Развитие любой страны определяется благосостоянием народа и обороноспособностью. Его можно представить, как движение поезда приводимого «локомотивом» (промышленностью), для которого движущей силой является образование.
В предыдущих статьях авторов [3, 4, 5] изложена сущность приложения методов системного анализа, оптимизации и математического моделирования к учебному процессу в ВУЗе.
Цель исследования: В настоящей статье подробно моделируется процесс становления студента в специалиста.
Материалы
и методы исследования
В работе использовались теоретические методы исследования, основанные на математическом моделировании и системном анализе.
Результаты исследования
и их обсуждение
В структуре ВУЗа [3], (рис. 1) важным элементом всей системы является студент.
Рассмотрим на основании системного подхода структурную схему системы «студент». Главной задачей студента является учебный процесс и от его уровня зависит качественная подготовка специалиста. Условно, для данной системы факторы, влияющие на уровень подготовки специалиста можно разделить на прямые и косвенные. Это не значит, что косвенные факторы относятся к второстепенным. К прямым мы отнесем факторы, определяемые в системе «преподаватель – студент», а к косвенным факторы, которые имеют не прямое действие на уровень обучения. В данной работе остановимся на исследовании элементов системы «студент» (рис. 2).
Рис. 1. Структурная схема «Вуз»
Рис. 2. Структурная схема системы «Студент»
Проанализируем элементы системы «студент» для оптимизации получения квалифицированного специалиста. Под оптимальной системой будем понимать такую допустимую систему, которая является наилучшей с точки зрения выбранного критерия оптимальности. В процессе оптимизации ключевыми являются целевая функция, критерий оптимизации, ограничения, допустимые системы, управляющие функции. В условиях рынка критерием оптимизации имеем минимум отношения «цена/качество», где под «ценой» понимаем стоимость всего курса обучения студента. Поэтому в качестве целевой функции принимаем стоимость подготовки специалиста:
, (1)
где Сi – затраты на реализацию i-го элемента системы «студент» (см. рис. 2).
За управляющую можно принять функцию от времени в процессе обучения:
. (2)
К функциям (1) и (2) добавим ограничения для системы «студент» по качеству подготовки:
, (3)
где Kmin – минимальная положительная оценка знаний («3» по пятибалльной системе оценки, «40» – при 100 бальной).
, (4)
где Сmax – максимально возможное финансирование из бюджетного фонда.
, (5)
где Тк = 4 года – бакалавр, Тк = 5 лет – специалист, Тк = 6-7 лет – магистр, Тк = Тк-1+3 (3 года – время учебы в аспирантуре).
Для составления математической модели элементы системы следует формализовать.
Сначала проведем анализ всех элементов рассматриваемой системы, опираясь как на опыт в России, так и за рубежом. Система «студент» является открытой: входной элемент-абитуриент, выходной-специалист (бакалавр, кандидат наук).
Одним из важнейших элементов в нашей структуре является «абитуриент». От уровня подготовки абитуриента частично зависит ход обучения студента. Успешность обучения определяется базовыми знаниями, полученными в школе по естественным и гуманитарным наукам.
Важной задачей учителей в школе является не только передать знания, но и научить мыслить логически, а также совместно с родителями помочь с выбором будущей профессии.
Мозг человека природа наделила огромными способностями к познанию, но разные люди обладают разной памятью и разными способностями логического мышления, поэтому в обозримом будущем без личного общения преподавателя и учащегося (студента) невозможно воспитать высококвалифицированного специалиста и тем более ученого. Средства обучения с каждым годом усовершенствуются, но в оценке знаний на данный момент и способность учащегося к мышлению может оценить только преподаватель. Поэтому многие ВУЗы кроме ЕГЭ проводят собеседование с абитуриентом. Всем живым организмам, в том числе и человеку свойственно приспосабливаться к новым условиям. Как учащиеся, так и преподаватели (от оценок по ЕГЭ зависит их зарплата и будущая работа) часто направляют свои усилия не на получение базовых знаний, а на «тренировку» ответов на вопросы прошлогодних сессий, которые учат по интернету. Наше мнение – самые совершенные компьютеры и программы следует использовать, как тренажеры, ускоряющие и улучшающие процесс обучения. Без тренажеров невозможно подготовить классного пилота, но без непосредственного управления самолетом пилот вообще не состоится.
Следующий элемент «работа» в настоящее время имеет специфику. Студент работает в ущерб учебе не столько из необходимости, сколько из желания иметь свободные деньги. При этом, как правило, специфика работы (продажа косметики, расклейка объявлений и т.п.) вовсе не имеет никакого отношения к будущей специальности, а это ведет к тому, что многим нужен только диплом, а не профессия. Эту проблему можно решить, если при ВУЗах создавать и развивать опытно-экспериментальные производства, где могли бы работать как студенты, так и преподаватели. Для этого требуется поддержка государства. Малый и средний бизнес не заинтересован вкладывать деньги ни в научные разработки, ни в опытные производства. Система грантов пока в большинстве случаев не работает. Целесообразно было бы использовать опыт советского периода. На предприятиях была статья расходов «научные разработки», которые руководитель предприятия не мог использовать по другому пусть даже важному назначению. Поэтому предприятия заключали охотно договора с ВУЗами на научные исследования по темам предприятий. В настоящее время эту идею можно реализовать через налоговую систему. Предприятию снижается налог по темам научно-опытного производства и если предприятие в течение года не заключает договор с ВУЗом, то налог увеличивается. Вузы могут продавать готовые опытные образцы.
Теперь рассмотрим элемент «транспорт». Во многих городах не только ВУЗы, но и их корпуса разбросаны по всему городу. В результате преподаватели и студенты в течение учебного дня вынуждены тратить время на поездки из одного корпуса в другой. Чтобы исключить эти потери целесообразно близко размещать не только учебные корпуса, научные лаборатории, но и опытные производства.
В данной работе не был рассмотрен подробно такой важный элемент, как «учеба». Он включает в себя несколько важных аспектов, которые будут представлены в следующих работах.
Заключение. В результате проведенных теоретических исследований получены аналитические зависимости, позволяющие определить целевую и управляющую функцию структурной системы «Студент». В данной работе функции представлены в неявном виде.