Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Когнитивное моделирование как инструмент поддержки принятия решений. Монография
.pdf
1.2. Когнитивные карты 11
Рис. 1. Фрагмент когнитивной карты туристского кластера.
рации усилий вокруг создания туристского кластера или совокупности кластеров. На рис. 1 представлена когнитивная карта предметной
области, с помощью которой возможно построение когнитивной модели для имитации процесса функционирования и выбора наиболее
приемлемого варианта развития туристского кластера.
Факторы, влияющие на процесс эффективного функционирова-
ния кластера, делятся на целевые и управляющие (табл. 1).
Таблица 1
Основные влияющие факторы, баллы
Фактор Метод измерения
Целевой фактор
Качество туристской услуги Семантический дифференциал
Управляющие факторы
Имидж туристской фирмы Семантический дифференциал
Туристские ресурсы Экспертные оценки
Сервис, включающий:
• средства размещения туристов,
• предприятия общественного питания,
• деловые центры,
• медицинские учреждения,
• учреждения, обеспечивающие безопасность,
• предприятия розничной торговли,
• финансовые структуры и др.
Экспертные оценки
12 Глава 1. Сущность когнитивного подхода
Туристские ресурсы являются центральным звеном туристского
кластера. Им принадлежит решающая роль в развитии туризма, так
как они становятся основным побуждающим мотивом участия людей
в туристских мероприятиях.
В состав кластера входят туристские фирмы, главная задача которых – создание привлекательных туристских продуктов высокого
качества. Они являются главными поставщиками, обеспечивающими
сервис туристских услуг. На их имидж оказывают влияние удобное
размещение туристов, бесперебойное предоставление общественного
питания, транспорт и др. Привлекательный сервис предполагает слаженную работу медицинских учреждений, финансовых структур, учреж дений, обеспечивающих безопасность, предприятий розничной
торговли в составе кластера. Такие предприятия и организации функционируют на рынке товаров и услуг вне зависимости от туризма, но
их вовлечение в состав кластерной структуры создаст более привлекательные условия для увеличения объемов услуг и налоговых поступлений от них.
Концепция долгосрочного социально-экономического развития
Российской Федерации, утвержденная распоряжением Правительства
Российской Федерации от 17.11.2008 № 1662-р, определяет образование и развитие туристско-рекреационных зон с высоким уровнем
оказания услуг сервиса на территориях с уникальными природными и
климатическими условиями в качестве одного из проявлений инновационного и социального направления долгосрочного социально-экономического развития страны [52].
Опираясь на постановление Правительства, можно констатировать, что развитие туризма в рамках предлагаемой структуры позволит
более эффективно использовать туристский потенциал области, будет
способствовать увеличению налоговых поступлений в бюджеты всех
уровней, создаст дополнительные условия для реализации инвестиционных проектов, окажет содействие физическому, нравст венному,
эстетическому, патриотическому воспитанию граждан. А в це лом будет способствовать формированию позитивного имиджа территории
и стимулированию регионального экономического роста.
Разработка когнитивной модели управления образовательным процессом в вузе. Современное общество нуждается в компетент-
ных и конкурентоспособных специалистах, которые должны сочетать
в себе как профессиональные знания, так и личностные качества,
позволяющие в короткие сроки решать профессиональные задачи.
Реализация таких потребностей требует применения современных
1.2. Когнитивные карты 13
подходов в управлении образованием, например, таких как когнитивные технологии. Их используют в управленческой деятельности для
проведения оперативного анализа устойчивости социально-экономических процессов.
Применение когнитивной методологии дает возможность с помощью активизации интеллекта объективизировать знания экспертов
о процессах, формализовать изучаемую социально-экономическую
проблему и провести ее исследование с помощью имитационного эксперимента.
Процесс разработки когнитивной модели состоит из последовательности взаимосвязанных шагов: проведения PEST-анализа,
построения когнитивной карты, формирования когнитивной модели
в виде функционального графа для проведения имитационного эксперимента.
PEST-анализ помогает исследователю увидеть картину внешней
среды, выделить наиболее важные влияющие факторы. Внешняя среда включает экономическую, политическую, правовую, социальную и
технологическую составляющие, которые оказывают различные по степени, характеру и периодичности влияния на исследуемый процесс.
