Educational Technology & Society 11(3) 2008

ISSN 1436-4522

Подготовка инженера в метрическом компетентностном формате в рамках профессионально-ориентированной  дисциплины

 

С.Д. Старыгина, зав.лаб.,

Казанский государственный технологический университет

svetacd_kazan@mail.ru

 

Н.К. Нуриев, зав.кафедрой информатики и прикладной математики,

Казанский государственный технологический университет

nurievnk@mail.ru

 

Л.Н.Журбенко, профессор кафедры высшей математики,

Казанский государственный технологический университет

nurievnk@mail.ru

 

 

АННОТАЦИЯ

Представлена дидактическая система подготовки инженера в метрическом компетентностном формате в рамках профессионально-ориентированной  дисциплины.

Submitted didactic training system engineer in a metric Competence format in the professional-oriented discipline.

 

Ключевые слова

дидактическая система, метрический формат, компетентность, технология подготовки, цель подготовки, техника мониторинга, форма организации;

didactic system, metrical format, competence, technology of preparation, purpose of preparation, monitoring technique, form of organization

 

 

 

 

 

Дидактическая система, реализующая подготовку инженера в определенном формате, задается:

1.        Целью подготовки.

2.        Содержанием и формами представления учебного материала.

3.        Технологией подготовки.

4.        Техникой мониторинга и критериями оценки качества подготовки.

5.        Формой организации подготовки.

Подготовить инженера в компетентностном формате означает осуществлять такую его подготовку (процесс) в результате которой будет сформирован инженер способный надежно решать актуальные профессиональные проблемы через свою деятельность, т.е. это означает сформировать компетентного инженера.

Разумеется, в рамках любой профессионально ориентированной дисциплины рассматривается только часть профессиональных проблем.

Будущий инженер, который способен решить проблемы, рассматриваемые в рамках дисциплины до требуемой сложности, владеет компетенцией в этих рамках.

В зависимости от качества владения компетенцией, т.е. до какой сложности проблемы в рамках дисциплины он может решить, инженер может быть академически компетентным или не компетентным.

Цель разработки ФГОС ВПО третьего поколения направлена на стандартизацию концептуальной модели (новой парадигмы) дидактических систем реализующих подготовку инженеров в компетентностном формате.

Подготовка инженера в метрическом компетентностном формате [1-3] означает подготовку его в реализованном частном варианте, построенном в рамках концептуальной модели подготовки инженера в компетентностном формате.

Конкретно дидактическая система подготовки инженера в метрическом компетентностном формате определяется:

1.       Целью подготовки инженера для деятельности в определенной области является повышение уровня проектно-конструктивных способностей будущего инженера за требуемое время, а также освоение им для профессиональной деятельности требуемого определенного объема знаний.

Достижение этой цели позволит будущему инженеру гарантированно решать профессиональные проблемы требуемой сложности.

Целью подготовки  инженера в рамках дисциплины является получение академически компетентного инженера за требуемое время. Компетентный инженер отличается от некомпетентного способностью решать сложные проблемы через свою профессиональную деятельность. Критерием подготовленности является близость  будущего инженера к эталону, определенного формата со значениями характеризующих метрик, т.е. «форматно - параметрическая близость» к специально построенному с дидактической целью востребованному образу компетентного инженера.

На рис. 1 приводится количественный критерий достижения цели, т.е. параметрическая близость значений показателей <a(0), b(0), c(0), pol(0), chl(0)> обучающегося к значениям показателей <a(э), b(э), c(э), pol(э), chl(э)> эталона.

2.       Форма и содержание учебного материала в рамках дисциплины при подготовке инженера в МКФ создаются исходя из ФГОС ВПО и утверждений полученных в результате системного анализа деятельности инженера, анализа литературы, а также из результатов экспериментального исследования.

Рис. 1. Эпизод параметрической близости

Особенности  в МКФ представления формы и содержания учебного материала в рамках дисциплины определяются исходя из следующих утверждений:

Утверждение 1. Готовность и надежность к решению профессиональных проблем у будущего инженера в основном зависит от формата и уровня развития его проектно-конструктивных (АВС) способностей и объемов (параметры POL, CHL), освоенных им знаний в рассматриваемой области деятельности.

Утверждение 2. В целом, обучении инженерной деятельности в компетентностном формате должно содержать:

2.1.   Обучение к деятельности по формализации профессиональных проблем по возрастанию сложности, в результате которой будущий инженер должен развить способность типа А, т.е. способность формализовано и адекватно представлять проблемные ситуации (модели сложных объектов, явлений, процессов).

2.2.   Обучение к деятельности по конструированию решения проблем (к принятию решений), в результате которой будущий инженер должен развить способность типа В, т.е. способность конструировать решения сложных проблем в рассматриваемой области деятельности.

2.3.    Обучение к деятельности по исполнению (реализации) решения проблем, в результате которой он должен развить способность типа С, т.е. способность в целом решать проблему, т.е. практически довести начатое  дело до успешного конца.

Утверждение 3. С точки зрения внутренней деятельности компетенция это подсистема психики, которая в процессе обучения формируется и развивается в когнитивной сфере как личностное внутреннее инструментальное средство инженера, предназначенное для решения профессиональных проблем в определенной области деятельности.

