CC BY
31
ISSN 2079-0031 Вестник НТУ "ХПИ", 2015, № 32 (1141) УДК 004.942
В.В. ПАС1ЧНИК, д-р техн. наук, проф., НУ "Львгвська полггехшка",
Львiв,
Т.В. ШЕСТАКЕВИЧ, ас., НУ "Львгвська полггехшка", Львiв
МОДЕЛЮВАННЯ ПАРАЛЕЛ1ЗМУ В ОСВ1ТН1Х ПРОЦЕСАХ
ОС1Б З ОСОБЛИВИМИ ПОТРЕБАМИ
Дослщжено ocbîthî процеси шклюзивного навчання oci6 з особливими потребами. Проанашзовано порядок реалiзацiï ocbîthîx завдань та додатковi умови ïx виконання. 1з застосуванням мереж Петрi розроблено формальну модель процесу набуття освГти особами з особливими потребами, що дае змогу вiдображати одночаснiсть освггшх процесiв. 1л.: 1. Табл.: 3. Бiблiогр.: 11 назв.
Ключов1 слова: шклюзивне навчання, особа з особливими потребами, мережi Петрi.
Постановка проблеми. Одним гз найбгльш ефективних способгв соцгально1 адаптацп особи з особливими потребами е гнклюзивне навчання в процесг набуття освгти. Створення моделг процесу набуття освгти особою з особливими потребами е актуальною науково-прикладною задачею, застосування тако1 моделг уможливить варгативне планування навчального процесу для тако1 категорп осгб.
Анал1з л1тератури. 1нтегрування дгтей з особливостями розвитку до масових освггшх закладгв е домгнуючою тенденцгею сучасно1 освгти, притаманною вам високорозвиненим крашам. У роботах деяких зарубiжниx дослгднишв (Р.В. Майера, С.В. Астангна, В.В. Ломакша та îh.) викладено науковг шдходи до математичного моделювання супроводу та управлгння процесом навчання [1 - 3], але не враховано можливгсть набування освгти особами, що мають психофгзюлопчнг вгдхилення. I хоча гснуе значна кшьшсть закордонних наукових дослгджень, що враховують ргзномашгш специфгчнг характеристики шклюзивного навчання (Т. Бут, Д. Депплер, Т. Лорман та îh.), невгд'емною характерною ознакою моделювання процесгв набуття освгти особами з особливими потребами е необхвдшсть враховувати нацгональну полгтику у галузг освгти тако1 категорп осгб. Саме тому напрацювання закордонних дослгднишв неможливо безумовно застосовувати до освггшх реалгй нашо1 держави.
В Украшг гнклюзивна освгта е предметом наукових дослгджень
0.М. Дгково1-Фаворсько1, А.А. Колупаево1, Т.Г. Соловйово1,
1.B. Макаренко та îh.: вгтчизняними науковцями розроблено абстрактнг моделг гнклюзивного навчання та його оцгнювання, формування
© В.В. Пасгчнгк, Т.В. Шестакевич, 2015
шдивщуально! навчально! траекторп, визначення рiвня психофiзичного розвитку [4, 5]. У доробку укра!нських науковцiв е ряд робiт, прямо чи опосередковано пов'язаних iз розробленням математичних моделей етапiв набуття освии особою з особливими потребами. У роботах Ю.В. Нiкольського, Т.О. Дмитренко, В.1. Кута, М.В. Давидова запропоновано модель процесу аналiзу великих масивiв даних, адаптовано застосування теори графiв для вирiшення завдань оптим!зацп навчального плану, розроблено моделi дистанцiйного навчання, запропоновано математичне забезпечення системи для щентифжацп елементiв украшсько! жестово! мови [6 - 9]. Проте, щ та iншi математичнi модел1 не вщображають вповнi процес набуття освии особами з особливими потребами. На даний час з доступних лиературних джерел авторам не вiдомi загальш системнi модел1 процесу набуття освии особами з особливими потребами (ООП). Перша спроба заповнити таку прогалину була здшснена авторами в [10].
