автореферат диссертации по транспорту, 05.22.14, диссертация на тему:Исследование и разработка оптимальных структур образовательных систем на воздушном транспорте

На правах рукописи

СТЕПАНОВ СЕРГЕЙ МИХАЙЛОВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНЫХ СТУКТУР ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ НА ВОДУШНОМ ТРАНСПОРТЕ

Специальность 05 22 14 -«Эксплуатация воздушного транспорта»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2007 003 1 Т35°2

003173502

Диссертация выполнена в ФГОУ ВПО "Ульяновское высшее авиационное училище гражданской авиации (институт)"

Научный руководитель к т н, доцент В С Мехоношин

Официальные оппоненты.

д.т н, профессор В А Борсоев д т н, профессор Е А Коняев

Ведущая организация- ООО А/К Волга-Днепр

Защита диссертации состоится «15 » ноября 2007 г в_часов

на заседании Диссертационного совета Д 223 011 01 при ФГОУ ВПО "Московский государственный технический университет гражданской авиации" по адресу 125993, г Москва, Кронштадтский бульвар, д 20

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО "Московский государственный технический университет гражданской авиации"

Автореферат разослан "/2." /О 2007 г

Ученый секретарь диссертационного Совета

д т н, профессор С К Камзолов

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Обеспечение безопасности полетов является главной проблемой авиационной транспортной системы (АТС) предназначенной осуществлять воздушные перевозки без угрозы для жизни и здоровья людей Система подготовки летного состава является одним из важнейших направлений обеспечения безопасности полетов (БП) в системе гражданской авиации.

Анализ результатов расследования авиационных происшествий (АЛ) показывает, что большинство АП происходит по вине летного состава (ЛС), что свидетельствует о его недостаточной профессиональной подготовленности.

Необходимость совершенствования системы профессиональной подготовки ЛС, методической базы и технических средств обучения (ТСО) является одной из приоритетных задач государства в области регулирования авиационной деятельности

Объект и предмет исследования. Объектом исследования в данной работе является процесс учебно-летной подготовки курсантов специализации 240701 «Летная эксплуатация гражданских ВС». Предметом исследования является структура образовательного процесса на этапе теоретического обучения

Цель исследования. Главная цель исследования заключается в повышении уровня профессиональной подготовленности курсантов на базе компьютерного моделирования оптимальной по критерию качества структуры образовательного процесса.

Задачи исследования. Дня достижения главной цели исследования разработаны функциональная и имитационная модели образовательного процесса, сформулированы следующие задачи, подлежащие решению:

1) Провести качественный анализ требований к образовательным системам

2) Провести системный анализ существующей структуры образовательного процесса (ОП) обучения ЛС

3) Провести анализ факторов, влияющих на качество подготовленности авиаспециалистов

4) По результатам анализа разработать информационное и программное обеспечение модели ОП

5) Провести модельные эксперименты и реализовать в оптимальную структуру образовательного процесса

В работе представлен подход к построению системы оценки влияния на квалификацию выпускника параметров образовательного процесса, регламентированного ГОС. В качестве основы системы заложен механизм построения функциональной модели на принципах, сформулированных

нотацией функционального моделирования IDEF0 Практическая реализация функциональной модели была осуществлена в программном комплексе BPwin 4.1 Уровень детализации модели (глубина декомпозиции) охватил как объект моделирования - курсанта, так и главную последовательность процессов - учебные занятия, сдача зачетов, экзаменов и т д В модели приведен основной перечень ресурсов, используемых при проведении занятий, а также законодательные и нормативные акты, регламентирующие проведение, как учебных занятий, так и обеспечивающих (вспомогательных) процессов Разработка и исследование имитационной модели ОП на базе существующей организационной и функциональной модели BPwin 41 позволила проанализировать чувствительность модели по вероятностным отклонениям параметров модели, получить требуемые выходные характеристики системы и оптимизировать структуру образовательного процесса.

Методы исследований. Для решения перечисленных задач были использованы методы общей теории систем, системный подход, процессный подход, теория экспертных систем, теория прогнозирования и принятия решений; теория моделирования сложных систем, теория педагогических систем; теория проблемного обучения

Научная новизна. Научная новизна работы заключается в

1) графическом моделировании образовательного процесса;

2) описании образовательного процесса учебного заведения с использованием процессного подхода, задекларированного в стандарте ISO 9000 2000,

3) построении модели образовательного процесса на принципах, сформулированных нотацией функционального моделирования IDEF0 и IDEF3;

4) имитационном моделировании ОП с позиций прогнозируемого уровня подготовленности курсанта

Практическая значимость работы. За время работы над диссертацией автор принял участие в научно- исследовательской работе, проводимой в Ульяновском высшем авиационном училище гражданской авиации (УВАУ ГА (И)), по тематике, связанной с разработкой и оптимизацией процесса учебно-летной подготовки курсантов специализации 240701 «Летная эксплуатация гражданских ВС» системы менеджмента качества УВАУ ГА (И)

Полученные в диссертации результаты были использованы при разработке плана стратегического развития УВАУ ГА(И) и учебно-методического пособия «Исследование систем методами функционального и имитационного моделирования с использованием программного обеспечения «BPwin 4 1 и Arena»

Апробация результатов исследования

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях.

- II Международная научно-техническая конференция «Современные научно-технические проблемы транспорта России» Ульяновск УВАУ ГА, 2002

- Международная научно-техническая конференция, посвященная 80-летшо гражданской авиации России «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники, общества». Москва МГТУ ГА, 2003.