В работах Б. П. Мартиросяна, О. А. Уткина, С. В. Ивановой и
дру гих учитывается воздействие внешней среды как источника ресурсов для образовательного учреждения [47]. В наших исследованиях
воздействие внешней среды в рамках PEST-анализа оценивается экспертами степенью стабильности.
По мере накопления знаний о предметной области в виде текстов, таблиц, математических структур становится возможным более
детально раскрыть как характер связей между концептами предметной области, представляемой базисными факторами, так и содержание самих базисных факторов.
Когнитивная структуризация информации «процесс обучения». Обобщающий аспект. Рассмотрим процесс обучения как ком-
понент образовательной системы. На процесс обучения оказывают
существенное влияние квалификация преподавателей, содержание и
технологии обучения, тесно связанные между собой. Специфика этих
связей состоит в том, что они находятся под влиянием человеческого фактора, вносящего дополнительную неопределенность в нечеткость исследуемого процесса, зависящего как от внутренней, так и
от внешней среды. Перечисленные объекты образовательного процесса – это управляющие факторы, входящие в блок базовых факторов
(рис. 2). Целевой фактор исследования – качество образования. Это
14 Глава 1. Сущность когнитивного подхода
Рис. 2. Фрагмент когнитивной карты «процесс обучения».
выходной фактор формируемой когнитивной структуры в виде когнитивной карты. На рис. 2 представлен фрагмент когнитивной карты
«процесс обучения» с экспертными оценками влияния управляющих
факторов друг на друга.
Соответствующее образование субъекты получают в зависимости от потребностей общества и личностных свойств, связанных с процессом обучения через мотивацию. Поднимая престиж профессии,
можно оказывать управляющее воздействие на процесс обучения.
Образовательный процесс протекает под влиянием экономической
и политической среды. Это воздействие может измеряться степенью
стабильности, а выбор стратегии управления образовательной системой – варьироваться в соответствии со слабым, умеренным или высоким ее уровнями. Формализовать воздействие внешней среды можно
с помощью лингвистических переменных, выражаемых словами или
словосочетаниями естественного языка.
Детализирующий аспект. Обобщающий уровень представле-
ния информации об исследуемом объекте – это субъективно формируемая когнитивная карта предметной области. Детализирующая информация состоит из имманентных свойств объектов исследования.
1.2. Когнитивные карты 15
Субъект образовательного процесса обладает интеллектуальным потенциалом, самооценкой, поведением, работоспособностью, особенностью восприятия информации и др.
Проведен эксперимент по определению интеллектуального потенциала группы студентов. Лингвистическая переменная «интеллектуальный потенциал» (ИП) имеет терм-множества «низкий ИП»,
«средний ИП», «высокий ИП». Для графической интерпретации изучаемого свойства необходим расчет функций принадлежности значений
интеллектуального потенциала терм-множествам. Используя прямые
методы, эксперт непосредственно задает правила определения функции принадлежности μ(х), характеризующей элемент х. В косвенных
методах функции принадлежности выбираются таким образом, чтобы
удовлетворять заранее сформулированным условиям. Один из косвенных методов основан на идее распределения степени принадлежности
элементов универсального множества, согласно их рангам [38]. Под
рангом элемента x
∈X понимается число rs(xi), которое характеризует
i
значимость этого элемента в формировании свойства, описываемого
нечетким термом S. Допускаем, что выполняется правило: чем больший ранг элемента, тем больше степень принадлежности. Обозначим
) = ri; µs(xi) = µi; i= 1, … , n.
r
s(xi
Процедура определения функции принадлежности следующая. На основании опроса экспертов установлены границы нечетких
термов лингвистической переменной «интеллектуальный потенциал»: «низкий ИП» до 18 баллов, «средний ИП» от 18 до 25 баллов,
«высокий ИП» от 25 баллов и выше. Выбираем несколько значений
элементов x
. Например, x1=17; x2=19; x3=21; x4=24; x5=29. Каждое
i
значение эксперты заменяют рангом, который показывает степень соответствия терм-множеству лингвистической переменной, исходя из
шкалы, предложенной американским математиком Т. Л. Саати: 9 – абсолютное соответствие, 5 – сильное соответствие, 1 – минимальное
соответствие. Промежуточные значения используются для более точной оценки [39].
В табл. 2 выбранные значения пяти элементов x
заменены экс-
i
пертами на соответствующие ранги.