Цшь статтi. Об'ектом дослвдження дано! статп е особливостi моделювання паралелiзму в процесi набуття освiти ООП, предметом дослвдження е можливостi застосування математичного апарату мереж Петрi для моделювання паралельносп певних явищ дослщжуваного процесу. З цiею метою на основi дослiджень процесу набуття освии ООП необхiдно створити вiдповiдну формальну модель з допомогою мереж Петр!.
Моделювання паралелiзму в освiтнiх процесах. В ходi дослвдження процесу набуття освии ООП авторами було встановлено функцюнальш етапи такого процесу та його характерш ознаки, до яких вiдносяться строга послiдовнiсть виконання етатв досл1джуваного процесу, а також необхщшсть паралельно! реал!заци окремих освiтнiх завдань в межах означених етатв процесу набуття освии особою з особливими потребами. Для формального подання таких вимог застосовуемо мереж! Петр!. Перевагами застосування ще! математично! абстракци е можливють ввдображення з И допомогою причинно-наслвдкових зв'язк1в у складних системах та наочне подання паралельних явищ та процеав у складних системах, до категорп яких ввдносяться процес набуття освии особою з особливими потребами.
Мережа Петр! забезпечуе наочне, формал1зоване подання поведiнки паралельних систем з асинхронними взаемод1ями [11]. Апарат мереж Петр! дае змогу компактно вщображати структуру ввдношень м!ж елементами системи та динам!ку змши И сташв при заданих початкових умовах. Спираючись на формальний опис освишх процеав при шклюзивнш форм! навчання, змоделюемо процес набуття освии ООП
засобами мереж Петрг Задамо таку мережу сшнченною множиною позицiй Р та переходiв Т. Переходи тако! мереж1 Петрi за сво1м змiстом е подшми, а позици - умовами настання подiй. Поди в процесi набуття освiти полягають у виконаннi певних освггшх завдань, наслiдки реалiзацil таких завдань е умовами настання наступних подш. Послвдовшсть реалiзацil освiтнiх завдань ввдображаеться спрацьовуванням переходiв мереж1 Петрг Узгодження правил спрацювання переходiв е способом вираження причинно-наслвдкових зв'язк1в мiж умовами i подiями в система
Визначимо позици мереж1 Петрi та !х змiст в термiнах набуття освпи ООП. Введемо вiдповiднi формальш позначення (табл. 1).
Таблиця 1
Позицй мережi Петрi та !х семантична iнтерпретацiя
Позицш Iнтерпретацiя позици
ро Вимога особи щодо набуття освiти.
Р1 Накопиченi реестрацшш данi.
Р2 Результати дiагностування в ПМПК.
Р3 Результати опитування батькiв особи.
Р4 Результати опитування особи.
Р5 Комплексна оцшка особи.
Р6 ОПР особи.
Р7 Форма навчання особи з ОПР.
Р8 Змтст навчання особи з ОПР.
Р9 Адаптований "Типовий навчальний план...".
Р10 Навчально-методичне забезпечення навчання особи з ОПР.
Р11 Матерiально-теxнiчне забезпечення навчання особи з ОПР.
Р12 Кадрове забезпечення навчання особи з ОПР.
Р13 Перелж закладiв шклюзивного навчання за мсцем проживання особи з ОПР.
Р14 Перелж закладш позанавчальноl освiти за мюцем проживання особи з ОПР.
Р15 Оргашзацшно-правове забезпечення iнклюзивного навчання особи.
Р16 Допомога батьюв.
Р17 1НП особи з ОПР.
Р18 Результати реалiзацil 1НП особи.
Р19 Оцшка навчальних досягнень особи з ОПР.
Р20 Оцшка розвитку соцiальниx компетенцш особи з ОПР.
Р21 Оцшка результат^ реалiзацil 1НП особи.
Введемо ввдповщш формальш позначення переход1в мереж1 Петр1 та визначимо ix змют (табл. 2).
Таблиця 2
Переходи в мереж1 Петр1 та ix семантична штерпретацш
Перехщ 1нтерпретащя переходу
ti Процес / процедура формування щентифжацшних даних.
t2 Процес проведення комплексного оцшювання особи.
t3 Процес ананзу комплексноi оцшки особи.
t4 Процес визначення форми навчання.
t5 Процес визначення змгсту навчання.
t6 Процес узгодження мети навчання.
t7 Процес формування складових 1НП.
t8 Процес узгодження складових 1НП.
t9 Процес реал1заци 1НП.
tiü Процес оцшювання результата реал1заци 1НП.
tii Процес штерпретацп результата реал1зацп 1НП.
ti2 Процес прийняття ршень за результатами реал1заци 1НП.