Утверждение 4. С точки зрения внешней деятельности компетенция это способности, которые позволяют инженеру, используя интериоризованные  знания и другие ресурсы решать профессиональные проблемы через свою деятельность, показав при этом развитые в определенной мере свои умения и навыки.

На рис. 2 показан учебный материал, представленный в метрическом компетентностном формате.

Рис. 2. Формат представления учебного материала

Содержание учебного материала форматируется следующим образом

1.        Как и традиционный, учебный материал в рамках дисциплины разбивается на теоретический и практический.

2.        Теоретический материал в рамках дисциплины проверяется на освоении (интериоризацию) по критериям полноты (POL) и целостности (CHL) освоения (интериоризации). (Проверка происходит с помощью собеседования, опросника или дидактического тестирования. Вопросы теории в рамках дисциплины условно (по критерию доминирования) разбиваются на две части:  вопросы на проверку полноты знаний (метрики POL, представляются, например, в процентах); вопросы на проверку целостности знаний (проверка связанности понятий, т.е. семантика понятий, метрика CHL, представляются, например, в процентах).

3.        Практический материал (практическая деятельность) в рамках дисциплины условно (по критерию доминирования) разбивается на три кластера:

1)       Кластер проблем (элемент учебного материала) на развитие формализованных способностей (способностей типа А).

2)       Кластер проблем (элемент учебного материала) на развитие конструктивных способностей (способностей типа В).

3)       Кластер проблем (элемент учебного материала) на развитие исполнительских способностей (способностей типа С).

В каждом кластере проблемы ранжируются по возрастанию сложности (сложность определяются экспертом (экспертной комиссией) через трудоемкость (в часах работы)) с учетом информационно-логических, семантических связей (рис. 3).

Рис. 3. Модель декомпозиции учебного материала

в компетентностном формате

3.       Технология подготовки инженера в метрическом компетентностном формате (МКФ) в рамках разных дисциплин в зависимости от цикла (СД, ОПД, ЕН) имеет свою специфику. Для демонстрации технологии подготовки инженера в МКФ рассмотрим дисциплину «Проектирование информационных систем». Согласно учебного плана эта дисциплина предусмотрена в 8 семестре и на нее отводится 36 часов лекций; 72 часа лабораторных; 96 часов самостоятельной работы. В зависимости от отведенных (предусмотренных) часов будущий инженер должен достичь уровня развития ПК способностей и объема сложности интеоризованных знаний, позволяющих ему гарантировано решать проблемы до требуемого в профессиональной деятельности уровня сложности.

По технологии подготовки инженеров в МКФ теоретический материал разбивается на темы, лекции, модули (рис. 4).

Модуль

Тема

Содержание

Лекции

1

1

Введение

1

2

Общая характеристика процесса проектирования ИС

3

Жизненный цикл программного обеспечения ИС

4

Стандарты, регламентирующие жизненный цикл ПО

5

Организация разработки ИС

6

Типовое проектирование ИС

2

7

Разработка функциональной модели. Бизнес-модель компании

2-3

8

Разработка функциональной модели. Построение организационно-функциональной модели компании

3

9

Основы процессного подхода

4

10

Основы процессного подхода. Классификация процессов

11

Структурный системный анализ

5-8

12

Функциональная методика IDEF0, IDEF1, IDEF2, IDEF3.

4

13

Моделирование бизнес-процессов средствами BPwin

9-10

14

Моделирование данных. Инструментальные средства ERWin

5

15

Объектно-ориентированный анализ

11-16

16

Унифицированный язык визуального моделирования Unified Modeling Language (UML)

6

17

Проектирование ИС с применением UML

17-18

18

Тестирование и менеджмент программных разработок

Рис. 4. Разбивка лекционного учебного материала

Освоение каждого тематического модуля осуществляется с помощью цикла лекций с обязательным тест–контролем освоения материала (рис. 5) (тест-контроль, как правило, проходит на лабораторных занятиях и занимает примерно 15 минут от занятия).

Рис.5. Схема процесса освоения знаний обучающимися и тест-контроль состояния освоенных знаний

По каждому студенту ведется спектр–диаграмма освоения знаний в рамках дисциплины.

На рис. 6 приводится эпизод спектр–диаграммы освоения знаний студентом.

Рис. 6. Эпизод спектра диаграммы освоения студентом теоретических знаний

В технологии подготовки инженера в МКФ практическая учебная деятельность является основным инструментальным средством развития ПК способностей и средством практического использования освоенных знаний.

В каждой зоне ближайшего развития будущего инженера (рассматривается зона с проблемами со средней сложностью  p часов работы (час.раб) эксперта и с 20 % стандартным отклонением по сложности [4-7]) имеется три уровня освоения материала:

1.        Уровень знания, т.е. владения  теоретическим материалом  в этой зоне в полноте (показатель POL) и целостности (показатель CHL) в определенных рамках, например, в рамках 2-х часовой лекции, которую прослушал будущий инженер.

2.        Уровень знания – умения, т.е. владения  теоретическими, методологическими знаниями материала и умения  практического решения проблем в этой зоне сложности за приемлемое время, т.е. обучающийся на основе полученных знаний и практической тренировке (на практических или лабораторных занятиях, а также самотренировки) может решать проблемы, p - сложности за приемлемое время.