Следующим этапом вычисления степени принадлежности µ(x
i
является попарное сравнение рангов, где 1 – равная значимость объектов сравнения, 5 – сильное превосходство первого над вторым, 9 – абсолютное превосходство первого над вторым. Если же наоборот, второй объект сравнения превосходит первый, то выставляется обратная
оценка (1/3, 1/5 или 1/9). Промежуточные значения используются для
)
16 Глава 1. Сущность когнитивного подхода
Таблица 2
Соотношение рангов
Ранг Низкий ИП Средний ИП Высокий ИП
r
1
r
2
r
3
r
4
r
5
91 1
85 1
39 4
19 6
11 9
более точной оценки. В результате расчетов получаем матрицы относительных оценок рангов, строки которых представляются элементами (r
условию µ
)+(r2/rn)+ … +1. Используя полученные данные, согласно
1/rn
+ µ2 +...+ µn = 1 и правилу µ
1
n-1
=(r
n-1/rn)µn
, находим субнормальные значения функций принадлежности для каждого терм-множества по формуле: µ
= ((r1/rn)+(r2/rn)+ … +1)–1.
n
Графики функций принадлежности (ось ординат) в нормирован-
ном виде показаны на рис. 3.
На оси абсцисс откладываются значения интеллектуального потенциала в баллах, полученных в результате тестирования. Цифры на
оси ординат показывают степень выраженности интеллектуального
свойства.
Разработка нечеткой модели «Когнитивная готовность студента». Компетентностный подход в образовании дает стратегию
обу чения, направление профессионального совершенствования, интегрирования характеристик будущего специалиста, включающие ког нитивные, мотивационно-ценностные и эмоционально-волевые ком поненты. Интегральный характер компетенций выражается в их меж дис циплинарной природе. Они являются результатом образователь ных
технологий, организационных форм обучения, учебной среды и т. д.
Интеллект человека как целостное явление обладает определенной структурой, элементом которой выступает когнитивный компо-
нент, определяющий совокуп-
Рис. 3. Лингвистическая переменная «интеллектуальный потенциал»
(ИП) с терм-множествами значений.
1 – низкий ИП, 2 – средний ИП, 3 – вы-
сокий ИП.
1.2. Когнитивные карты 17
Рис. 4. Нечеткое множество «ин-
теллектуальный показатель».
ность мыслительных операций
для выявления сущностных связей в изучаемом объекте. Участие студентов в образовательном
процессе активизируется, формируется познавательный интерес при умении осмысленно
работать с информацией, ана лизировать разнообразные источники, владеть различными стратегиями работы с информацией.
Интеллектуальный потенциал субъекта образовательного процесса – это компонент разработанной авторами нечеткой модели «Когнитивная готовность студента». С помощью эксперимента в учебной
группе студентов получаем показатели интеллектуального потенциала, из которых формируем нечеткое множество «интеллектуальный
показатель» (рис. 4).
На рис. 5 показана структура модели «Когнитивная готовность
студента». Она состоит из трех показателей: интеллектуального показателя (А
), информационного (Ау) и рефлексивного (Аz).
х
Рефлексивный показатель помогает студенту осознавать содер-
жание обучения за счет размышления над собственным познавательным процессом. Для получения численных значений использовался
метод семантического дифференциала в виде нескольких параллельных n-балльных шкал с полюсами max и min, характеризующих про-
фессиональные компетенции.
Задача студента – меткой зафиксировать свою оценку на этой
шкале. В результате получается
субъективный семантический
профиль – ломаная линия, соединяющая все метки.
Рис. 5. Нечеткая модель «Когнитив-
ная готовность студента».
18 Глава 1. Сущность когнитивного подхода
Для уточнения рефлексивного аспекта анкетирование по каждой
личности проводится в трех вариантах, в соответствии с методикой
В. А. Лефевра: что о себе думаю я; что обо мне думает другой человек; что думаю я о том, что обо мне думает другой человек [27].
Испытуемые осуществляли самооценку знаний. Затем проводилась
оценка знаний испытуемого другим субъектом и самим испытуемым,
ставшим на позицию стороннего наблюдателя (например, преподавателя). Значение для каждой профессиональной компетенции – медиана из трех чисел. Интегральный показатель – сумма баллов по всем
компетенциям. В наших исследованиях – это 22 компетенции в соответствии с направлением подготовки «Прикладная информатика».
