Белгород, Белгородская область, Россия
Белгород, Белгородская область, Россия
В представленной работе сделан акцент на необходимость использования профильного программного обеспечения в образовательном процессе высшего учебного заведения. Указана важная роль информации – ресурса в современном информационном обществе. С краткой характеристикой перечислены виды используемого профильного программного обеспечения, непрерывное обновление которого повышает качество обучения. Перечислены параметры учебного компьютерного класса – необходимого объекта в учебном процессе. Показано, что все параметры имеют различную природу, что повлекло необходимость использования аппарата нечетких множеств. Приведен пример описания входной лингвистической переменной с исходным базовым множеством и терм-множествами. Данная работа позволяет расширить область применения аппарата нечетких множеств.
профильное программное обеспечение, роль информации, аппарат нечетких множеств, входная лингвистическая переменная, нечеткие правила
Учебная деятельность регионального технического высшего учебного заведения сопровождается использованием различного рода аппаратного и программного обеспечения. Такое использование развивает, преобразует и дополняет систему обучения регионального высшего учебного заведения, что в результате повышает качество образования студентов вуза [1–5].
Сегодня высшие учебные заведения имеют специализированные компьютерные залы различного профиля, что позволяет внедрять современное аппаратное, программное обеспечение с требуемыми лицензионными параметрами, и создавать единое учебно-информационное пространство в вузе.
Эффективное использования нового профильного программного обеспечения в учебном процессе повышает качество обучения. Под эффективным использованием будем понимать оптимальную эксплуатацию компьютерных залов. Компьютерный фонд высшего учебного заведения в процессе эксплуатации претерпевает множества изменений (замена компьютеров, компьютерных сетей, программных продуктов, баз данных, обслуживающего персонала, различного рода технических и программных средства связи и т.д.).
Каждый компьютерный класс характеризуется площадью, числом рабочих мест, установленным программным обеспечением, численностью студентов и т.д. В силу существующих различий компьютерных классов и требуемого программного обеспечения для обучения студентов различных курсов и направлений, различной численности групп возникает задача оптимального использования компьютерных залов (рис. 1). При решении задачи, связанной с анализом параметров, характеризующих компьютерный зал, следует учитывать, что параметры могут быть различной природы как количественные, так и качественные. Например, численность рабочих мест в зале и число студентов в группе – количественные показатели, степень соответствия программных продуктов, используемых в обучении – параметр слабоформализованный, т.е. качественный. Для оценки таких параметров различной природы не всегда есть возможность использовать известные существующие алгоритмы, поэтому будем использовать аппарат нечетких множеств [6–11].
Рис. 1 Система выбора компьютерного зала
Аппарат нечетких множеств позволяет выполнить оценку параметров различной природы в одном числовом интервале. Для формирования оценки выбора компьютерного зала разработаем совокупность нечетких правил, в которой выполним оценку параметров. В основу положим упрощенный нечеткий вывод, характеризующийся наличием этапа фаззификации, этапа непосредственного нечеткого вывода, этапа агрегации.
Этап фаззификации для всех входных лингвистических переменных выполним с учетом их базовых множеств. Начальное множество термов для всех входных лингвистических переменных определим как – «малое», «среднее», «высокое». На вид функций принадлежностей аппарат нечетких множеств не накладывает никаких ограничений. В данной работе для функции принадлежности будем использовать треугольный вид, наиболее распространенный при решении практических задач с известными интервальными значениями [5, 6]. В качестве входных лингвистических переменных определим: число рабочих мест, площадь, программное обеспечение, число студентов в группе. Вид треугольной функции принадлежности был обоснован выше (trimf). Рассмотрим алгоритм нечеткого вывода в конкретном применении. Опишем входные лингвистические переменные:
«Площадь компьютерного зала». Каждый компьютерный зал содержит определенное число мест. Экспертные оценки числа рабочих мест предоставлены в таблице 1.
Лингвистическая переменная x1=<Площадь, T, [15–55], G1, M1>, T={ малая (A1) ,средняя(A2),высокая(A3)}.