3.       Уровень знания – умения – навыки, т.е. обучающиеся с требуемой производительностью (производительностью эксперта) могут решать проблемы p -  сложности.

Таким образом, обучающиеся по мере освоения материала в зоне ближайшего развития могут находиться в одном из четырех состояний:  S(0) – состояние незнания материала из этой зоны; S(1) – состояние знания материала; S(2) - состояние знания материала и умения решать проблемы, предусмотренной сложности; S(3) – состояние знания материала, умение навыков решению проблем с производительностью эксперта.

На рис. 7 приводятся все эти состояния и на экспериментальной основе установлены закономерности продолжительности учебной деятельности (в часах×работы) для перехода будущего инженера из одного состояния в другое. Через p обозначим часы×работы (системное время) эксперта по изложению материала или решение проблем этой сложности, через t – требуемую продолжительность времени (часах×работы) будущему инженеру для перехода из одного состояния  в другое состояние.  Причем, эти переходы у обучающихся происходят только согласно последовательности S(0), S(1), S(2), S(3). Установлено,  что переход из состояния S(0) в состояние S(1) осуществляется по эвристической закономерности t1=2,25*p; переход из состояния S(1) в S(2) по эвристической закономерности t2=2,25*p+2,73*p2, а из S(2) в S(3) по закономерности t3=2,25*p+3,2*p2+0,83*p3.

Рис. 7. Схема процесса перехода будущего инженера из одного состояния в другое

Практически в рамках дисциплины и отведенных там часах работы можно говорить о подготовке инженера только на уровне знание-умение, т.е. навыки должен отрабатывать сам обучающийся. Особо следует учесть, то обстоятельство, что значение p – это продолжительность показателя времени эксперта с учетом того, что он находиться в состоянии знание – умение – навыки и это его показатель в часах×работы.

На рис. 8 приводится эпизод таблицы продолжительностей (системное время) освоения материала будущим инженером в зависимости от его сложности (параметр p (часы×работы)) до разного состояния обученности. На этой таблице трудоемкость (например, p (в часах×работы)) увеличивается по минутам. В зависимости от этого меняется  требуемая продолжительность (T1, T2, T3) для перехода будущим инженером в разные состояния обученности (S(1), S(2), S(3)).

