Модель развития инженерной компетентности будущего бакалавра на основе интеграции педагогических средств

Реализацию разработанных в предыдущем параграфе положений для развития инженерной компетентности будущего бакалавра, также как и организацию результативной самостоятельной работы обучающегося невозможно осуществить без разработки соответствующей педагогической модели. Эта модель кроме структурного наполнения должна описывать динамику образовательного процесса с необходимой и своевременной коррекцией педагогических средств. В конце параграфа отдельное исследование посвящено моделированию образовательного процесса с целью прогнозирования его результатов и их улучшения при различных влияющих факторах.

В «Советском энциклопедическом словаре» модель (от лат. modulus - мера, образец) в широком смысле - «любой образ» (мысленный или условный: изображение, описание, схема, чертеж, график, план, карта ) какого-либо объекта, процесса или явления («оригинала» данной модели), используемый в качестве его «заместителя», «представителя» [151].

Под моделированием понимается процесс построения и исследования моделей. При определении понятия «учебная модель» значимым является то, чтобы характеристики модели в учебном смысле легче воспринимались бы дидактически, чем сходные или идентичные характеристики в самом объекте. Структура дидактической модели содержит меньше элементов, чем сам объект. Исследования подтверждают, что применение моделирования как метода обучения приводит к существенному повышению эффективности обучения. Оно вес шире используется в педагогической науке потому, что как, например, указывает П.Ю. Романов «модель -это нс только способ схематичного и четкого представления целостного явления для упрощения понимания сложно-организованных систем, но и возможность ясно представить целостную картину изучаемой сферы и сузить зону экспериментальнотеоретического поиска» [139].

По мнению авторов А.М. Новикова и Д.А. Новикова «модели носят нормативный характер для дальнейшей деятельности, играют роль стандарта, образца, под который «подгоняется» в последствии как сама деятельность, так и се результаты» [116]. Таким образом, модель в педагогике выполняет две функции, реализуемые независимо или одновременно, модель - эталон для достижения цели и модель - инструмент ее достижения, то есть в педагогике под моделью обычно понимается как идеальный результат, так и процесс который к нему ведет.

По мнению В.А. Штоффа в исследовании модели важны следующие признаки:

• - отражение и воспроизведение изучаемого объекта, процесса в модели;
• - способность к замещению познаваемого объекта, процесса;
• - способность давать новую информацию (повое знание об объекте);
• - наличие точных условий и правил построения модели и перехода от информации о модели к информации об объекте [186].

Учитывая вышесказанное, разработаем модель развития инженерной компетентности будущего бакалавра на основе интегративного подхода, который является здесь средством согласования творческого и технологического компонентов образовательного процесса.

Как было показано в первом параграфе данной главы можно выделить два аспекта в понятии компетентности будущего бакалавра, отражающие совокупность его знаний, умений и опыта профессиональной деятельности (когнитивнооперациональный аспект) и совокупность личностных качеств будущего бакалавра, связанных со способностью применять полученные знания (профессиональноличностный аспект). В этом интегрированность понятия инженерной компетентности.

Знания, даже структурированные по темам, собираются в сознании личности в виде неформализованного множества, которое без применения при решении конкретных задач «размывается и тонет» в общем потоке информации. Закрепить знания и увязать их в стройную систему можно созданием или творением чего-то обязательно нового для обучающегося, связанного с использованием полученных знаний.

Процессу передачи знаний, который можно осуществить на основе адекватной педагогической технологии, необходима соответствующая творческая компонента в обучении. Целесообразно технологическую и творческую составляющие образовательного процесса рассматривать в качестве двух взаимодополняющих инструментов.

Указанная перспектива взаимного дополнения этих инструментов при развитии инженерной компетентности не возникает автоматически, поэтому необходимо ответить на вопросы, связанные с моментом и мерой воздействия каждого из них.

Технологические приемы обучения влияют не только на процесс усвоения знаний, но и развивают, в некоторой степени, личностные качества обучающегося, также как творческие приемы не только развивают личностные качества, но влияют на усвоение знаний. Пренебрегая этим взаимовлиянием, можно считать в первом приближении два этих воздействия независимыми. Тогда возникает возможность отдельно оценивать результат образовательного процесса в отношении когнитивнооперационального и профессионально-личностного аспектов на основе соответствующего мониторинга и по этой оценке корректировать меру воздействия того или иного из указанных инструментов, а также изменять сам инструмент в случае необходимости.

