Результат:
ѕ Запись добавляется в базу данных
3. Проверка возможности заполнения справочника Геометрические Эффекты связанные с патентами.
Действия:
ѕ Запустить программу
ѕ В выпадающем списке справочника выбрать пункт «Геометрические Эффекты связанные с патентами»
ѕ Выбрать пункт «Добавить»
ѕ Заполнить поля
ѕ Нажать на кнопку «Добавить»
Результат:
ѕ Запись добавляется в базу данных
4. Проверка возможности справочника идей и действий геометрического эффекта.
Действия:
ѕ Запустить программу
ѕ В выпадающем списке выбрать пункт «Идеи или Действия»
ѕ Выбрать пункт «Добавить»
ѕ Заполнить поля
ѕ Нажать на кнопку «Добавить»
Результат:
ѕ Запись добавляется в базу данных
5. Проверка формирования коэффициента геометрического эффекта
Действия:
ѕ Запустить программу
ѕ В режиме изобретателя выбрать пункт «Коэффициент»
ѕ Указать шкалу выбора коэффициента от 1 до 5
ѕ Выбрать из списка подходящий геометрический эффект вашему выбору коэффициента
Результат:
ѕ В окне отобразится в табличном виде информация по коэффициенту геометрического эффекта.
2.12 Описание контрольного примера
Для демонстрации работы системы описан контрольный пример.
Войдем в систему в качестве Изобретателя. Для этого запустим программу и в появившемся окне выберем «Изобретатель»
В режиме изобретателя основная задача - подбор геометрических эффектов относительно цели изобретения и их оценивание. Так же изобретатель записывает тему задачи и ее описание. Далее тему с описанием можно сохранить в файл и в дальнейшем открыть его для редактирования или продолжения работы. Нажав на кнопку «Подобрать эффект» выводится геометрических эффект. Вместе с показанным геометрическими эффектом выводится список патентов, связанных с данным эффектом (рисунок 16).
Рисунок 16 - Подбор эффектов
При выделении необходимого патента выводится подробное описание патента. Из выпадающего списка выбираем оценку для показанного геометрического эффекта и нажимаем на кнопку «Коэффициент». В поле «Минимальное и максимальное значение» изменится значение количества оценок.
Заполним поля «Тема задачи» и «Описание задачи», нажмем на кнопку «Сохранить», в появившемся окне укажем название файла и нажмем на кнопку ОК. После выполнения этого действия тема с описанием задачи сохраняется в файл.
Нажмем на кнопку «Справка». Откроется окно с информацией о текущем состоянии базы данных (рисунок 17).
Рисунок 17 - Окно справки
Отчет по выводу списка геометрических эффектов по названию патента, принадлежащих ему
Для этого в режиме работы методиста выберите необходимый патент, в окне отображения геометрических эффектов появятся связанные с ним геометрические эффекты (рисунок 18).
Рисунок 18 - Связанные эффекты
Отчет по выводу статистики наполнения базы
Для этого в режиме работы методиста или изобретателя нажмите на кнопку «Справка», в открывшемся окне будет выведена вся текущая информация по состоянию базы данных (рисунок 19).
Рисунок 19 - Окно справки
Отчет по выводу списка патентов по названию геометрического эффекта, связанных с ним
Для этого в режиме работы изобретателя нажмите на кнопку «Подобрать эффект», в окне отображения патентов появятся связанные с ним патенты (рисунок 19).
Рисунок 20 - Связанные патенты
Отчет по выводу коэффициента геометрического эффекта и количестве общих оценок коэффициента
Для этого в режиме работы изобретателя нажмите на кнопку «Подобрать эффект», в окне оценивания геометрического эффекта отобразятся общее значение коэффициента максимальное и минимальное значение данного геометрического эффекта (рисунок 21).
Рисунок 21 - Коэффициент эффекта
2.13 Сведения о практическом применении работы
Данная информационная система формирования компетенций в области использования геометрических эффектов в изобретательской деятельности, будет широко применяться в Самарской Архитектурно-строительном университете, на факультете информационных систем и технологий.
Выводы по главе
Наиболее распространенной переменной, оцениваемой традиционными оценочными средствами или тестами, в отечественной высшей школе является уровень подготовленности (уровень знаний, умений, навыков, универсальных и специальных компетенций), не отражающий современных требований к качеству подготовки студентов. Этот уровень не проверяет степень усвоения выпускниками компетенций, включая способность учится, способность к анализу и синтезу, переносу знаний и умений в новые ситуации, генерации идей и многое другое.
3. НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, ВНЕДРЕНИЕ И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1 Описание объекта исследования
Объектом исследования является информационная система формирования компетенций в области использования геометрических эффектов в изобретательской деятельности
Предметом исследования является формирование и развитие компетенций в ходе этого процесса (рисунок 20).
Выделим основные объекты, участвующие в функционировании подсистемы, и определим их взаимосвязи. Основными объектами подсистемы являются персональные журналы школьников. Методист (он же администратор) управляет базой данных программы (добавление, удаление записей), редактирует связи этих записей. Преподаватель формирует отчеты о динамике повышения компетентности отдельным студентом и группы студентов. Студенты повышают компетенции по использованию геометрических эффектов в патентах. В данной дипломной работе встала задача - в рамках ТРИЗ, помочь изобретателю, предлагая ему пути реализации его изобретения, при этом отталкиваясь от близких к его тематике патентов, но не используя их напрямую, а обходя, путем использования геометрических эффектов, на которых они основываются). Исследование проводилось с целью выявления предрасположенности студента к различным компетенциям и статистическая обработке полученных результатов на основе теста. Все результаты, полученные в ходе статистической обработке исходных данных, выявления зависимостей.
Новизна состоит в том, что обеспечивается непосредственная количественная оценка уровня сформированности специальных и универсальных компетенций.
3.2 Получение исходных данных
Компетентность студентов определяется при помощи теста собственной разработки, который был создан в процессе умственного анализа различных тестовых заданий. Результирующий тест содержит 20 вопроса с тремя вариантами ответов (таблица 4) что позволяет определить уровень сформированности специальных и универсальных компетенций.
Таблица 4 - Пример теста на определение текущих компетенций
|
№ |
Вопрос |
Варианты ответа |
|
|
1 |
Развитие своего творческого воображения, культуры мышления, информационной культуры |
Отлично Хорошо плохо |
|
|
2 |
Умение определить действия геометрического эффекта |
Отлично Хорошо Плохо |
|
|
3 |
Владение проектной культурой (стиля мышления, позволяющего формировать целостное представление взаимосвязи созидательного труда и роли человека в созидании) |
Отлично Хорошо Плохо |
|
|
4 |
Владение экологической культурой |
Отлично Хорошо Плохо |
|
|
5 |
Умение разбираться в технической реализации действия |
Отлично Хорошо Плохо |
|
|
6 |
Развитие экономического образа мышления |
Отлично Хорошо Плохо |
|
|
7 |
Умение находить патенты, построенные на базе геометрических эффектов |
Отлично Хорошо Плохо |
|
|
8 |
Умение распознавать геометрические эффекты |
Отлично Хорошо Плохо |
|
|
9 |
Понимание смысла физических понятий, геометрических величин и геометрических законов |
Отлично Хорошо Плохо |
|
|
10 |
Умение находить в патентах идеальный конечный результат |
Отлично Хорошо Плохо |
|
|
11 |
Умение выбрать и применить методику для разрешения конкретных производственных задач, на базе геометрических эффектов |
Отлично Хорошо Плохо |
|
|
12 |
Умение найти идею подходящую только одному геометрическому эффекту |
Отлично Хорошо Плохо |
|
|
13 |
Умение найти ближайшие подходящие по смыслу патенты, связанные с геометрическими эффектами |
Отлично Хорошо Плохо |
|
|
14 |
Умение увидеть изобретательский потенциал (что требуется улучшить), выявить главное противоречие, препятствующее достижению сформулированной цели, оценить полученный результат в сопоставлении с другими известными решениями |
Отлично Хорошо Плохо |
|
|
15 |
Развитие синергетического мышления (возникающего, когда эффект от объединения превышает суммарный эффект, например, обмен идеями), навыков генерирования новых идей, создания блоков патентов с использованием средств компьютерной поддержки |
Отлично Хорошо Плохо |
|
|
16 |
Умение кодировать информацию по геометрическим эффектам (матрица структурирования патентной информации, включающая физические, геометрические эффекты) |
Отлично Хорошо Плохо |
|
|
17 |
Как вы оцениваете свои знания, связанные с изобретательской деятельностью |
Отлично Хорошо Плохо |
|
|
18 |
Руководствуетесь ли вы литературой, связанной с изобретательской деятельностью |
Отлично Хорошо Плохо |
|
|
19 |
Умение руководствоваться авторами и их опытом в выполнение определенных задач |
Отлично Хорошо Плохо |
|
|
20 |
Умения развивать в себе изобретательские навыки при решении задач |
Отлично Хорошо Плохо |
патент информационный геометрический
3.3 Результаты тестирования
Общее исследование полученных данных можно разделить на несколько этапов:
ѕ выявление статистического анализа полученных данных;
ѕ анализ полученных данных;
ѕ статистическая обработка исходных данных, выявления зависимостей.