P

T1

T2

T3

0

0

0

0

0,016667

0,0375

0,038258

0,038421

0,033333

0,075

0,078033

0,078697

0,05

0,1125

0,119325

0,120854

0,066667

0,15

0,162133

0,164913

0,083333

0,1875

0,206458

0,210897

0,1

0,225

0,2523

0,25883

0,116667

0,2625

0,299658

0,308735

0,133333

0,3

0,348533

0,360634

0,15

0,3375

0,398925

0,414551

0,166667

0,375

0,450833

0,470509

0,183333

0,4125

0,504258

0,528531

0,2

0,45

0,5592

0,58864

0,216667

0,4875

0,615658

0,650859

0,233333

0,525

0,673633

0,715211

0,25

0,5625

0,733125

0,781719

0,266667

0,6

0,794133

0,850406

0,283333

0,6375

0,856658

0,921295

0,3

0,675

0,9207

0,99441

0,316667

0,7125

0,986258

1,069773

0,333333

0,75

1,053333

1,147407

0,35

0,7875

1,121925

1,227336

0,366667

0,825

1,192033

1,309583

0,383333

0,8625

1,263658

1,394169

0,4

0,9

1,3368

1,48112

0,416667

0,9375

1,411458

1,570457

0,433333

0,975

1,487633

1,662204

0,45

1,0125

1,565325

1,756384

0,466667

1,05

1,644533

1,853019

0,483333

1,0875

1,725258

1,952134

0,5

1,125

1,8075

2,05375

0,516667

1,1625

1,891258

2,157891

0,533333

1,2

1,976533

2,264581

0,55

1,2375

2,063325

2,373841

0,566667

1,275

2,151633

2,485696

0,583333

1,3125

2,241458

2,600168

0,6

1,35

2,3328

2,71728

0,616667

1,3875

2,425658

2,837056

0,633333

1,425

2,520033

2,959517

0,65

1,4625

2,615925

3,084689

0,666667

1,5

2,713333

3,212593

0,683333

1,5375

2,812258

3,343252

0,7

1,575

2,9127

3,47669

0,716667

1,6125

3,014658

3,61293

0,733333

1,65

3,118133

3,751994

0,75

1,6875

3,223125

3,893906

0,766667

1,725

3,329633

4,038689

0,783333

1,7625

3,437658

4,186366

0,8

1,8

3,5472

4,33696

0,816667

1,8375

3,658258

4,490494

0,833333

1,875

3,770833

4,646991

0,85

1,9125

3,884925

4,806474

0,866667

1,95

4,000533

4,968966

0,883333

1,9875

4,117658

5,13449

0,9

2,025

4,2363

5,30307

0,916667

2,0625

4,356458

5,474728

0,933333

2,1

4,478133

5,649487

0,95

2,1375

4,601325

5,827371

0,966667

2,175

4,726033

6,008403

0,983333

2,2125

4,852258

6,192604

1

2,25

4,98

6,38

1,016667

2,2875

5,109258

6,570612

1,033333

2,325

5,240033

6,764464

1,05

2,3625

5,372325

6,961579

1,066667

2,4

5,506133

7,161979

1,083333

2,4375

5,641458

7,365689

1,1

2,475

5,7783

7,57273

1,116667

2,5125

5,916658

7,783126

1,133333

2,55

6,056533

7,996901

1,15

2,5875

6,197925

8,214076

1,166667

2,625

6,340833

8,434676

1,183333

2,6625

6,485258

8,658723

1,2

2,7

6,6312

8,88624

1,216667

2,7375

6,778658

9,117251

1,233333

2,775

6,927633

9,351777

1,25

2,8125

7,078125

9,589844

1,266667

2,85

7,230133

9,831473

1,283333

2,8875

7,383658

10,07669

1,3

2,925

7,5387

10,32551

1,316667

2,9625

7,695258

10,57796

1,333333

3

7,853333

10,83407

1,35

3,0375

8,012925

11,09386

1,366667

3,075

8,174033

11,35735

1,383333

3,1125

8,336658

11,62456

1,4

3,15

8,5008

11,89552

1,416667

3,1875

8,666458

12,17025

1,433333

3,225

8,833633

12,44877

1,45

3,2625

9,002325

12,73111

1,466667

3,3

9,172533

13,01729

1,483333

3,3375

9,344258

13,30733

1,5

3,375

9,5175

13,60125

1,516667

3,4125

9,692258

13,89908

1,533333

3,45

9,868533

14,20085

1,55

3,4875

10,04633

14,50657

1,566667

3,525

10,22563

14,81626

1,583333

3,5625

10,40646

15,12996

1,6

3,6

10,5888

15,44768

1,616667

3,6375

10,77266

15,76945

1,633333

3,675

10,95803

16,09528

1,65

3,7125

11,14493

16,42521

1,666667

3,75

11,33333

16,75926

1,683333

3,7875

11,52326

17,09744

1,7

3,825

11,7147

17,43979

1,716667

3,8625

11,90766

17,78632

1,733333

3,9

12,10213

18,13706

1,75

3,9375

12,29813

18,49203

1,766667

3,975

12,49563

18,85126

1,783333

4,0125

12,69466

19,21476

1,8

4,05

12,8952

19,58256

1,816667

4,0875

13,09726

19,95469

1,833333

4,125

13,30083

20,33116

1,85

4,1625

13,50593

20,712

1,866667

4,2

13,71253

21,09723

1,883333

4,2375

13,92066

21,48688

1,9

4,275

14,1303

21,88097

1,916667

4,3125

14,34146

22,27952

1,933333

4,35

14,55413

22,68255

1,95

4,3875

14,76833

23,0901

1,966667

4,425

14,98403

23,50217

1,983333

4,4625

15,20126

23,9188

2

4,5

15,42

24,34

Рис. 8. Таблица эпизода продолжительностей освоения материала будущим инженером в зависимости от его сложности

Практический прирост уровня развития ПК способностей будущего инженера происходит да счет учебной деятельности по решению проблем. На рис. 9 показан процесс развития ПК способностей начиная  с «зоны развития» (ЗР) будущего инженера с последующим освоением зоны ближайшего развития (ЗБР). Причем освоенная ЗБР становится для обучаемого ЗР и т.д. По этой логике обучения строится подготовка инженера в МКФ.

Рис. 9. Схема процесса развития ПК способностей будущего инженера

На рис. 10 приводится структура организации учебной деятельности в МКФ в рамках дисциплины «Проектирование информационных систем».

Рис. 10. Структура процесса организации учебной деятельности в рамках дисциплины

На рис. 11 приводится алгоритм расчета постоянного усложнения проблемы по технологии в МКФ. Причем прототип 0 проблемы задается преподавателем.

 

Проекты

Сложность

общая

(час.раб)

Сложность

формализации

(час.раб)

Сложность

конструирования

(час.раб)

Сложность

исполнения

(час.раб)

ТЕСТ

(Прототип 0)

3

0,5

1

1,5

ТЕСТ

(Прототип 1.1)

3+3*0,2

=3,6

0,6

1,1

1,9

ТЕСТ

(Прототип 2.1)

3,6+3,6*0,2

=4,32

0,8

1,52

2

ТЕСТ

(Прототип 3.1)

4,32+4,32*0,2

=5,2

1

1,9

2,3

ТЕСТ

(Прототип 4.1)

5,2+5,2*0,2

=6,24

1,24

2

3

ТЕСТ

22,36

4,14

7,52

10,7

Рис. 11. Алгоритм расчета сложности проблем по технологии в МКФ

Организация работ по решению учебных проблем «режим работы» в рамках дисциплины «Проектирование информационных систем» приводится на рис. 12.

