Алгоритм за секунду находит скрытые дефекты в учебных планах вузов

Учебные планы современных вузов — это десятки дисциплин, сотни компетенций и многостраничные таблицы. Разобраться в этом лабиринте человеку практически нереально, а сравнить несколько десятков планов между собой — задача на недели. Именно эту проблему решила команда исследователей из РТУ МИРЭА и Сибирского федерального университета, создав программный комплекс SPA-SFU2.

Как работает «томография» учебных программ

Программа берет стандартные Excel-файлы из распространенной информационной системы «Планы» и приводит их к единому стандарту. Проблема в том, что в разных вузах и даже на разных кафедрах одни и те же компетенции обозначают по-разному: где-то пишут «УК-1», где-то «ИД-1УК-6», а где-то вставляют цепочки индикаторов. С помощью регулярных выражений SPA-SFU2 распознает все «диалекты» и унифицирует данные.

Затем строится графовая модель — сеть, где каждая дисциплина становится точкой, а связи между ними показывают общие компетенции. Этот граф позволяет увидеть внутреннюю структуру учебного плана и скрытые проблемы, как компьютерная томография показывает организм человека.

Что именно находит алгоритм

Самый наглядный показатель — коэффициент кластеризации. Если он слишком высок, это тревожный сигнал: составители плана просто копировали одни и те же компетенции из дисциплины в дисциплину. Формально всё правильно, но студенты получают повторяющийся материал. Если коэффициент слишком низкий — дисциплины изолированы, целостной картины профессии не возникает. Золотую середину программа находит через сравнение с десятками других планов.

Программа создает визуальные карты обучения: семестр за семестром, предмет за предметом. Пользователь видит, где нагрузка избыточна, где — недостаточна, какие предметы «висят в воздухе» без связей, а какие неестественно перегружены компетенциями. Расчеты для 10 учебных планов занимают меньше секунды.

Евгений Халтурин, старший преподаватель СФУ и разработчик комплекса, отмечает: самым сложным было предусмотреть все возможные форматы заполнения. «Люди вносят данные по-разному: кто-то пишет „УК-1“, кто-то „УК-1_1“, кто-то вставляет длинные строки с индикаторами. Наша программа должна понимать все эти „диалекты“». Один из найденных курьезов — план, где химия и экология преподавались среди IT-направлений. Это не ошибка, но яркая особенность, которая сразу видна на фоне других.

Пока SPA-SFU2 — инструмент для экспертов: аналитиков вузов и разработчиков образовательных программ. В перспективе его возможности могут быть открыты для студентов и абитуриентов. Как подчеркивает Алексей Кытманов, заведующий кафедрой высшей математики-3 РТУ МИРЭА, «разработка — первый шаг к решению более важной задачи: по заданному набору компетенций создавать оптимальную структуру образовательной программы».

Исследование опубликовано в журнале Russian Technological Journal. Проект показывает, что образование постепенно превращается из искусства в точную инженерную дисциплину, где данные и алгоритмы помогают принимать взвешенные решения.