Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
1.4 Автоматизация синергетической модели индивидуальной траектории подготовки выпускника вуза
Пример. Анализ предметной области «Структура образования» с точки зрения синергетики». Синергетикаакцентирует внимание на согласованности взаимодействия частей при образовании структуры как единого целого.Такое же понимание рассматриваемого термина предложено Ю.Л. Климонтовичем: «Синергетика – не самостоятельная научная дисциплина, но новое междисциплинарное научное направление; цель синергетики – выявление общих идей, общих методов и общих закономерностей в самых разных областях естествознания, а также социологии и даже лингвистики; более того, в рамках синергетики происходит кооперирование различных специальных дисциплин».
Предметом синергетики являются механизмы самоорганизации - «упорядочение каких-либо элементов, обусловленное внутренними причинами, без воздействия извне».
В литературе различают три типа процессов самоорганизации:
- самозарождение организации, т.е. возникновение из некоторой совокупности целостных объектов определенного уровня новой целостной системы со своими специфическими закономерностями;
- процессы, благодаря которым система поддерживает определенный уровень организации при изменении внешних и внутренних условий ее функционирования;
- совершенствование и саморазвитие систем, которые способны накапливать и использовать прошлый опыт.
Вопрос о внедрении принципов синергетики вобразование выпускника вуза приобретает все большую актуальность. Система образования может рассматриваться с позиции методологии синергетики, как открытая, самоорганизующаяся, нелинейная система. Положения теории самоорганизации применительно к образовательнойсистеме можно представить следующим образом:
- существование в системе нестабильных, неустойчивых состояний является условием ее стабильного и динамического развития;
- малые воздействия или процессы, происходящие на микроуровнях, могут стать для системы определяющими;
- будущее состояние системы как бы притягивает, организует, формирует ее существующее состояние;
- имеется поле путей развития системы, которое определяется ее внутренними свойствами и должно содержать в себе альтернативные пути;
- управление системой должно основываться на кооперативном воздействии
Главной целью (аттрактором) процесса обучения является социальный заказ общества на подготовку специалиста, способного методами новой информационной технологии решать задачи малого бизнеса.
Предложенная модель индивидуальной траектории образованиявыпускника вуза
Постановка задачи построения индивидуальной траектории образования выпускника вуза проводится с точки зрения синергетики.
Разрабатываетсятестовая моделиподготовкивыпускника вуза, которая должна учитывать как интересы студента, так и интересы общества. Исходя из этого рассматриваются ключевые свойства модели: интересы студента, интересы общества (социальный заказ), определённый уровень общей грамотности.
Анализ разработанной модели проводился в автоматизированной системе исследования динамических систем DESIR Пакет DESIR предназначен для численного исследования систем обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ) и отображений на IBM. Программа используется в научных исследованиях в ряде российских и зарубежных университетах.
Модель индивидуальной траектории подготовки выпускника вуза можнозадать дифференциальными уравнениями(1.1) – 1.(3):
,(1.1)
гдеy1- социальный заказ общества,
,(1.2)
гдеу2 – уровень общей грамотности,
,(1.3)
гдеу3 –профессиональная готовность выпускника.
Параметры:
P1 – знания, которые складываются из независимых переменных,
P2 – интересы общества,
P3 – социальные установки.
Независимые переменные:
x1 - фундаментальный блок — совокупность модулей дисциплин, без освоения которых невозможно изучать предметы основного блока. Модули поддерживающего блока формируют общенаучные компетенции выпускника;
x2 - гуманитарно?социальный, формирующий гуманитарные, общекультурные, социально-личностные и коммуникативные компетенции;
x3 - организационно-экономический блок, формирующий системные, организационно-управленческие и экономические компетенции;
x4 - основной профессиональный (теоретический) блок — совокупность модулей дисциплин, составляющих ядро основной образовательной программы и формирующих базовые общепрофессиональные и специальные компетенции выпускника;
x5 - практический блок, обеспечивающий перенос знаний на практику и включающий в себя базовые учебные и производственные практики, курсовую и выпускную работы.
Матрица Якоби для данной системы уравнений:
(1.4)
Исходные данные моделирования - параметры системы уравнений:
- количество уравнений = 3;
- тип = дифференциальные уравнения;
- число параметров = 3 и т.д..
График зависимости переменных y1, y2 и y3 от времени t имеет вид, как показано на рис. 1.1.На рис. 1.2 представлен график зависимости переменной y1 от времени t.Видно, что переменная y1 совершает колебания вокруг некоторой точки равновесия, с течением времени амплитуда колебаний возрастает.
На рис. 1.3 представлен график зависимости переменной y2 от времени t. Видно, что переменная y2 стремится по параболе к минус бесконечности.
Рисунок 1.1 - График зависимости переменных y1, y2 и y3 от времени
Рисунок 1.2 – Зависимость переменной y1 от t
Рисунок 1.3 – Зависимость переменной y2 от t
На рис. 1.4 представлен график зависимости переменной y3 от времени t. Видно, что переменная y3 всегда больше 0; видны колебания переменной y3 амплитуда которых с течением времени возрастает.
Рисунок 1.4 – Зависимость переменной y3 от t
При исследовании системы по Ляпунову проводится расчет показателей Ляпунова вдоль траектории системы. Предусмотрено два варианта: вычисление максимального показателя (ответ 'Y' на первый вопрос) или полного спектра показателей Ляпунова ('N'). Выбран второй вариант. На рис. 1.5 представлены значения показателей Ляпунова.
Рисунок 1.5 – Показатели Ляпунова
Так как два показателя имеют положительное значение, а другой отрицательное следует вывод, что в рассматриваемой системе уравнений отсутствуют странные аттракторы, что свидетельствует о возможностиуправления данной системой, то есть процессом обучения, где требования к выпускникам формируются в самой системе.
Тестовая модель подготовки выпускника вуза доказала возможность формирования индивидуальной траектории самим студентом.