Название проектов

Последовательность работ

Номер текущей недели

Трудоемкость работ (час.раб)

Штраф

Проект

ТЕСТ

Прототип 0

1

3

0,3 час.раб за каждый день простоя

Прототип 1.1

2

3,6

Прототип 1.2

3

4,32

Прототип 1.3

4

5,2

Прототип 1.4

5

6,24

Отчет - контроль

6

22,36

Проект

АВТООПЕРАТОР

Прототип 0

7

3

0,3 час.раб за каждый день простоя

Прототип 2.1

8

3,6

Прототип 2.2

9

4,32

Прототип 2.3

10

5,2

Прототип 2.4

11

6,24

Отчет - контроль

12

22,36

Проект

БАРАБАН

Прототип 0

13

3

0,3 час.раб за каждый день простоя

Прототип 3.1

14

3,6

Прототип 3.2

15

4,32

Прототип 3.3

16

5,2

Прототип 3.4

17

6,24

Отчет - контроль

18

22,36

ИТОГО

67

 

Рис. 12. Регламент (режим) организации работы

Содержание учебного материала в рамках дисциплины «Проектирование информационных систем» по технологии МКФ рассмотрим на примере проектирования объекта «ТЕСТ».

 

ПРОТОТИП 0 (вариант примитив – алгоритм решения проблемы задается преподавателем)

Проблема. Требуется спроектировать информационный объект «ТЕСТ», обладающий следующими свойствами:

Требуемая спецификация свойств:

  1. Случайным образом формируется билет из двух вопросов.
  2. Поддерживается ввод ответов тестируемого.
  3. Идентифицируется правильность ответа и организуется запись  в протокол.

 

Требуемая среда разработки: EXCEL (VBA).

Экспертная оценка сложности (трудоемкость) - 3 (час.раб):

А = 0,5 (час.раб); В = 1 (час.раб); С = 1,5 (час.раб).

 

Задание 1.0. Создать репродукт «ПРОТОТИП 0» на компьютере. Сдать электронный вариант работающей системы.

 

Решение (алгоритм решения)

Краткое описание деятельности по созданию информационной системы в среде EXCEL.

1.       Переименовать листы EXCEL.

«Лист 1» переименовать на «Вопросы».

«Лист 2» – «Билет».

«Лист 3» – «Протокол».

2.       На лист «Вопросы»: В столбец «А» внести 20 вопросов. В столбец «В» - 20 ответов на поставленные вопросы. Сделать ширины столбца «В» таким, чтобы правильные ответы не были видны, и  защитить лист «Вопросы».

3.       На листе «Билет» формируются вопросы, и помешается 3 кнопки «ПУСК», «ПРОВЕРКА», «ВЫХОД». Ответы на вопросы помещаются в столбец «В».

На листе «Билет» в ячейку «А1» записать: Вопрос, в ячейку «В1» - Введите ответ.

4.       На листе «Протокол» в ячейку «А1» записать: Правильный ответ», в ячейку «В1» - Ответ тестируемого, в ячейку «С1» - Балл за ответ

5.       Создать макрос.

 

ПРИМЕР СОДЕРЖАНИЯ МАКРОСА

 

Private Sub CommandButton1_Click() ‘ (кнопка ПУСК)

'Очистка содержимого окна "Билет" и "Протокол"

    Sheets("Билет").Select         'Активация листа "Билет"

    Range("A2:В3").Select         'Активация ячеек "А2-В3" на листе "Билет"

    Selection.ClearContents        'Очистка ячеек "А2-В3"

    Sheets("Протокол").Select

    Range("A2:B3").Select

    Selection.ClearContents

   

'Генерация первого вопроса и соответствующего ответа

   Sheets("Вопросы").Select                   'Активация листа "Вопросы"

1:   i = Int(Rnd * 10)                                'Генерация номера вопроса

   If i <= 0 Then GoTo 1                          'Проверка номера

    Range("A" & i).Select                          'Выбор ячейки

    Selection.Copy                                     'Копирование содержимого ячейки

    Sheets("Билет").Select                        'Активация листа "Билет"

    Range("A2").Select                              'Выбор ячейки

    ActiveSheet.Paste                                 'Вставка содержимого ячейки

   

‘Вставка правильного ответа в Протокол

   Sheets("Вопросы").Select                   'Активация листа "Вопросы"

   Range("B" & i).Select                          'Выбор ячейки

   Selection.Copy                                     'Копирование содержимого ячейки

   Sheets("Протокол").Select                  'Активация листа "Протокол"

   Range("A2").Select                              'Выбор ячейки

   ActiveSheet.Paste                                 'Вставка содержимого ячейки

   

'Генерация второго вопроса и соответствующего ответа

    Sheets("Вопросы").Select

2:   i = Int(Rnd * 20)

   If i <= 10 Then GoTo 2

    Range("A" & i).Select

    Selection.Copy

    Sheets("Билет").Select

    Range("A3").Select

    ActiveSheet.Paste

Вставка правильного ответа в Протокол

   Sheets("Вопросы").Select

   Range("B" & i).Select

   Selection.Copy

   Sheets("Протокол").Select

   Range("A3").Select

   ActiveSheet.Paste

    Sheets("Билет").Select

End Sub

 

Private Sub CommandButton2_Click() ‘ (кнопка ПРОВЕРКА)

'Выборка ответа проставленного экзаменующемуся

Sheets("Билет").Select

Range("B2").Select

Selection.Copy

Sheets("Протокол").Select

Range("B2").Select

ActiveSheet.Paste

 

Sheets("Билет").Select

Range("B3").Select

Selection.Copy

Sheets("Протокол").Select

Range("B3").Select

ActiveSheet.Paste

'Сравнивание правильного ответа с ответом тестируемого и установка количество баллов

If Range("A2") = Range("B2") Then

                                                        Range("C2") = 2.5

                                                    Else

                                                        Range("C2") = 0

End If

If Range("A3") = Range("B3") Then

                                                         Range("C3") = 2.5

                                                   Else

                                                         Range("C3") = 0

End If

Sum = Range("C2") + Range("C3")

Sheets("Билет").Select

MsgBox "Наша оценка равна=" & Sum

End Sub

 

Private Sub CommandButton3_Click()

      Me.Application.ActiveWorkbook.Save   'Сохраняет файл  (кнопка ВЫХОД)

      Me.Application.Quit                                  'Закрывает EXCEL

End Sub

 

ПРИМЕЧАНИЯ.