Таблица 1
Экспертные оценки площади компьютерного зала x1
|
Площадь |
15 |
20 |
30 |
35 |
40 |
45 |
55 |
|
малая |
1 |
0,9 |
0,5 |
0,3 |
0,2 |
0 |
0 |
|
средняя |
0,1 |
0,3 |
0,5 |
1 |
0,5 |
0,3 |
0,1 |
|
высокая |
0 |
0 |
0,2 |
0,3 |
0,5 |
0,9 |
1 |
На рис. 2 представлены графики функций принадлежности Т множеств.
Рис. 2. Графики функций принадлежности лингвистической переменной x1
Остальные входные лингвистические переменные описываются аналогично. Для выходной лингвистической переменной (комп_зал) также была выбрана треугольная функция принадлежности (trimf). Для выходной лингвистической переменной используем следующее множество термов: «малое соответствие», «среднее соответствие», «высокое соответствие».
Представим фрагмент нечетких правил для работы разработанной нечеткой системысистемы
1. If («число мест» – малое) and («программное обеспечение» is малое) and («число студентов в группе» is высокое) and («площадь» is малая) then («комп_зал» is малое соответствие)
2. If («площадь» is высокая) or («программное обеспечение» is высокая) or ((«число мест» - малое) or ((«число студентов в группе» is высокое) then («комп_зал» is малое соответствие)
3. If («площадь»is средняя) and («программное обеспечение»is среднее) and (Num_j is среднее) and ((«число мест»is среднее) then («комп_зал» is среднее соответствие)
4. If («площадь»is высокая) and («программное обеспечение» is высокая) and («число студентов в группе» is малое) and («комп_зал» is высокое соответствие)
5. If («площадь»is высокая) and («программное обеспечение»is высокая) and («число студентов в группе» is среднее) and ((«число мест» is среднее) then («комп_зал» is среднее соответствие)
Заключение
Внедрение нового профильного программного обеспечения при использовании компьютерных залов в обучении определяет модификацию устоявшихся организационных форм и методов обучения.
Эффективное использование компьютерных залов для применения профильного программного обеспечения в обучении открывает дополнительные возможности для повышения качества подготовки студентов. Профильное программное обеспечение – это неотъемлемый компонент процесса обучения выпускников технического вуза.
Рассмотренные подходы в данной работе позволяют расширить область применения теории нечетких множеств. Полагаем, данная работа может быть полезна руководству среднего звена (руководителям компьютерных залов, учебно-методическому отделу и др.).
1. Зайцева Л.А. Использование информационных компьютерных технологий в учебном процессе и проблемы его методического обеспечения. // Интернет-журнал «Эйдос». 2006. 1 сентября. eidos/journal/2006/0901-5.htm.
2. Краснов С.В., Артемкина Е.В. Проблемы внедрения современных информационных технологий в учебном процессе вуза // Вестник Волж. ун-та. Сер. : Информатика. 2000. Вып.1.С. 190–191.
3. Краснова Г.А. Новые информационные технологии в образовании // Проблемы теории и методики обучения. 2001. № 5. С. 39–42.
4. Лоренц А. Развитие и распространение Интернет – образования во всем мире // Высшее образование сегодня. М., 2002. № 7/8. С. 42–45
5. Прикладные нечеткие системы: Перевод с япон./ К. Асаи, Д. Ватада, С. Иваи и др.; под ред. Т. Тэрано, К. Асаи, М. Сугено. М.: Мир, 1993.
6. Mamdani E. H. Applications of fuzzy algorithms for simple dynamic plant. Porc. IEE. 1974. vol. 121, n. 12, pp. 1585–1588.
7. Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств. М.: Радио и связь, 1982. 432 С.
8. Поспелов Г.С., Ириков В.А. Программно-целевое планирование и управление (Введение). М.: Сов. радио, 1976. 440 С.
9. Закон Российской Федерации «Об образовании» в редакции Федерального закона от 13.01.96 № 12-ФЗ; ст. 10, Федерального закона «О высшем и послевузовском профессиональном образовании» от 22.08.96 № 125-ФЗ
10. Леоненков А.В. Нечеткое моделирование в среде МАТLAB и fuzzyTECH. СПб.: БХВ-Петербург, 2003. 736 С.
11. Стативко Р.У. Оценка показателя – «использование» нечетких информационных систем на основе нечеткой квалиметрии // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. Ежемесячный научно-технический журнал. М.:ООО «Научтехлитиздат». №4. 2015. С. 18–23.