Задамо мережу Петр1 аналогично - множинами позицш, переход1в, вхщних та вих1дних функцш. Множина позицш: Р = {pü, pi, p2, p3, p4, p5,
P6, p7, p8, p9, piü, pii, pi2, pi3, pi4, pi5, pie, pi7, pi8, pi9, p20, p2i}. Множина переход1в: {/i, t2, t3, t4, t5, t6, t7, t8, t9, ti0, tii, ti2}. Множини вх1дних та вих1дних функцш зручно подати таблично (табл. 3).
Таблиця 3
Множини вх^дних та вихщних функцш мереж1 Петр1
Множина вхщних функцш Множина вихщних функцш
I(ti) = {po}, I(t2) = {pi, p2, p3, p4}, I(t3) = {p5}, I(t4) = {p6}, I(t5) = {p7}, I(t6) = {p7, p8}, I(t7) = {p9}, I(t8) = {piü, pii, pi2, pi3, pi4, pi5, pi6}, I(t9) = {pi7}, I(tiü) = {pi8}, I(tii) = {pi9, p2ü}. O(ti) = {pi, p2, p3, p4}, O(t2) = {p5}, O(t3) = {p6}, O(t4) = {p7}, O(t5) = {p8}, O(t6) = {p9}, O(t7) = {piü, pii, pi2, pi3, pi4, pi5, pi6}, O(t8) = {pi7}, O(t9) = {pi8}, O(tiü) = {pi9, p2ü} , O(tii) = {p2i}.
Графiчно мережу Петр^ що дае змогу змоделювати паралельнi процеси в набуттi освии особою з особливими потребами, подано на рис.
оиб з особливими потребами
Перевагами застосування формалiзмiв мереж Петрi до моделювання освiтнiх процеав е зручнiсть графiчного та аналогичного вiдображення особливостей взаемоди та порядку настання подiй, характерних для освгтшх процесiв. Апарат мереж Петрi дае змогу вщображати в моделi не лише И функцiональнiсть, але й структурш властивостi, що суттево спрощуе процес моделювання паралелiзмiв, притаманних освгтшм процесам. До переваг запропоновано! авторами моделi вiднесемо i те, що вона об'еднуе усi етапи освинього процесу осiб з особливими потребами в единш системi, що дае змогу чи не вперше комплексно та цшсно аналiзувати такий процес. Модель загалом враховуе сучасну державну полiтику в галузi освiти оаб з особливими потребами та дае змогу враховувати досвщ 1 закордонних науковщв. Вона е добрим тдгрунтям для розроблення цшсно! системи шформацшно-технолопчного супроводу освгтшх процеав оаб з особливими потребами.
Розроблена модель процесу набуття освпи особами з особливими потребами формально описуе задачу побудови оптимально! шдивщуально! освпньо! траекторий У подальших дослiдженнях сформовану авторами модель процесу набуття освгти такою категор!ею оаб буде використано при формуванш системи шформацшно-технолопчного супроводу освинього процесу, визначенш властивосп та функцп тако! системи. Розроблену модель дощльно було б використовувати для виявлення та обгрунтування технiко-технологiчних вимог до такого класу систем.
Висновки. 1нклюзивне навчання е одним i3 перспективних напрямiв освiти oci6 з особливими потребами, застосування методiв математичного моделювання для аналiзу такого виду складних систем сприятиме пвдвищенню ïx ефективносл та результативностi такого навчання. При побудовi формальноï моделi набуття освгга особами з особливими потребами автори використали апарат мереж Петрi. Це дало змогу скористатись зручним графоаналггачним засобом ввдображення паралелiзму, притаманного освптам процесам. Оригiнальнiсть розроблено! моделi набуття освгга особами з особливими потребами полягае у системному комплексному вщображенш функцюнальних та структурних характеристик дослщжуваного процесу. Модель поеднуе в единш цiлiснiй системi усi етапи процесу набуття освгга iз врахуванням вичизняно! специфiки цього процесу.
