Модель успеха

МОДЕЛЬ УСПЕХА

В.С. АБРУКОВ (Чебоксары, профессор, факультет прикладной математики, физики и информационных технологий ЧГУ имени И.Н. Ульянова, abrukov@yandex.ru),

Д.А.АНУФРИЕВА (Чебоксары, старший преподаватель, факультет прикладной математики, физики и информационных технологий ЧГУ имени И.Н. Ульянова,

«У ЧЕЛОВЕЧЕСТВА НЕТ ВРЕМЕНИ НАЩУПЫВАТЬ ОРГАНИЗАЦИЮ МИРА МЕТОДОМ ПРОБ И ОШИБОК. МЫ ДОЛЖНЫ ВЫЧИСЛЯТЬ И ПРОЕКТИРОВАТЬ БУДУЩЕЕ, ОПИРАЯСЬ НА НАУКУ …»

академик С.П. Курдюмов (Институт прикладной математики РАН), http://spkurdyumov.ru/

Вопрос проекта: можем ли мы обобщить опыт современной системы образования в России и представить его в виде многофакторных вычислительных моделей, которые будут содержать в себе закономерности системы современного образования, а также позволять вырабатывать управленческие решения по ее реформированию в соответствии с существующими и будущими требованиями?

Речь идет о создании «Генома школы» или «Генома вуза», под которым понимается совокупность многофакторных вычислительных моделей, содержащих в себе связи между факторами и целевыми функциями образовательного процесса в школе или в вузе, позволяющих решать прямые и обратные задачи, проводить виртуальные эксперименты, вырабатывать управленческие решения.

В 2021 году Нобелевскую премию по экономике присудили экономистам из США Дэвиду Карду, Джошуа Ангристу и Гвидо Имбенсу за методологию исследования причинно-следственных связей в экономических процессах и исследование экономики труда. Один из вопросов, над которым работали лауреаты, — приносит ли образование дополнительный доход? (https://theins.ru/opinions/anna-lukyanova/245638)

В данной работе представлена «Модель успеха» - нейросетевая многофакторная вычислительная модель, которая прогнозирует успех в жизни человека и то, как он будет меняться в течение жизни человека. В основе ее лежит гипотеза, что результаты сдачи ЕГЭ позволяют понять, что ждет человека в будущем. В некотором смысле она является аналогом вопроса, над которым работали Нобелевские лауреаты - определяется ли успех в жизни человека уровнем и разносторонностью его школьного образования.

На первый взгляд, гипотеза «слабая». Но если учесть, что результаты сдачи ЕГЭ определяются такими факторами, как: все ли в порядке у школьника в родительской семье, насколько он целеустремлен, организован; все ли в порядке у школьника с точки зрения учебы и взаимодействия с учителем, сможет ли он поступить в хороший вуз, то можно сказать, что результаты сдачи ЕГЭ – это обобщенный комплексный показатель успеха школьника в начале его взрослой жизни!

Модель первоначально была построена на основе данных участников мастер-класса «Создание многофакторных моделей образовательного процесса в вузе», проведенного нами во время Всероссийского образовательного интенсива «ОСТРОВ 10-22» в Сколково. Затем она была дополнена новыми данными.

На рис. 1 представлена матрица коэффициентов Пирсона, на рис. 2 - структура нейронной сети. Слева – факторы, справа – целевые функции модели (оценка степени удовлетворенности доходом и работой по 5-балльной шкале). Данная вычислительная структура обобщает все зависимости между факторами и двумя целевыми функциями.

На рис. 3 представлена диаграмма рассеяния модели и гистограмма среднеквадратичной ошибки, а на рис 4 - пример результата «вычислительной работы» нейронной сети для одного конкретного набора факторов (в таблице над графиками) и графики, которые показывают, как меняется «успех» в зависимости от того, сколько лет прошло после сдачи ЕГЭ (по оси ординат указан интервал оценок для показателя «удовлетворенность работой», интервал оценок для показателя «средний доход …»: от 2,2 до 3,8). На рис. 5 – аналогичные результаты для другого человека.

Представлены только два из сотен отличающихся друг от друга случаев. Одним из главных выводов модели можно считать вывод о том, что, как каждый человек уникален, так и каждый случай «успеха» тоже уникален. И для каждого случая, каждого отличающегося набора факторов, будут свои значения целевых функций и свои графики. И, соответственно, для каждого случая, каждого человека, требуется свое уникальное управляющее решение.

ЧТО СЕЙЧАС НУЖНО!

Собрать больше реальных примеров разных людей, разного возраста (от 18 до 70 и выше), с разным успехом, в рамках организации всероссийской акции «Модель успеха». Участники акции заполняют анкету: https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSd6IaF3xIw5Ze4dApoMvHVdgZoez28Xh7mAcyLkRfDd6QqSQQ/viewform. В решении этой задачи могут принять участие школьники и студенты в рамках проектно-исследовательской деятельности и популяризации математики и информатики. При этом каждый участник может создавать свои многофакторные вычислительные модели. Авторы данной работы могут помочь им в этом.

Сбор большого объема данных позволит ответить на главное возражение оппонентов гипотезы: «… у вас мало данных!».

Результаты моделирования авторы данной работы обязуются опубликовать.

Опыт работы авторов по применению методов интеллектуального анализа данных в фундаментальных и прикладных исследования, в частности при моделировании социально-экономических систем. описан на сайтах: https://old.chuvsu.ru/2008/proekt.html

https://pmfit-chgu.ru/prikladnoj-fiziki-i-nanotehnologij / (затем Web-ресурсы кафедры: http://mfi.chuvsu.ru/opros/)

а также на страницах научной социальной сети Research Gate: https://www.researchgate.net/profile/V-Abrukov