1.        Допускается вариации кода.

2.        С  Office  2003 код изменен, например,  реализация кода «Вставка правильного ответа в Протокол» будет реализована так:

Sheets("Протокол").Range("A2")= Sheets("Вопросы"). Range("B" & i)

 

 

 

ПРОТОТИП 1. Вариант 1.

Проблема. Требуется спроектировать информационный объект «ТЕСТ1», обладающий следующими свойствами:

Требуемая спецификация свойств:

1.        Идентифицируется фамилия (производится вывод фамилии)

2.        Случайным образом формируется билет из трех вопросов.

3.        Поддерживается ввод ответов тестируемого.

4.        Идентифицируется правильность ответа и организуется запись в протокол.

5.        Сохраняется архив тестируемых с указанием дат тестирования.

 

Требуемая среда разработки: EXCEL(VBA)

Экспертная оценка -  3,6 (час.раб):                          

А = 0,6 (час.раб);    В = 1,1 (час.раб); С = 1,9 (час.раб).

 

Задание 1.1. Сдать электронный вариант работающей системы.

 

Указание к решению

Краткое описание деятельности по созданию информационной системы.

1.       Переименовать листы EXCEL.

«Лист 1» переименовать на «Вопросы».

«Лист2» – «Билет».

«Лист3» – «Протокол».

«Лист4» – «Архив».

2.       На лист «Вопросы»: В столбец «А» внести 30 вопросов. В столбец «В» - 30 ответов на поставленные вопросы. Сделать ширины столбца «В» таким, чтобы правильные ответы не были видны, и  защитить лист «Вопросы».

3.       На листе «Билет» формируются вопросы и помещаются 3 кнопки «ПУСК», «ПРОВЕРКА», «ВЫХОД». Ответы на вопросы помещать в столбец «В».

4.       На лист «Протокол» в ячейку «А1» записать: Фамилия тестируемого, а в ячейку «В1» -Количество баллов за ответы.

5.       На листе «Архив» должен храниться весь список тестируемых по датам прохождения теста.

 

 

 

ПРОТОТИП 2. Вариант 1.

Проблема. Требуется спроектировать информационный объект «ТЕСТ», обладающий следующими свойствами:

 Требуемая спецификация свойств:

1.        Идентифицируется фамилия (производится вывод фамилии)

2.        Случайным образом формировать билет, состоящий не менее чем из 5 вопросов.

3.        Поддерживается ввод ответов тестируемого.

4.        Идентификация правильного ответа.

5.        Сохранение архива тестируемых.

6.        Наличие интерфейса, размещенного на форме.

7.        Графическое представление архива в виде таблицы с датами и лепестковой диаграммы среднего состояния  «успехов» в группе.

 

 Требуемая среда разработки: EXCEL (VBA).

Экспертная оценка сложности (трудоемкость) -  4,32 (час.раб):

А = 0,8 (час.раб);    В = 1,52 (час.раб); С = 2 (час.раб).

 

Задание 1.2. Сдать электронный вариант работающей системы.

 

 

ПРОТОТИП 3. Вариант 1.

Проблема. Требуется спроектировать информационный объект «ТЕСТ3», обладающий следующими свойствами:

Требуемая спецификация свойств:

1.        Идентифицируется фамилия (производится вывод фамилии)

2.        Случайным образом формировать билет, состоящий не менее чем из 5 вопросов.

3.        Поддерживается ввод ответов тестируемого.

4.        Идентификация правильного ответа.

5.        Сохранение архива тестируемых.

6.        Наличие интерфейса, размещенного на форме.

7.        Графическое представление архива в виде таблицы с датами и лепестковой диаграммы среднего состояния  «успехов» в группе.

8.        Содержится обработчик статистических данных (средний  балл, дисперсия, гистограмма распределения).

 

Требуемая среда разработки: EXCEL (VBA).

Экспертная оценка сложности (трудоемкость) -  5,2 (час.раб):                           А = 1 (час.раб);    В = 1,9 (час.раб); С = 2,3 (час.раб).

 

Задание 1.3. Сдать электронный вариант работающей системы.

 

 

ПРОТОТИП 4. Вариант 1 (сетевой вариант)

Проблема. Требуется спроектировать информационный объект «ТЕСТ4», обладающий следующими свойствами:

Требуемая спецификация свойств:

1.        Идентифицируется фамилия (производится вывод фамилии).

2.        Случайным образом формировать билет, состоящий не менее чем из 5 вопросов.

3.        Поддерживается ввод ответов тестируемого.

4.        Идентификация правильного ответа.

5.        Сохранение архива тестируемых.

6.        Наличие интерфейса, размещенного на форме.