У перспективi автори передбачають розроблення комплексу шформацшних теxнологiй супроводу набуття освiти особами з особливими потребами з активним використанням створено! моделi на основi мереж1 Петрi. Це, своею чергою, уможливить формування цiлiсноï системи управлшня в освiтнiй галузi, яка забезпечуватиме процес навчання осiб з особливими потребами як одте1 iз сутшсних ланок вiтчизняноï освiтньоï мереж1.
Список лиератури: 1. Майер Р.В. Кибернетическая педагогика: Имитационное моделирование процесса обучения [Електронний ресурс] / Р.В. Майер. - Глазов: ГГПИ, 2013. - 138 с. - Режим доступу: http://maier-rv.glazov.net/Mayer_Kibern_pedagogika.pdf. 2. Астанин С.В. Сопровождение процесса обучения на основе нечеткого моделирования / С.В. Астанин // Открытое образование. - 2000. - № 5. - С. 37-44. 3. Ломакин В.В. Организация интеллектуального управления индивидуальными образовательными траекториями / В.В. Ломакин, Р.Г. Асадуллаев // Научные ведомости Белгородского гос. университета: научный журнал. - Белгород: Издательский дом "Белгород". - 2013. - № 22 (165). - Вып. 28/1. - С. 167-174. 4. Колупаева А.А. Дпи з особливими освпшми потребами та оргашзацш 1х навчання. Видання доповнене та перероблене: наук.-метод. поиб / А.А. Колупаева, Л.О. Савчук. - К.: Видавн. група "АТОПОЛ", 2011. - 274 с. 5. Джова-Фаворська О.М. Особа з функцюнальними обмеженнями в ют проблем здоров'я-навчання-працевлаштування: монографш / О.М. Джова-Фаворська та ш.; ВНЗ Ун-т "Украша", Житомир. екон.-гумашт. ш-т. - Житомир: Полюся, 2009. - 364 с. 6. Нжольський Ю. Модель процесу аналiзу даних / Ю. Нжольський // Вюник Нацюнального ушверситету "Львшська полггехнжа". - Львiв: Вид-во Львiвськоï полггехшки. - 2010. - № 663. - С. 108-116. 7. Дмитренко Т.О. Диференщацш та штеграцш в управлшш навчальними закладами [Електронний ресурс] / Т.О. Дмитренко, К.В. Яресько // Витоки педагог. майстерностг Сер.: Педагог. науки. - 2011. - Вип. 8 (1). - С. 31-35. - Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/j-pdf/vpm_2011_8(1)_8.pdf. 8. Кут В. Математичне та програмно-алгоршмчне
моделювання системи дистанцшного навчання oci6 з особливими потребами / В. Кут, Ю. Нкольський, В. Паачник // Вюник Нацюнального унiверситету "Львшська полггехнжа" - Львiв: Вид-во Львiвськоï полiтехнiки. - 2011. - № 710. - С. 113-122. 9. Давидов М.В. Математичне та програмне забезпечення комп'ютернл системи iдентифiкацiï елементш украшсьюл жестовоï мови: автореф. дис. на здобуття ступеня канд. техн. наук: спец. 01.05.03 "Математичне та програмне забезпечення обчислювальних машин i систем" / М.В. Давидов. -Нацюнальний уншерситет "Львiвська полiтехнiка". - Львiв, 2009. - 20 с. 10. Шестакевич Т.В. Структурне моделювання процеав шклюзивного навчання осiб з особливими потребами / Т.В. Шестакевич, В.В. Паачник // Вюник Нацюнального ушверситету "Львшська полггехнжа". - Львiв: Вид-во Львiвськоï полiтехнiки. - 2014. - № 805. - С. 180-195. 11. Питерсон Дж. Теория сетей Петри и моделирование систем /Дж. Питерсон. - М.: Мир, 1984. - 264 с.