Оценки, получаемые в ходе мониторинга, необходимо сравнивать с требованиями к уровню инженерной компетентности на каждом этапе образовательного процесса. В свою очередь эти требования вырабатываются на более высоком уровне, при разработке стратегии развития инженерной компетентности. Такую схему логично назвать двухаспектной, иерархической. При возникновении отклонений по каждому из аспектов имеется возможность изменения воздействия на образовательный процесс, либо изменением технологии обучения, либо применяемым уровнем творчества. Кроме того, имеется общий организационно-педагогический ресурс, который должен перераспределяться и дополнительно изменять меру воздействия указанных инструментов до тех пор, пока выявленное отклонение не будет устранено. Описанный процесс развития инженерной компетентности можно представить в виде модели, изображенной на рисунке 6.

те - уровень технологии

тв - уровень творчества

Рисунок 6 - Модель организации взаимодействия педагогических средств в процессе развития инженерной компетентности будущего бакалавра

Естественно чем больше отклонения, тем более длительным и интенсивным должно быть воздействие соответствующего инструмента. Если с длительностью воздействия вес понятно, то интенсивность воздействия педагогической технологии и творческих методов необходимо регулировать.

Технологии обучения, в зависимости от их вида могут иметь разную силу дидактического воздействия и соответственно разный вклад в итоговую инженерную компетентность, по этому признаку необходимо их классифицировать. Упрощенная классификация с этой точки зрения подходящая более всего. В соответствии с ней различают: технологии объяснительно-иллюстративного обучения; личностноориентированные технологии обучения; технологии развивающего обучения.

Вид применяемой технологии в сильной степени зависит не только от уровня подготовки будущих бакалавров, но и от содержания передаваемых знаний. Если изучаемый материал не очень сложный, то он легко может быть освоен па основе объяснительно-иллюстративной технологии. Более сложные знания могут потребовать личностно-ориентированного подхода.

Наконец, сложные знания в сочетании с неготовностью аудитории требуют применения технологии развивающего обучения. При этом более высокий уровень технологии органично включает предыдущие более низкие. Схема такой процедуры выбора технологии изображена на рисунке 7.

развивающее обучение

лич ностно-ориенти-рованнос обучение

Выбор технологии обучения

объяснительно-иллюстративное обучение

Рисунок 7 - Схема выбора педагогической технологии

Эта процедура подтверждается мнением В.В. Кузнецова [91] «метод обучения должен быть обусловлен характером содержания учебного материала (формы выражения закономерностей и связей, логики построения и так далее) ...метод обучения имеет свои особенности, обусловленные спецификой объекта, на который должно быть направлено действие».

Рисунок 8 - Структурная модель, направляемого стандартом, развития инженерной компетентности бакалавров техники и технологий

Творчество, в зависимости от уровня, заложенного в образовательном процессе, так же может иметь разную силу дидактического воздействия. Существует четыре общепринятых уровня творческой деятельности: репродукция, модернизация, продукция и новация. Указанные уровни имеют возрастающую степень влияния на развиваемые аспекты профессионально-личностных качеств.

Опираясь на модель организации взаимодействия педагогических средств в процессе развития инженерной компетентности будущего бакалавра, можно разработать структурную модель развития инженерной компетентности - рисунок 8.

По мнению Д.В. Чернилевского в состав структурной модели входит «детализированное содержание образования, дидактические процессы, организационные формы и средства образования» и, если цели образования стандартизированы нормативными документами, то выбор дидактических процессов, организационных форм и средств образования определяется конкретными условиями отдельных учебных заведений [180].

В соответствии с этим в структуру педагогической системы развития инженерной компетентности должны входить: федеральный государственный стандарт с установленными в нем компетенциями - в качестве «детализированного содержания образования», комплекс методических приемов учебной, самостоятельной и квази-профессиональной деятельности, который позволяет осуществить адекватные дидактические процессы, совокупность способов интеграции информации, знаний, умений, а также совокупность творческих методов.

Однако дидактические процессы должны проводиться при условии созидательно-руководящей деятельности преподавателей, а для создания системной обратной связи в этих процесса должен быть разработан комплекс оценочных средств. В связи с этим структура педагогической системы развития инженерной компетентности должна содержать описание фаз и уровней эталонного развития компетенций, комплекс оценочных средств, а также идеальный конечный результат.

