Научная деятельность

Новости

Все новости
RSS лента новостей

Ссылки

Наземные экосистемы таежной зоны | Учебное пособие

Версия для печати Версия для печати

Варфоломеев А. Г., Марахтанов А. Г.
Подходы к исследованию студенческой группы: статистический анализ и имитационное моделирование

Успешность обучения студента в вузе зависит от многих факторов, таких, как качество образовательного процесса, наличие учебных материалов, способностей и желаний самого учащегося и т. п. Не последнее место в этом списке занимает влияние, которое оказывает на обучающегося студенческая группа, внутригрупповые связи и отношения. Подобное влияние подтверждается в работах психологов, педагогов и социологов. Например, не вызывает сомнения факт, многократно подтвержденный на практике, что формируемые случайным образом группы студентов, обучающихся по одинаковым специальностям, имеют различную успеваемость.

Результаты исследования внутригрупповых характеристик, оказывающих влияние на успешность обучения студентов в группе, значимости этих факторов, позволили бы лицам, ответственным за управление образовательным процессом вуза (сотрудникам деканатов, кафедр) оказывать соответствующие управляющие воздействия, начиная с момента формирования групп. Подобные воздействия способствовали бы повышению успеваемости студентов, что могло бы привести к повышению качества образования в вузе в целом.

Одним из подходов к решению поставленной проблемы является статистический анализ данных, характеризующих студенческие группы учебного заведения.

В Петрозаводском государственном университете (ПетрГУ) для реализации функций учета и контроля над образовательным процессом создана Интегрированная информационно-аналитическая система управления вузом (ИАИС). В частности, в ИАИС хранятся данные об успеваемости и характеристиках студентов, начиная с 2002 года.

Так, для исследования, авторам данной работы была предоставлена информация о студенческих группах математического факультета ПетрГУ, составе групп, успеваемости составляющих группу студентов. Обработка этих данных позволила создать сводную таблицу характеристик студенческой группы (за один учебный год), содержащую следующие характеристики:

  • Число студентов на начало года;
  • Число студентов, закончивших год с успехом (переведены на следующий курс  или выпущены с дипломом);
  • Соотношение представителей мужского - женского пола (на начало года);
  • Число студентов по каждому из способов поступления в вуз (общий конкурс, медалист, целевой набор, платное обучение);
  • Соотношение местных (петрозаводчан) и иногородних студентов;
  • Средний балл по оценкам, полученным студентами за две сессии.

Использование классических методов статистического анализа (таких, как факторный, кластерный, корреляционный анализ), а также методов интеллектуального анализа данных, направленных на поиск скрытых закономерностей и взаимосвязей, может стать эффективным инструментом для решения обозначенной выше проблемы.

Однако отметим, что ряд характеристик студенческой группы при таком подходе учитываться не будет. В частности, в ИАИС не хранится информация о социальных и психологических особенностях составляющих группу студентов. Такие данные, как темперамент, способности, обеспеченность и материальные потребности, лидерские качества учащихся, внутригрупповые связи и отношения. Все эти характеристики, образующие так называемый психолого-педагогический портрет индивидуумов и социальной группы, не включены в статистический анализ, но, безусловно, важны.

Другим подходом является создание компьютерной имитационной модели студенческой группы для дальнейшего исследования этой модели. Результатом использования имитационной модели могут стать как количественные, так и качественные знания: для прогноза, объяснения, выявления новых связей и т. п. [1].  При этом при построении модели могут использоваться как реальные данные, так и гипотезы, которые могут подтверждаться или опровергаться при сравнении с действительностью.

Основными этапами при создании имитационной модели будут следующие этапы [2]:

  • Определение концептуальной модели на основании содержательного описания и формализация системы на основе этой модели (алгоритмы, математические модели);
  • Программная реализация формализованной системы, отладка программы;
  • Проверка адекватности модели, проведение серии экспериментов над моделью в соответствии с планом, анализ и интерпретация результатов.

Следует отметить, что на третьем этапе может быть принято решение о возврате на первый этап. Другими словами, если адекватность системы не будет подтверждена, должны быть внесены изменения в концептуальную модель.