Приводя все к среднему значению по курсу, мною был установлен средний уровень компетентности на факультете. Было установлено, что некоторые виды компетенции не зависят от возраста студента.
3.4 Обработка результатов тестирования
Рисунок 22- Гистограмма компетенции Развитие творческого воображения студентов 1 курса
Исходя из графика, можно заметить, что большее количество студенческого коллектива имеет значение по этой компетенции более 25%, но максимальных (100%) значений минимальное количество.
Рисунок 23- Гистограмма компетенции Развитие творческого воображения школьников 7 класса
Рисунок 24 - Гистограмма компетенции Умение определить действие геометрического эффекта 1 курса
37% студентов оценили свой уровень Умение определить действие геометрического эффекта как средний, столько же оценивают как ниже среднего. И только четверть людей на факультете может продемонстрировать творческие способности.
Рисунок 25 - Гистограмма компетенции Умение увидеть изобретательский потенциал школьников 7 класса
Рисунок 26 - Гистограмма компетенции Умение находить в патентах идеальный конечный результат школьников 7 класса
Как видно из примеров зависимости расстояния между студентами от их компетенции, чем больше расстояние между студентами - тем больше различий между значениями их компетенций.
3.5 Анализ полученных результатов
Эта связь изначальна была не видна, но если подумать логически, то действительно, если у человека развита Развитие творчества воображения, Умение определить действие геометрического эффекта, то с большой вероятностью можно судить о том, что у него на высоком уровне находятся умение увидеть изобретательский потенциал. И ведь на самом деле - Развитие творчества воображения, умение находить в патентах идеальный конечный результат почти никак не зависит друг от друга.
Проанализируем значения компетенций студентов по всем компетенциям. Для этого построим гистограммы значений компетенций с попаданием в определенную когорту или промежуто
Рисунок 27 - Развитие творческого воображения
Исходя из графика, можно заметить, что большее количество студенческого коллектива имеет значение по этой компетенции более 25%, но максимальных (100%) значений минимальное количество.
Рисунок 28 - Умение определить действие геометрического эффекта
Рисунок 29 - Умение увидеть изобретательский потенциал
Лишь малая часть студентов факультета чувствует себя прекрасно в поиске изобретательского потенциала, но тут прослеживается сходство примерно одинакового количества студентов с развитием творческого воображения.
Рисунок 30 - Умение находить в патентах идеальный конечный результат
3.6 Основные понятия математической статистики
Математическая статистика (МС) используется для формирования правдоподобных суждений относительно объектов из некоторой однородной совокупности (так называемой генеральной совокупности) на основе результатов наблюдений за ограниченным их числом (так называемой выборкой). Степень правдоподобия суждений оценивается количественно числом, которое называют вероятностью суждения. Вероятность - это отвлеченное число от нуля до единицы (или, в процентах, от нуля до ста процентов), которое тем больше, чем правдоподобнее суждение. Можно считать, что численно вероятность равна доле объектов генеральной совокупности, для которых суждение справедливо. Если вероятность равна нулю, то суждение неверно, если единице - полностью верно для всех элементов генеральной совокупности. Далее будем рассматривать объекты, каждый из которых характеризуется значением единственного числового параметра. Этот параметр назовем случайной величиной (СВ).
Для большинства генеральных совокупностей, имеющих совершенно разную природу, закон распределения примерно одинаков и отличается только двумя числовыми величинами. Этот закон распределения называется нормальным (или Гауссовым) и описывается формулой:
(14)
В ней - значение случайной величины, и - два числовых параметра. На рисунке 1 показан вид этой функции при . При значении , отличном от нуля, график этой функции смещается по оси абсцисс на равную этому параметру величину. Второй параметр - характеризует степень разброса случайной величины, его большему значению отвечает больший разброс. При любых значениях обоих параметров площадь под кривой нормального распределения всегда равна единице. Даже при значение функции распределения про стремится к бесконечности таким образом, что площадь «бесконечно тонкой» фигуры остается равной единице. На рисунке 31 также показано, какая доля объектов генеральной совокупности имеет значения параметра, укладывающиеся в промежутки , ,.
Рисунок 31 - Вид нормального закона распределения