В данном исследовании важным является представление В.С. Ильина и Н.К. Сергеева о структуре модели формирования личностных качеств, которая должна отвечать следующим требованиям:

1) соответствовать объективной логике становления и развития исследуемого личностного качества;

• 2) носить этапный характер;
• 3) отражать количественно-качественные изменения личности;
• 4) иметь целостный характер в аспекте «статической структуры процесса», включающей: изучение исходного состояния - постановка целей и задач - отбор и конструирование системных средств - применение (реализация) этой системы, включая коррекцию процесса по ходу - анализ результатов;
• 5) иметь целостный характер в аспекте «динамической структуры процесса», отражаемой последовательной сменой этапов и стадий процесса, с преемственной связью их задач, системой средств их решения, условий эффективного достижения результатов [18];

В соответствии с этим, разработанная модель представляется двумя уровнями иерархии (рисунок 9).

Целью верхнего уровня является разработка программы развития инженерной Последняя заключается в готовности решать актуальные и перспективные инженерные задачи с наивысшим качеством, осознавая социальную значимость и личную ответственность за результаты профессиональной деятельности, необходимость постоянного самосовершенствования и ориентацию на профессиональную успешность [121].

Для развития у будущего бакалавра высокого уровня инженерной компетентности необходима целенаправленная работа по формированию когнитивнооперационального и профессионально-личностного компонентов в ходе усвоения определенного объема знаний и решения комплекса многоуровневых профессионально-ориентированных инженерных задач. При этом в программу развития инженерной компетентности закладываются принципы модульности, технологичности, интеграции и самореализации, реализуются подходы - компетентностный, субъектный, модульный. Все это обеспечивает целостность и эффективность процесса развития инженерной компетентности будущих бакалавров в процессе профессиональной подготовки в вузе. Каждый из используемых в модели развития инженерной

Программа развития компетентности будущего бакалавра, представленная в виде совокупности тем и педагогических средств, включающая этапы: начальный, прогрессивный и заключительный

Цель - обеспечение организационно-педагогических условий развития инженерной компетентности

Выбор педагогических средств

Ж

Формы: учебная и квазипро-фсссиональная деятельность

Методы: традиционные, активные, рефлексивные, проектов, заданное обучение

Средства: информационнотехнологические, методическое обеспечение, образовательная среда

Организация обратной связи по когнитивно-операциональному и профессионально-личностному компонентам

Критерии: мера усвоения знаний, уровень достигнутой креативности

Результат - инженерная компетентность бакалавров

Рисунок 9 - Модель развития инженерной компетентности будущего бакалавра на основе интеграции педагогических средств компетентности будущего бакалавра принципов призван дисциплинировать свою сторону образовательного процесса.

Принцип модульности требует выделения изучаемых тем, их последовательной реализации в процессе развития инженерной компетентности будущих бакалавров с оценкой результативности этой реализации и проведение внутренней коррекции по результатам этой оценки.

Принцип технологичности требует выполнения всех операций образовательного процесса, выдерживания всех режимных значений, включенных в учебный план, с оптимальным использованием всех образовательных ресурсов, со стремлением к гарантированному обеспечению инженерной компетентности выпускников.

Принцип интеграции требует структурно-логического объединения дисциплин, отвечающих за развитие конкретных компетенций. При этом появляется возможность гармоничного перераспределения задач развития различных аспектов выбранной компетенции между интегрируемыми дисциплинами.

Принцип самореализации обеспечивает возможность обучающимся самостоятельного развития личностных качеств, определения методов, средств, форм своей образовательной деятельности и на этой основе самореализации потребности личного развития в первую очередь в профессиональном отношении.

Блок организационно-педагогических условий включает оценку и использование совокупности факторов результативности в отношении сформированности инженерной компетентности будущего бакалавра. К ним относятся субъективные и объективные требования и предпосылки, реализация которых обеспечивает целенаправленность и эффективность развития инженерной компетентности и соответствующую организацию образовательного процесса.

В результате достижения цели верхнего уровня составляется план развития инженерной компетентности, состоящий из тем и педагогических средств, в каждой из которых не только определено количество передаваемых знаний и представленных к решению творческих задач, но рекомендованы соответствующие педагогические инструменты, равно как добавлены средства активизации, формирования культуры и умений самостоятельной интеллектуальной деятельности обучающихся, актуализации потребности в личностном и профессиональном самопознании, саморазвитии, самосовершенствовании, а также уровни компетенций, достигаемых в процессе прохождения каждой части стратегии.