7.        Графическое представление архива в виде таблицы с датами и лепестковой диаграммы среднего состояния  «успехов» в группе.

8.        Содержится обработчик статистических данных (средний  балл, дисперсия, гистограмма распределения)

9.        Поддерживается в сети.

 

  

Требуемая среда разработки: (.NET Framework или PHP)

Экспертная оценка сложности (трудоемкость) – 6,24 (час.раб):

А = 1,24 (час.раб); В= 2 (час.раб); С= 3 (час.раб).

 

Задание 1.4. Сдать электронный вариант работающей системы.

 

 

Разумеется, что календарный план учебных работ должен быть согласован с разработанным учебным планом по ФГОС ВПО.

По ходу выполнения работ по календарному плану на каждого студенту ведется контроль в виде спектр–диаграмма развития ПК способностей (рис. 13).

Рис. 13. Состояние развития ПК способностей будущего инженера в процессе обучения в системе реально времени

Как уже отмечалось, имеется своя специфика в рамках дисциплин подготовки инженера в МКФ.

Каждая дисциплина в своих рамках предполагает решение множества проблем за определенный интервал времени. В рамках дисциплин цикла ЕН (например «Информатика») рассматривается множество глобальных проблем, а время на рассмотрение дается мало, поэтому в этих временных рамках происходит скорее «знакомство» с проблемами. Практическая деятельность в рамках этих дисциплин сводится к решению несложных примитивных прототипов этих проблем. В этих условиях о развитии АВС способностей можно говорить только по номинальной шкале, т.е. по усвоению новых тем материала на элементарном уровне. Таким образом, этот цикл дисциплин направлен в основном на освоение знаний в их полноте и целостности.

В рамках дисциплин цикла СД в основном происходит развитие ПК способностей, т.е. повышения уровня их развития. На рис. 14 приводятся максимально возможные профили развития АВС способностей и освоения знаний в рамках дисциплин цикла ЕН и СД.

Рис. 14. Максимальный возможный профиль развития АВС способностей и освоения знаний в рамках дисциплин цикла ЕН и СД

Диагностика состояния развития компетенции в рамках дисциплины «Информатика» (цикл ЕН) организуется на основе двух диагностических баз:

1.        Диагностическая база вопросов (ДБВ).

2.        Диагностическая база проблем (ДБП).

Диагностика состояния значений производится с помощью валидных (в рамках дисциплины «Информатика») тестов на полноту (показатель POL) и целостность (показатель CHL).

 

Пример формата вопроса из ДБВ имеет вид

Вопрос

POL

CHL

Трудоемкость

0,8*Z1

0,2*Z1

Z1(час.раб)

 

Аналогично, примет формата проблемы из ДБП, имеет вид:

Проблема

А

В

С

Трудоемкость

0,75*Z1

0,1*Z1

0,15*Z1

Z1(час.раб)

На лепестковой диаграмме (рис. 15) состояние развития компетенции будущего инженера может выглядеть, например, так

Рис. 15. Состояние развития компетенции будущего инженера

В целом, близость профиля А1-В1-С1-POL1-CHL1 будущего инженера к профилю А-В-С-POL-CHL «чемпиона» подтверждает его академическую компетентность в рассматриваемом разделе вопросов по решению проблем..

А рис. 16 приводится структура организации учебного материала при подготовке инженера в рамках дисциплины «Информатика».

 

Рис. 16. Структура организации учебного материала в рамках дисциплины «Информатика» при подготовке инженера в МКФ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначим через Z1(час.раб) – трудоемкость овладения компетенцией в рамках дисциплины «Информатика» при которой будущий инженер способен овладеть компетенцией на уровне показателя производительности Z (час.раб) эксперта «чемпиона» (рис. 17).

  блока

Трудоемкость решения проблем экспертом Z(час.раб)

Трудоемкость овладения компетенцией будущим инженером

Z1(час.раб)

Трудоемкость решения проблем типа А(час.раб)

Трудоемкость решения проблем типа В(час.раб)

Трудоемкость решения проблем типа С(час.раб)

1

2,7

2,7*5,9=16

0

6

10

2

4,6

4,6*5,9=27

1

2,7

23,3

3

7,1

7,1*5,9=42

3

10

29

4

10

10*5,9=59

12,1

15,2

31,7

5

5,9

5,9*5,9=35

8

10

17

6

7,6

7,6*5,9=45

20

15

10

7

3,2

3,2*5,9=19

2

7

10

8

1,5

1,5*5,9=9

1

3

5

Итого

42,6

252

47,1

68,9

136

Рис. 17. Трудоемкость усвоения материала и решения учебных проблем

На рис. 17 коэффициент 5,9 – значение показателя обучаемости (ЗПО) по информатике будущих инженеров по направлению «Информационные системы и технологии». Значение ЗПО получено экспериментальным (статистическим путем).

На рис. 18 показана диаграмма распределения трудоемкости необходимой для овладения компетенцией в рамках дисциплины «Информатика».

Рис. 18.  Диаграмма распределения зачетных единиц

 

4.       Техника мониторинга и критерии оценки качества подготовки. Процесс подготовки будущего инженера это управляемый процесс развития ПК способностей и освоение им знаний. Поэтому необходим мониторинг процесса развития будущего инженера.

