Таблица 5. Карта компетенции (третий уровень)
-
-
Уровни овладения
|
Индикаторы
|
Дескрипторы
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
Третий уровень:
Использование логического анализа реальной ситуации или случая, чтобы найти оптимальное решение и генерировать новые идеи
|
владение приемами системного анализа
|
Не владеет методами системного анализа
|
Допускает ошибки при использовании методов системного анализа
|
Владеет методами системного анализа
|
Использует методы системного анализа для реальных систем
|
Критически относится к исходным данным, понимает, каких данных недостаточно для проведения полноценного анализа и знает пути их получения
|
Использование логических процедур для получения новых знаний
|
не в состоянии использовать логические процедуры для получения новых знаний
|
допускает ошибки в использовании логических процедур при получении новых знаний
|
умеет правильно обобщать факты для формулировки гипотез, находить способы доказательства и проверки истинности выдвинутых утверждений.
|
Критически относится к воспринимаемой информации, логически формулирует сомнения в истинности утверждения, находит логические способы проверки истинности.
|
Знает возможность и ограниченность формальной логики в получении нового знания, понимает философские основ логики в познании мира, владеет принципами неклассических логик
|
Использование моделей реальных систем для синтеза оптимальных решений в проблемных ситуациях
|
Не в состоянии найти оптимальное решение проблемной ситуации в реальной системе
|
При синтезе оптимального решения не учитывает весь комплекс определяющих факторов
|
Осуществляет синтез оптимального решения, используя различные модели системы и методы оптимизации при заданных критериях
|
Понимает относительность определения оптимальности. Формирует понимание оптимальности решения конкретной проблемной ситуации в реальной системе, находит оптимальное решение
|
Осуществляет комплексное решение проблемы, оптимальное для всех систем и ситуаций подобного типа
|
компетенции, приобретенные в рамках этого модуля, получают дальнейшее закрепление и углубление в рамках производственной практики и ИГА.
Реализация проектного метода в обучении, как уже отмечалось выше, позволяет расширить круг формируемых в рамках модуля компетенций. При этом дополнительно осваиваются следующие компетенции или части компетенций, рекомендованные предметной группой ИКТ в рамках проекта ТЮНИНГ:
способность анализировать предметную область, идентифицировать, классифицировать и описывать проблемы; находить методы и подходы к их решению; формировать требования
способность находить, обрабатывать и анализировать информацию из разных источников;
способность применять знания на практике.
Эти компетенции входят составными частями (подкомпетенциями) в компетенции СУОС. Первая – в компетенцию «Способность к ведению аналитической деятельности» (ПК8); вторая – в компетенцию «Способность к ведению научно-исследовательской деятельности» (ПК5); третья – в компетенцию «Способность к ведению проектной деятельности» (ПК7).
Следует отметить еще одну важную особенность настоящей основной образовательной программы. Система компетенций, составляющая ее основу и определенная СУОС, хорошо согласуется с профессиональной Европейской рамкой компетенций (ECF) в области ИКТ. В этой рамке определены укрупненные метакомпетенции, объединяющие в себе группы отдельных компетенций, в соответствии с бизнес-процессами для информационных систем. Всего выделено пять групп таких компетенций: А.ПЛАНИРОВАНИЕ, B.ВНЕДРЕНИЕ, C.ЗАПУСК, D.АДАПТАЦИЯ, E.УПРАВЛЕНИЕ. Эти метакомпетенции находят параллели в компетенциях для подготовки бакалавров, определяемых СУОС. Например, метакомпетенции A.ПЛАНИРОВАНИЕ можно сопоставить компетенцию «Способность к ведению аналитической деятельности» (ПК8); метакомпетенции B.ВНЕДРЕНИЕ сопоставить компетенцию «Способность к ведению проектной деятельности» (ПК7). Таким образом, реализация проектного подхода в обучении позволяет в рамках данного модуля формировать компетенции и части компетенций, отраженные в ECF.
В частности при формировании компетенции «Способность к ведению аналитической деятельности» (ПК8) как неотъемлемые составные части могут осваиваться компетенции A4 «Планирование проектов и выпуска продуктов» и E1 «Разработка прогнозов» по ECF, при формировании компетенции «Способность к ведению проектной деятельности» (ПК7) могут осваиваться компетенции B1 «Проектирование и разработка» и E2 «Управление проектами» по ECF.
Проведенный анализ компетенций позволяет адекватно определить место образовательного модуля «Математическое моделирование процессов отбора» в основной образовательной программе подготовки бакалавров по направлению «Фундаментальная информатика и информационные технологии», сформулировать его цели и задачи, входной уровень подготовки, результаты обучения и подобрать соответствующие им средства обучения. Все это приводит к методически корректной разработке программы данного модуля.
Учебный материал модуля хорошо согласуется с учебным планом подготовки бакалавров и магистров по направлениям «Прикладная математика и информатика» и «Фундаментальная информатика и информационные технологии». Он опирается на достигнутый уровень формирования компетенций при изучении базовых математических дисциплин – математического анализа, дифференциальных уравнений, теории вероятностей и математической статистики, теории оптимизации, функционального анализа.
2. ПРОГРАММА МОДУЛЯ «МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОТБОРА»
Прежде, чем приступать к формулировке методических указаний, касающихся непосредственно организации проектно-ориентированного обучения, необходимо подробно рассмотреть программу модуля, в рамках которого предполагается такое обучение, для того, чтобы определить место, цели и задачи этого обучения в реализации общих образовательных целей.