Развитие инженерной компетентности будущих бакалавров обеспечивается реализацией трех этапов: начального, прогрессивного и заключительного. Каждый из этапов обусловливает достигаемую в процессе его прохождения цель, выбираемые педагогические средства, назначаемые уровни развития компетенций будущих бакалавров. На начальном этапе происходит адаптация будущих бакалавров к образовательному процессу в вузе, введение в выбранную специальность. На прогрессивном этапе происходит основное возрастание инженерной компетентности будущего бакалавра. Наконец, на заключительном этапе окончательно формируются профессиональные качества выпускника.

Целью нижнего уровня в модели является реализация плана преподавания дисциплин, поэтапно развивающего инженерную компетенцию обучающихся. Отличительной особенностью уровня является регулярная организация обратной связи с оцениванием результатов отдельно по когнитивно-операциональной и профессионально-личностной составляющим компетентности и коррекция педагогических инструментов в зависимости от результатов этого оценивания.

На этом уровне образовательный процесс организуется циклически с проведением многократной коррекции используемых педагогических инструментов с целью их адаптации к изменяющимся условиям. В результате должны не только усваиваться знания, вырабатываться умения и появляться опыт, но и формироваться готовность использовать приобретенные знания, развиваться умение адекватно оценивать свои возможности и с учетом этого проектировать свою профессиональную деятельность.

В ФГОС ВПО заложен большой интегративный потенциал, требующий усиления возможности для междисциплинарного переноса знаний. Виктор Садовничий, ректор МГУ выразил свое видение новой модели построения университета 21-го века следующим образом - «мы должны готовить специалистов на основе глубоких фундаментальных знаний. Я вижу университет будущего, построенный на так называемом «правиле треугольника». Первая сторона - это глубокая фундаментальная подготовка, вторая сторона - это своего рода научная клиника - то есть изучение и исследования всего многообразия человека. Третья сторона - технологическая, то есть знания, которые применяются к каким-то новым технологиям. Еще одно главное правило университета будущего - это междисциплинарность».

Образование в вузе часто используется неэффективно: преподаватели отдельных дисциплин имеют частичное представление о содержании курсов по другим дисциплинам. Это проблему можно снять, используя метасистемный подход (наддисциплинарная связь). И профессиональная, и креативная компетентности имеют интегративную природу.

Разделяя позицию большинства исследователей (Э.де.Бопо, Д.Б. Богоявленской, А. Маслоу, Я.А. Пономарева, М.А. Холодной и др.) в том что креативные способности человека с помощью специально организованных занятий и создания творческой среды могут быть улучшены, мы предположили, что, определив критерии и показатели креативной компетентности будущих бакалавров техники и технологий, стадии се формирования, с помощью специальных методов, и педагогических средств можно успешно развивать креативность.

Превращая профессиональную деятельность в сферу самореализации, личность самосовершенствуется, самоактуализируется. По А. Маслоу, самоактуализация - это работа над тем, к чему стремится человек [99].

Исходя из сказанного, можно выбрать критерий сформированное™ креативности в качестве меры успешности реализации разработанной последовательности частей стратегии.

Процесс развития инженерной компетентности можно более наглядно представить в виде сужающейся стрелки - рисунок 10.

Этот рисунок отражает три главных аспекта образовательного процесса, основанного на реализации последовательности тем: спирально развивающуюся обратную связь, прогрессивно уменьшающуюся диффузность инженерной компетентности, двухкритериальную оценку уровня развития инженерной компетентности будущих бакалавров.

Такое представление подсказывает простой критерий оценки когнитино-опсрациональной составляющей инженерной компетентности в виде отношения

ПО - период обучения

Рисунок 10 - Модель динамики развития инженерной компетентности будущих бакалавров

дисперсии /)_вых, полученных будущими бакалаврами оценок, на выходе реализуемой части стратегии ко входной дисперсии D_BX, его можно назвать дисперсионным критерием:

к = ^ (1)

Профессионально-личностную составляющую при этом можно оценивать в баллах по ответам на вопросы анкеты, в которой самые высокие баллы отдаются самым креативным ответам.