Аналогично интеллектуальному показателю формируется нечеткое
множество «рефлексивный показатель» (рис. 6).
Рефлексивный показатель в виде индивидуального семантического профиля можно использовать для дополнительного контроля
уровня знаний студентов [29].
Информационный показатель выявляет совокупность способностей студента рационально добывать информацию, превращая ее
в знания и компетенции, умение овладевать новыми технологиями ее
переработки с учетом информационной культуры.
Численное значение информационного показателя устанавливается по каждому субъекту образовательного процесса экспертами – членами методического совета кафедры. Интегральный индивидуальный показатель – сумма баллов по всем компетенциям. Затем
формируется соответствующее нечеткое множество.
Три характеристики субъекта процесса обучения составляют
нечеткую модель «Когнитивная готовность студента», с помощью
Рис. 6. Индивидуальные семантические профили по рефлексивному
Ромбы – 1-й студент, треугольники – 2-й, квадраты – 3-й.
показателю A
.
z
1.2. Когнитивные карты 19
которой каждого студента представляем точкой в трехмерном пространстве. Используя такую формализацию, можно проводить классификацию студентов по заданным признакам и рекомендовать соответствующим группам средства обучения, различающиеся по степени
интерактивности.
При построении нашей модели использована когнитивная пространственная модель учащегося, сформированная Е. М. Бершадским
[10]. Считаем, что степень объективности нашей модели выше, так
как она содержит только личностные показатели студентов, измеряемые в одинаковых шкалах.
Разработанную нами нечеткую модель «Когнитивная готовность
студента» можно применять не только для рекомендации методов обучения, но и для диагностики пригодности личности к определенной
профессиональной деятельности. Определив возможности человека
в отношении интеллектуальных, информационных и рефлексивных
показателей, можно установить пригодность его не только для конкретной специальности, но и для всех специальностей, где требуется
такое же сочетание качеств.
Нами планируется расширение модели «Когнитивная готовность студента» до n-мерного уровня.
Результаты имитационного эксперимента. Построенная когнитивная структура предметной области в виде ориентированного
графа преобразуется в когнитивную модель – функциональный граф.
Формализация когнитивной модели осуществляется в виде кортежа Ф=(G, Х, F), где G=<V, E> – ориентированный граф; Х – мно-
жество параметров вершин V; X:V→R, R – множество вещественных
чисел; F=F(X, E) = F(x
вящий в соответствие каждой дуге весовой коэффициент w
, xj, eij) – функционал преобразования дуг, ста-
i
.
ij
Имитационный эксперимент воспроизводит протекание образовательного процесса с помощью программных средств. Он позволяет
ответить на вопрос: «Что будет, если...?».
Исследовался процесс распространения возмущений на графе.
Параметры когнитивной модели x
Если в момент времени t – 1 в вершину поступал импульс
то переход системы из состояния t–1 в t осуществлялся по правилу:
() ( 1)
xt xt f
=−+∑ (xi, xj, eij) pj(t – 1) при известных начальных зна-
ii
чениях [22].
1
k
−
1
j
=
(t), t = 1, ..., n, зависят от времени .
i
pP∈
j
Возмущение поступало в одну из вершин графа и актуализировало всю систему показателей в большей или меньшей степени. Если
,
20 Глава 1. Сущность когнитивного подхода
Рис. 7. Визуализация расчетов.
Поясн. в тексте.
между двумя управляющими факторами связь, например, 0,5 и значение одного управляющего фактора увеличиваем на 10 %, то величина
другого управляющего фактора возрастет на 5 %. Кривые на рис. 7 визуализируют изменения, происходящие на графе. Уменьшение значений управляющего фактора «степень стабильности внешней среды»
(2) приводит к уменьшению значений целевого фактора «качество образовательного процесса» (1).
На рисунке 7 показано изменение значений целевого фактора до
(а) и после (б) уменьшения значений управляющего фактора «степень
стабильности внешней среды».
Образовательная система должна функционировать с максимальной отдачей, т. е. целевой фактор «качество обучения» должен стремиться к максимальному значению. Наилучший расчетный резуль тат
будем реализовывать на практике. Завершающим этапом исследований будет выработка системы рекомендаций, позволяющих улучшить
качество обучения в Омском государственном институте сервиса.
Когнитивный подход для управления страховой медициной.
Управлению в медицинской сфере посвящены работы многих специ-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]