модифицированного метода ^-средних Мак-Кина действенна и может использоваться для прогнозирования успеваемости студентов.

Литература

1. Гершунский Б.С. Прогностические мето-

ды в педагогике / Б.С. Гершунский. -К.: Вища школа, 1979. - 240 с.

2. Загвязинский В.И. Педагогическое пред-

видение / В.И. Загвязинский. - М.: Знание, 1987. - 77 с.

3. Присяжная А.Ф. Прогнозирование как

функция педагога (от будущего учителя до профессионала): монография /

A. Ф. Присяжная. - Челябинск: Образование, 2006. - 306 с.

тов методом кластерного анализа / Р.В. Майер // Проблемы учебного физического эксперимента: сб. науч. и метод. работ. - 1998. - Вып. 5. - С. 12-19.

5. Шевченко В.А. Концепция построения

модели приобретения знаний студентами по дисциплине «Информатика» /

B. А. Шевченко // Вестник ХНАДУ: сб. науч. тр. - 2012. - Вып. 56. -

Рецензент: В.В. Бондаренко, профессор,

к.пед.н., ХНАДУ.