Возвращаясь к моделированию образовательного процесса, рассмотрим его с другой стороны. Главная задача преподавателя - способствовать глубокому усвоению знаний по своему предмету группой обучающихся, независимо от мотивации, начальных знаний и личных качеств каждого в группе, а также их взаимодействия. При этом надо усилить мотивацию к обучению, нарастить и углубить знания и развить личностные качества обучающегося. Для каждого действия необходимо применять адекватные инструменты. Координированное взаимодействие этих инструментов - предмет исследования в данной работе. Прямые эксперименты в этом направлении длительны, проводятся под влиянием трудно разделимых факторов, имеют смешанные результаты. К тому же процесс обучения в вузе имеет специфические черты, повышающие необходимость его моделирования. Сюда относятся длительность его реализации и получение результата зачастую лишь в конце на экзамене или зачете, разовое проведение, исключающее наблюдение за результатами усовершенствований на одних и тех же обучающихся, комплексность процесса, нс позволяющая выделить в «чистом виде» влияние опытности преподавателя, выбранных инструментов обучения, распределения сложности по периоду обучения, личных качеств обучающегося и др.

В таких условиях, необходимо использовать инструменты моделирования для выявления основных закономерностей, способствующих глубокому усвоению материала и управлять процессом обучения в соответствии с этими закономерностями по некоторой субоптимальной траектории, заведомо приводящей к лучшему результату. Моделирование процесса обучения позволит изучать и анализировать раздельное влияние различных факторов, выбирать оптимальные стратегии и методы обучения, оперативно реагировать на изменяющиеся требования к процессу образования.

В связи с этим необходимо ответить на следующие три вопроса: что моделировать; каким инструментом; для чего нужна модель.

Объектом моделирования естественно должна быть педагогическая система, но то какие элементы должны в нее входить обусловлено целью моделирования. Выберем целью наибольшую степень усвоения преподаваемого материала. Тогда в систему необходимо включить обучающихся, степень их мотивированности, направленность и глубину взаимодействия, опыт преподавателя, сложность изучаемого материала, а также методы обучения.

В качестве инструмента моделирования сложной системы, выступает методология построения нового класса моделей - агент-ориентированных (далее - АОМ), известных в зарубежной литературе как Agent-Based Modeling (сокр. ABM) и перспективных для педагогики.

Среди классиков агент-ориентированного моделирования можно выделить Р. Аксельрода, Л. Тасфатсона, Р. Экстела, Дж. Эпштейна. В России данное направление только начинает активно развиваться. Так, среди отечественных ученых можно выделить В.Л. Макарова, А.Р. Бахтизина, М.С. Бурцева, Ю.Н. Гаврильца,

С.И. Паринова.

АОМ уже применялись к процессу обучения. Модель включала студентов, профессоров, знания и денежные средства.

В другой модели выделены и описаны роли взаимодействующих должностных лиц и сотрудников кафедры: студента, лектора, лаборанта, ассистента. К положительным сторонам работы относятся подробное описание ролей на примере роли «Студент», примеры протоколов взаимодействия, описанные в соответствии с методологией «Gaia» - модели агентов системы, модели услуг и модели связей. Однако совсем не рассматриваются методы обучения, квалификация преподавателей, взаимодействия между студентами.

Многие работы посвящены анализу как теоретических, так и практических особенностей использования агентных технологий в компьютерной системе поддержки дистанционного обучения. Одна из моделей мультиагентной системы построена с учетом основных характерных черт дистанционного образования - гибкости, модульности, параллельности, технологичности. Однако здесь рассматривается только внутрисстсвос взаимодействие на уровне пересылки работ и их оценки.

Обучающиеся, как активные участники процесса - агенты, характеризуются двумя качествами: степенью системно-логического мышления и самостоятельностью (творческим подходом) при изучении материала. Именно эти качества выбраны в связи с разделением методов обучения описанным ниже. Конечно, в реалии у них очень много и других качеств, но, с точки зрения глубины усвоения материала преподаваемой дисциплины и простоты модели - это главные. При этом можно рассматривать два варианта распределения способностей по группе с большой и малой дисперсией.

Кроме того, необходимо задавать уровень и направленность взаимодействия с другими обучающимися, учитывая, что оно может способствовать, а может и препятствовать усвоению знаний.

