Научная деятельность

Новости

Все новости
RSS лента новостей

Ссылки

Литературный конкурс на сайте Александра Костюнина

Союз образовательных сайтов

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

    Перейти в раздел

    Если нашли ошибку

    Система Orphus


    Статистика

    Rambler's Top100