Bibliography (transliterated): 1. MajerR.V. Kiberneticheskaja pedagogika: Imitacionnoe modelirovanie processa obuchenija [Elektronnij resurs] / R.V. Majer. - Glazov: GGPI, 2013. - 138 s. - Rezhim dostupu: http://maierrv.glazov.net/Mayer_Kibern_ pedagogika.pdf. 2. Astanin S.V. Soprovozhdenie processa obuchenija na osnove nechetkogo modelirovanija / S.V. Astanin // Otkrytoe obrazovanie. - 2000. - № 5. -S. 37-44. 3. Lomakin V.V. Organizacija intellektual'nogo upravlenija individual'nymi obrazovatel'nymi traektorijami / V.V. Lomakin, R.G. Asadullaev // Nauchnye vedomosti Belgorodskogo gos. universiteta: nauchnyj zhurnal. - Belgorod: Izdatel'skij dom "Belgorod". - 2013. - № 22 (165). - Vyp. 28/1. - S. 167-174. 4. Kolupaeva A.A. Diti z osoblivimi osvitnimi potrebami ta organizacija ïh navchannja. Vidannja dopovnene ta pereroblene: nauk.-metod. posib / A.A. Kolupaeva, L.O. Savchuk. - K.: Vidavn. grupa "ATOPOL", 2011. - 274 s. 5. Dikova-Favors'ka O.M. Osoba z funkcional'nimi obmezhennjami v koli problem zdorov'ja-navchannja-pracevlashtuvannja: monografija / O.M. Dikova-Favors'ka. - VNZ Un-t "Ukraïna", Zhitomir. ekon.-gumanit. in-t. -Zhitomir: Polissja, 2009. - 364 c. 6. Nikol's'kij Ju. Model' procesu analizu danih / Ju. Nikol's'kij // Visnik Nacional'nogo universitety "L'vivs'ka politehnika". - L'viv: Vid-vo L'vivs'koï politehniki. - 2010. - № 663. - S. 108-116. 7. Dmitrenko T.O. Diferenciacija ta integracija v upravlinni navchal'nimi zakladami [Elektronnij resurs] / T.O. Dmitrenko, K.V. Jares'ko // Vitoki pedagog. majsternosti. Ser.: Pedagog. nauki. -2011. - Vip. 8 (1). - S. 31-35. - Rezhim dostupu: http://nbuv.gov.ua/j-
pdf/vpm_2011_8(1)_8.pdf. 8. Kut V.Matematichne ta programno-algoritmichne
modeljuvannja sistemi distancijnogo navchannja osib z osoblivimi potrebami / V. Kut, Ju. Nikol's'kij, V. Pasichnik // Visnik Nacional'nogo universitety "L'vivs'ka politehnika". - L'viv: Vid-vo L'vivs'koï politehniki, 2011. - № 710. - S. 113-122. 9. Davidov M. V. Matematichne ta programne zabezpechennja komp'juternoï sistemi identifikaciï elementiv ukraïns'koï zhestovoï movi: avtoref. dis. na zdobuttja stupenja kand. tehn. nauk: spec. 01.05.03 "Matematichne ta programne zabezpechennja obchisljuval'nih mashin i sistem" / M. V. Davidov. - Nacional'nij universitet "L'vivs'ka politehnika". - L'viv, 2009. - 20 s. 10. Shestakevich T.V. Strukturne modeljuvannja procesiv inkljuzivnogo navchannja osib z osoblivimi potrebami / T.V. Shestakevich, V.V. Pasichnik // Visnik Nacional'nogo universitety "L'vivs'ka politehnika". - L'viv:
Vid-vo L'vivs'koï politehniki. - 2014. - № 805. - S. 180-195. 11. Piterson Dzh. Teorija setej Petri i modelirovanie sistem / Dzh. Piterson. - M.: Mir, 1984. - 264 s.
Надшшпа до редакцп 12.03.2015 Повторно 01.05.2015
Pasichnyk Volodymyr, Dr. Sci. Tech, Professor National University "Lviv Polytechnic" Str. Bandery, 12, Lviv, Ukraine, 79000 e-mail: [email protected] ORCID 0000-0002-5231-6395
Shestakevych Tetiana, assistant
National University "Lviv Polytechnic"
Str. Bandery, 12, Lviv, Ukraine, 79000
Tel.: (067) 6712244, e-mail: [email protected]
ORCID 0000-0002-4898-6927