На результаты обучения может влиять наличие лидера (положительного или отрицательного), наличие подгрупп в учебной группе и даже в «ровной» группе вероятностные связи между обучающимися.

Очевидно, влияние лидера будет распространяться на всю группу по-разному. Его можно моделировать гауссовским распределением с различной дисперсией. При малой дисперсии рядом с лидером лишь несколько друзей, при большой дисперсии все попадают под влияние лидера.

Степень влияния можно оценить значением функции Гаусса в зависимости от степени удаления от лидера.

При наличии в группе подгрупп по интересам можно также выделять лидеров в подгруппе или рассматривать ровную подгруппу без лидера. Влияние подгрупп друг на друга можно оценивать в среднем, моделируя при этом дух соревновательности. С другой стороны, конкуренция может мешать процессу обучения.

Наконец, если группа «ровная», без ярко выраженного лидера, связи в ней возникают вероятностным образом, также как и степень их влияния и направление воздействия - положительное или отрицательное. Такую модель можно организовать с помощью генератора случайных чисел, регулируя при этом величину охвата обучающихся количеством этих связей - рисунок 11.

На рисунке 11 представлено несколько видов связей: одиночные, взаимные, двунаправленные. Все они могут быть как положительными, так и отрицательными.

Рисунок 11 - Взаимодействие обучающихся в «ровной» группе

В начале каждого периода необходимо задавать вероятность взаимодействия пар студентов, считая при этом, что отрицательное и положительное влияние распределено поровну.

Преподаватель характеризуется своим опытом и может благоприятствовать более глубокому усвоению материала, либо затруднять его, поэтому опыт можно задавать двумя уровнями. Другие качества преподавателя опускаем при моделировании, хотя на более детальном уровне и постановке других целей они могут быть важны.

Методы обучения могут использовать в большей степени педагогические технологии или творческие приемы. Поскольку технология и творчество являются диалектическими противоположностями [13], ни один из этих способов получения результата - усвоение материала дисциплины, нс может быть исключен из рассмотрсния в связи с законом единства и борьбы противоположностей, но их соотношение можно задавать равенством или соотношения один к двум.

Сложность изучаемого материала может быть по-разному распределена на протяжении периода обучения - она может быть примерно равной в разные моменты обучения, плавно нарастать, иметь максимум в середине периода или каким-либо способом колебаться.

В авторскую модель дополнительно включены: метод обучения, готовность каждого обучающегося к усвоению материала в системно-логической или творческой формах, опытность преподавателя, распределение степени сложности материала по периоду обучения. Глубина усвоения материала оценивалась степенью отставания обучающегося.

Однако вопросы текущего контроля компетентности и переключения инструментов непосредственно в процессе обучения с точки зрения их влияния на результаты обучения остались невыясненными.

Так же каждому из агентов в соответствии с тем или иным законом распределения необходимо присвоить уровень качеств в области системно-логического и творческого подходов к освоению материала дисциплины, как обсуждено выше. Кроме этих факторов, необходимо дополнительно задать взаимосвязи между студентами, которые будут способствовать усвоению знаний или ухудшать условия их восприятия. Вероятностное воздействие этого фактора можно реализовать с помощью генератора случайных чисел.

Очевидно, слабая степень усвоения материала конкретных лекций будет приводить к отставанию обучающегося. Поэтому период обучения можно разбить на несколько интервалов и на каждом интервале оценивать глубину усвоения материала каждым агентом, затем с помощью пороговой операции определять какой из агентов переходит на следующий интервал, а какой задержится на данном.

По прошествии всех периодов можно определить долю агентов в группе с достаточной глубиной усвоения всего материала и по этой величине судить о соответствии: метода обучения, распределения сложности материала дисциплины по периоду обучения, готовности группы к экзамену, глубине влияния взаимосвязей между агентами внутри группы на результаты усвоения материала и т.д.

Одновременно необходимо оценивать уровень мотивации и профессиональноличностную компоненту компетентности и при их несоответствии заранее спланированной стратегии производить переключение соответствующих инструментов.

Таким образом, оценкой качества координирования инструментов может стать разность в уровне компетентности при наличии таких переключений со случаем их отсутствия. Моделирование может быть полезно преподавателю при разработке стратегии преподавания дисциплины, позволяя заранее адаптировать распределение сложности материала и выбирать адекватный метод обучения, а так же момент его переключения иод конкретную группу студентов.