В качестве основных решающих правил при принятии управляющих решений в процессе подготовки инженера в МКФ следует считать:

4.1. Параметры <А, В, С, POL, CHL> в комплексе являются основными показателями развития ПК способностей и объемов интеоризованных знаний в определенной области (компетенции). От состояния их развития, т.е. значений, в основном зависит вероятность (надежность) решения проблем инженером.

4.2. Параметры как основным показатели профессионального развития инженера <А, В, С, POL, CHL> в определенной области деятельности являются взаимосвязанными параметрами. Их можно рассматривать только в комплексе и закономерности их развития зависят как друг от друга, так и от других индивидуальных особенностей будущего инженера.

4.3. По своей природе будущий инженер имеет порядковый (ранговый) приоритет в развитии значений величин этих параметров (интеллектуальную ориентацию).

4.4. Для быстрого профессионального развития будущего инженера необходимо через определенные интервалы организовывать поток профессионально ориентированных проблем дозированной сложности, которая в целом создает профессионально-ориентированную среду для развития инженера.

4.5. Для быстрого обучения решению проблем в области «Информационные системы и технологии» эмпирически определены числовые значения (режим) подготовки по технологии подготовки в МКФ. В качестве основных параметров, задающих режим (регламентирующих учебную деятельность) взяты сложность р(k) проблем (час.раб эксперта) и продолжительность времени для научения их решению t как функцию от р(k) (рис. 19).

Рис. 19. Основные регламентирующие параметры учебной деятельности

4.6. При переходе на традиционную шкалу успехов в обучении (в пятибалльную шкалу) можно ввести несколько профилей состояния академической компетентности (рис.20).

Рис. 20. Профили состояния академической компетентности

По состоянию профиля компетентности обучающегося можно сделать вывод о том, в каком направлении надо развивать способности и осваивать знания. Например, из рис. видно, что обучающемуся необходимо особо развивать формализационные способности и акцентировать внимание на целостности знаний освоенных в рамках определенной дисциплины.

5. Форма организации подготовки. Основной особенностью формы организации подготовки инженеров в метрическом компетентностном формате является наличие виртуального кабинета преподавателя в локальной и глобальной системе. Причем преподаватель сам организует свой виртуальный кабинет по каждой дисциплине как автоматизированное инструментальное средство ведения подготовки инженеров в компетентностном формате. Виртуальный кабинет в основном предназначения для интенсификации процесса обучения. Интенсификация в свою очередь необходима для того, чтобы в рамках отведенного времени на дисциплину успеть научиться решать как можно более сложные проблемы, т.е. достичь точки компетентности (согласно критериям) по решению проблем рассматриваемых в рамках дисциплины. Совместная деятельность с преподавателем у будущего инженера происходит в очной и заочной форме совместной деятельности, т.е. студент работает в трех режимах как показано на рис. 21.

 

Совместная аудиторная работа с преподавателем

Совместная работа в виртуальном кабинете

Самостоятельная работа студента в виртуальном кабинете

Рис. 21. Организация совместной учебной деятельности при подготовке инженера в МКФ

 

 

Литература

 

[Старыгина С.Д., Нуриев Н.К., 2008] Формирование и развитие компетенции инженера в рамках учебной дисциплины в метрическом компетентностном формате // Educational Technology & Society – 2008 (http://ifets.ieee.org/russian/periodical/journal.html)  - V.11. - N 1. - 10 c. – ISSN 1436-4522.

[Нуриев Н.К., Старыгина С.Д., Сафина В.К., 2007]  Подготовка инженеров в компетентностном формате (бакалавров, магистров в компетенции «информационные технологии»): учебное пособие. – Казань: Изд-во Казан. гос. технол. ун-та, 2007. – 290 с.

[Нуриев Н.К., Журбенко Л.Н., Фатыхов Р.Х., Старыгина С.Д., 2005] Дидактическая система подготовки конкурентоспособных специалистов в области программной инженерии в условиях технологического университета // Educational technology & Society – 2005 (http://ifets.ieee.org/russian/periodical /journal.html) - V.8. - N 3. - 120 c. – ISSN 1436-4522.

[Нуриев Н.К., Журбенко Л.Н., Старыгина С.Д., 2007] Двухуровневая образовательная система, это благо или вред, проблемы и реализация // Educational Technology & Society – 2007 (http://ifets.ieee.org/russian/periodical/journal.html)  - V.10. - N 4. - 16 c. – ISSN 1436-4522.

[Нуриев Н.К., Журбенко Л.Н., Старыгина С.Д., 2008] Двухуровневая образовательная система: благо или вред? // Высшее образование в России. – 2008. – № 2. – С. 83 – 91.

[Нуриев Н.К., Журбенко Л.Н., Старыгина С.Д., 2008] Системный анализ деятельности инженера. – Казань, Изд-во Казан. гос. технол. ун-та, 2008. – 88 с.

[Старыгина С.Д., Нуриев Н.К., 2007] Проектирование Web-психодидактической технологии подготовки компетентных специалистов по направлению «Информационные системы» с учетом индивидуальных особенностей обучающихся // Educational Technology & Society – 2007 (http://ifets.ieee.org/russian/periodical/journal.html) - V.10. - N 3. - 6 c. – ISSN 1436-4522.