2.1. Цели и задачи освоения модуля
Основная цель модуля состоит в освоении указанных общекультурных и профессиональных компетенций, позволяющих выполнять соответствующие виды профессиональной деятельности: проектную, аналитическую, научно-исследовательскую. Это осуществляется путем изучения математических моделей процессов отбора, на примере которых демонстрируются методы и средства математического моделирования, основанные на применении знаний, полученных при изучении базовых математических дисциплин, что соответствует целям обучения студентов по данному направлению. Непосредственная образовательная цель модуля заключается в том, чтобы сформировать у обучающихся четкое понимание основных концепций и парадигм процессов отбора, их фундаментального значения в функционировании информационных систем всех уровней, дать знания методов моделирования, анализа и синтеза таких систем, привить навыки практического применения результатов такого моделирования при разработке реальных информационных систем.
Основными задачами модуля являются:
формирование способности понимать широту и ограниченность применения математики к исследованию процессов и явлений в природе и обществе;
формирование способности понимать границы использования математических методов;
формирование способности разрабатывать математические модели реальных процессов и ситуаций;
формирование способности применять компьютерные математические программы при решении задач;
формирование способности критически осмысливать полученные знания;
формирование способности передавать результат проведенных исследований в виде конкретных рекомендаций в терминах предметной области знания;
формирование способности критически относится к воспринимаемой информации, логически формулировать сомнения в истинности утверждения, находить логические способы проверки истинности;
формирование понимания относительности определения оптимальности;
формирование способности формировать понимание оптимальности решения в реальной проблемной ситуации, находить оптимальное решение.
Кроме того в процессе освоения модуля решаются следующие задачи обучения:
развитие навыков построения математических моделей в виде систем дифференциальных уравнений на единичном симплексе;
изучение методов анализа систем дифференциальных уравнений на единичном симплексе;
приобретение умений применять изученные методы для анализа моделей реальных процессов;
приобретение умений анализа системы критериев поведения реальной системы; умений находить математическое выражение показателя ее эффективного функционирования
освоение методов решения поставленной оптимизационной задачи
приобретение умений анализа функционирования информационной системы с точки зрения процессов отбора
формирование навыков разработки информационные системы на основе процессов отбора.
Реализация проектного обучения расширяет круг задач, который можно решать в рамках данного модуля. В частности в этом случае к задачам также относятся:
формирование способности анализировать предметную область, идентифицировать, классифицировать и описывать проблемы; находить методы и подходы к их решению; формировать требования;
формирование способности находить, обрабатывать и анализировать информацию из разных источников;
формирование способности применять знания на практике;
формирование способности планирования проектов;
формирование способности разработки прогнозов;
формирование способности реализации проектов;
формирование способности управления проектами.
2.2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Математическое моделирование процессов отбора» разработана для студентов 3 курса, обучающихся по направлению «Фундаментальная информатика и информационные технологии» и читается в 5 и 6 семестрах обучения. Данная дисциплина входит в цикл математических и естественнонаучных дисциплин, относится к группе дисциплин, изучаемых по выбору студента.
Учебный материал хорошо согласуется с учебным планом подготовки бакалавра по направлению «Фундаментальная информатика и информационные технологии». Эта дисциплина изучается на основе достигнутого уровня формирования компетенций при изучении базовых математических дисциплин – математического анализа I, математического анализа II, кратных интегралов и рядов, дифференциальных уравнений, геометрии и алгебры. Материал дисциплины связан с математическими курсами теории вероятностей и математической статистики, теории оптимизации, функциональным анализом, теорией игр и исследованием операций, а также с курсами концепций современного естествознания, экономики, физики, теории информации, интеллектуальных систем. Важной особенностью курса является то обстоятельство, что его материал содержит большое количество примеров, которые могут быть использованы при изучении указанных дисциплин. Формирование компетенций, происходящее во время изучения данной дисциплины, приобретают окончательное завершение при прохождении производственной практики и в ходе итоговой государственной аттестации.
2.3. Требования к результатам освоения дисциплины (модуля). Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля)
В рамках данного модуля формируется следующая общекультурная компетенция на третьем уровне мастерства (на уровне эксперта):
владение общей культурой мышления, способность к восприятию, обобщению и анализу информации (ОК1)
В рамках данного модуля формируются следующая профессиональная компетенция на третьем уровне мастерства (на уровне эксперта):
способность понимать и применять в исследовательской и прикладной деятельности современный математический аппарат и основные законы естествознания (ПК3)
Кроме того в рамках данного модуля углубляются следующие профессиональные компетенции (на третьем уровне мастерства – уровне эксперта):
способность к ведению научно-исследовательской деятельности (ПК5)
способность к ведению аналитической деятельности (ПК8)
Если же при освоении модуля используется метод проектно-ориентированного обучения, то это позволяет углубить еще одну профессиональную компетенцию (на тертьем уровне мастерства – уровне эксперта):
способность к ведению проектной деятельности (ПК7)
При этом образовательные ресурсы модуля следующим образом распределяются по формируемым компетенциям:
Код компетенции по образовательному стандарту (СУОС)
|
Название компетенции
|
Уровень мастерства
|
Доля образовательных ресурсов модуля, направленных на формирование (углубление) данной компетенции (в %)
|
ОК1
|
владение общей культурой мышления, способность к восприятию, обобщению и анализу информации
|
Третий
|
20%
|
ПК3
|
способность понимать и применять в исследовательской и прикладной деятельности современный математический аппарат и основные законы естествознания
|
Третий
|
50%
|
ПК5
|
способность к ведению научно-исследовательской деятельности
|
Третий
|
10%
|
ПК7
|
способность к ведению проектной деятельности
|
Третий
|
10%
|
ПК8
|
способность к ведению аналитической деятельности
|
Третий
|
10%
|
|