Продолжая исследование, остановимся подробнее на методах, позволяющих осуществить непосредственное моделирование процесса обучения.

Удобнее всего реализовать программу АОМ на основе цикла по периодам, на которые разбит весь процесс обучения по конкретной дисциплине. При этом за цикл необходимо вывести факторы, воздействующие на всю группу обучающихся: метод обучения, опытность и коммуникативность преподавателя, распределение сложности по курсу, а также определение взаимосвязей обучающихся с преподавателем и друг с другом. Внутри цикла определяем результат обучения в данном периоде и принимаем решение о переводе обучающихся в следующий период.

Назначение обучающимся личных качеств - системно-логических и самостоятельно-творческих можно осуществить с помощью генератора случайных чисел последовательно. Для этого необходимо каждому обучающемуся присвоить уникальный номер, а число, порожденное генератором однозначно привести к заданным номерам. Количество генерирований в первом и во втором случае определит глубину назначения качеств в данной группе. При этом возможны ситуации, при которых обучающийся будет иметь оба качества. Тогда группу можно поделить на четыре класса: обучающихся, не имеющих никаких качеств, имеющих или первое или второе, наконец, имеющих и первое и второе качества. Коэффициенты усвоения знаний для каждого класса необходимо выбрать свои, при этом самое высокое значение они будут иметь, когда обучающийся обладает только одним качеством, а у не имеющих никаких качеств равны нулю.

Назначение взаимодействий между обучающимися производится за три использования генератора случайных чисел: выбор первой стороны, выбор второй стороны и выбор направления взаимодействия, а также его знака.

Результат обучения в данном периоде может быть определен простым перемножением коэффициентов в цикле, организованном по каждому обучающемуся. При этом совпадение метода обучения и личных качеств обучающегося должно повышать результат больше всего, поэтому назначение адекватных коэффициентов осуществляется двумя условными переходами, проверяющими совпадение фактора и личных качеств обучающегося.

Сложность материала в данном периоде должна действовать в обратной зависимости и шкалу этого воздействия можно выбрать линейной. Снижение знаний при отсутствии личных качеств, при высокой сложности материала, должно быть самым значительным.

Взаимодействие с преподавателем назначается таким же методом, как и взаимодействие обучающихся друг с другом - с помощью генератора случайных чисел. При этом преподаватель может существенно повлиять на обучающихся, не имеющих личных качеств, как в положительную, так и в отрицательную сторону.

Решение о переводе обучающегося на следующий период обучения принимается в случае превышения его знаниями некоторого заранее заданного порога. При этом вычисления производятся по материалу текущего периода, а перевод осуществляется на следующий для обучающегося период. Таким образом, у отстающих допускаются пробелы в знаниях некоторых разделов дисциплины.

В конце прохождения периодов можно по распределению обучающихся по всему процессу обучения судить о правильности выбранного метода обучения, об адекватности распределения сложности материала по всему процессу обучения и о правильности поведения преподавателя по отношению к конкретной группе обуча ющихся. Для наглядности распределение можно вывести в виде гистограммы, тогда равномерное распределение обучающихся на протяжении всего процесса обучения будет свидетельствовать о неудаче выбранных педагогических средств, поскольку большая часть студентов отстала в усвоении материала дисциплины. И только ярко выраженный максимум, приближенный к последним периодам обучения будет свидетельством, что основная часть группы выйдет на экзамен подготовленной.

Вид гистограммы результатов моделирования

Поскольку АОМ относится к имитационному моделированию, процедуру придется повторить достаточно большое количество раз и результаты осреднить по этим процедурам. Если необходимо исследовать влияние конкретного фактора на результат обучения, то изменять нужно только его, а остальные факторы необходимо зафиксировать, остановив работу генератора случайных чисел.

Разработанное методическое обеспечение агент-ориентированного моделирования процесса обучения позволяет преподавателю заранее планировать учебный процесс и проводить его наилучшим образом, привязывая педагогические инструменты и личный опыт к особенностям приходящей на обучение группы обучающихся, на основе предварительно проведенного исследования с параметрами модели, обусловленными этой группой.

Таким образом, моделирование процесса развития инженерной компетентности будущего бакалавра на основе интеграции педагогических средств позволяет выявить этапность, динамику и вести образовательный процесс результативно.