В нашем случае, в основе модели должны лежать следующие представления о студенческой группе:

  • Группа может иметь различную численность;
  • члены группы могут быть похожи или различаться по многим признакам, их характеризующим:
      • пол,
      • возраст,
      • место и условия проживания,
      • предыдущие знания,
      • коммуникационный характер (общительный – не общительный)
      • темперамент,
      • лидерские качества,
      • скорость усвоения материала,
      • другие характеристики;
  • члены группы оказывают влияние друг на друга, что приводит к изменению перечисленных характеристик;
  • состояние группы – динамический процесс, состоящий из нескольких стадий (начиная с формирования группы);
  • группа может пополняться другими членами группы, а также члены группы могут ее покидать;
  • на членов группы оказывает влияние окружающая среда (требования учебного процесса, социально-экономические условия, друзья и родственники – не члены группы);
  • между членами группы могут устанавливаться некоторые отношения (дружба, любовь, вражда);
  • члены группы могут играть различную роль  в группе (староста, отличник, профорг, лидер, изгой).

Исходя из указанных требований, при построении модели представляется адекватным использование многоагентного подхода, который представляет собой способ моделирования «снизу-вверх»: от элементов системы к целой системе [3]. При таком подходе в центре внимания оказывается агент (в нашем случае студент), его свойства и его взаимодействия с другими агентами и окружающей средой. В случае, когда речь идет о моделировании именно социальных, а не естественных систем, данный подход позволяет учитывать социальную динамику, понимание которой невозможно только за счет объединения (агрегации) набора поведений нескольких элементов системы [4].

Таким образом, естественными задачами, возникающими при создании и формализации подобной модели (многоагентной модели группы) являются задачи формализации процессов внутри  агента-студента:

  • познавательных процессов;
  • процессов расстановки приоритетов;
  • процессов принятия решений;
  • процессов взаимодействия агента с другими агентами и с окружающей средой.

Формализация воздействий внешней среды (таких, как требования учебного процесса, влияние не входящих в группу членов социума) в таком случае также важна.

При проведении модельных экспериментов  и проверке адекватности потребуются данные о конкретных студенческих группах: они могут быть получены как из ИАИС вуза, так и на основании проведения оперативного тестирования и опроса студентов.

Указанные в работе методы исследования (статистические методы, имитационное моделирование) используются при построении модуля системы управления качеством образовательного процесса вуза для поддержки процессов принятия решений на уровне деканата, разрабатываемого в Петрозаводском государственном университете.

Источники информации
[1] Социальные системы. Формализация и компьютерное моделирование. Учебное пособие. Омск: Омск. гос. ун-т, 2000 – 160 с.

[2] Сирота А. Компьютерное моделирование и оценка эффективности сложных систем. M.: Техносфера, 2006. – 280 с.

[3] Марахтанов А. Г. Подходы к построению многоагентной модели студенческой группы вуза. // Качество. Инновации. Образование .- 2008 .- №7 .- C. 25-28

[4] Kluver J. Formal Models, Social Theory and Computer Simulation: Some Methodical Reflections / Kluver J., Stoica C., Schmidt J.  // Journal of Artificial Societies and Social Simulation. V. 6 N. 2 <http://jasss.soc.surrey.as.uk/6/2/8.html>

 

При цитировании ссылка обязательна:
Варфоломеев А. Г., Марахтанов А. Г. Подходы к исследованию студенческой группы: статистический анализ и имитационное моделирование. Материалы круглого стола "Проблемы качества образования" II Всероссийской научно-практической конференции «Инновации и информационные технологии в образовании» (09-10 апреля 2009 г., Липецк). 2009. С. 7-10.
http://marahtanov.ru/science/publ/2009/lip2009/index.html

Обсудить статью, задать вопросы, высказать замечания и предложения можно на форуме.

Поиск по сайту

Пользовательского поиска

    Мой аккаунт в Twitter: @alikrpk

    Форум

    Последнее сообщение
    • Темы докладов, 2018 - 2019 уч. год
      Автор: Марахтанов Алексей
      Сообщение: Закрепить выбор темы можно
      будет на след. занятии. Одну
      тему можно делать
      самостоятельно или в паре. ...

    Перейти в раздел

    Если нашли ошибку

    Система Orphus


    Статистика

    Rambler's Top100