- Всероссийская конференция "Современные проблемы машиностроения и транспорта" Ульяновск- УлГТУ 2003

- Пятая международная НТК «Чкаловские чтения». Егорьевск ЕАТК ГА имени В П Чкалова, 2004

- Международная научно-практическая конференция. «Проблемы подготовки специалистов для ГА» Ульяновск УВАУ ГА, 2004

- III Международная научно-техническая конференция «Современные научно-технические проблемы транспорта». Ульяновск УВАУ ГА, 2005

- Труды международной конференции «Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейроинформатика в науке и технике» Ульяновск УлГТУ, 2006.

- Международная научно-практическая конференция «Проблемы подготовки специалистов для ГА». Ульяновск, УВАУГА, 2006

Реализация полученных результатов исследований. Полученные в ходе экспериментов практические результаты подтвердили эффективность предложенного способа анализа ОП на основе разработанных функциональной и имитационной моделей

На основе проведенных исследований и их результатов предложена структура, обеспечивающая качество подготовки летного состава с учетом требований по БП, что позволит повысить эффективность системы управления учебным процессом в вузе На защиту выносятся:

1) оптимальный по критерию качества вариант структуры ОП;

2) методика оптимизации структуры ОП методами компьютерной математики,

3) методология функционального моделирования ОП,

4) методология имитационного моделирования ОП;

5) методика использования программных комплексов «BPwm 4 1 и Arena» для исследования ОП.

Публикации По материалам диссертационного исследования опубликовано 21печатная работа (3 на правах рукописи), написанных как самостоятельно, так и совместно с другими авторами в период с 2002 по 2007 гг

Структура и объем. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиография из 111 наименований, содержит 212 страниц сквозной нумерации, в том числе 28 таблиц, 37 рисунков, 2 приложений и компакт диска, содержащего демонстрационные версии функциональной и имитационной моделей образовательного процесса

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, выбраны объект и предмет исследования, сформулированы цели и задачи исследования, изложены методика, научная новизна, практическая ценность исследования и характеристика полученных результатов

В первой главе рассмотрены общие аспекты проблемы эффективности образовательных систем на воздушном транспорте, проведен анализ влияния на ОП показателей качества, положенных в основу разработанной модели ОП, и исходя из проведенного анализа поставлены задачи исследования

В первой части главы проведен качественный анализ требований к образовательным системам на воздушном транспорте, в котором показано, что объем теоретического обучения по специальным дисциплинам подготовки пилота согласно ГОС ВПО выше минимальных требований, заявленных в курсе №236 ИКАО (как отраслевого специалиста - пилота)

На основе статистики успеваемости курсантов специализации 240701 проведен анализ действующего процесса теоретической подготовки с 1993 по 2006 гг (рис 1)

Таблица 1

Уровень знаний (ср. балл) курсантов УВАУ ГА

Учебный год

Средний балл 19931994 19941995 19951996 19961997 19971998 19981999 19992000 20002001 20012002 20022003 20032004 20042005 20052006

3,93 4,11 3,89 4,07 4,09 3,92 4,13 4,1 4,24 4,11 3,81 3,82 3,94

7

4,3

3,8 -

3 94

3,7

1993- 1994- 1995- 1996- 1997- 1998- 1999- 2000- 2001- 2002- 2003- 2004- 2005- Учебный 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 ГОД

Рис. 1. Изменение успеваемости за 13 лет

Из вышеприведенных данных видно, что средний балл на протяжении всего рассмотренного периода стабилен. С одной стороны, это говорит об относительно высоком качестве предоставления образовательных услуг, (средний балл не снижается ниже 3,8) но с другой стороны, очевидно, что используемая традиционная система обучения практически исчерпала свой потенциал.

Основу обеспечения БП составляет качество профессиональной подготовки авиационных специалистов, в свою очередь, на качество подготовки влияют факторы, которые могут варьироваться или быть постоянными. В общей форме показатель качества можно представить в

где х - факторы обучения (количество аудиторных часов на дисциплину, состав ППС, применение современных информационных технологий в процессе обучения и т.д.).

Тогда разложение Тейлора можно представить в следующем виде:

Разложение выполнено в предположении о линейной зависимости показателя качества от факторов обучения. Ясно, что чем выше показатель качества обучения W или приращение показателя качества тем выше средний балл .

виде:

(1)

¡=1 V ил, у о

(2)

Во второй части главы проведен анализ существующих методик разработки структур образовательных систем, дано формализованное описание ОП, который представляет собой довольно сложное структурное объединение различных подсистем и может рассматриваться как системный объект В подсистему теоретического обучения входят учебный материал, учебные пособия, различные технические и аудиовизуальные средства; объект обучения - курсант, который также может рассматриваться в качестве сложной самоорганизующейся подсистемы; направляющий и руководящий центр всей системы «Образовательный процесс» - преподаватель

В силу этого рассмотрение всего комплекса вопросов, связанных со структурно-системной оптимизацией, необходимо проводить с системных позиций, с использованием методов функционального (AllFusion Process Modeler 4/1 BPwm 4/1) и имитационного моделирования (Arena)

В третьей части главы проведен анализ критериев эффективности образовательных систем, из которого следует, что для оценки эффективности работы различных учебных заведений должны использоваться как внутренние, так и внешние критерии Такими внешними критериями могут быть адаптация на производстве, профессиональная устойчивость, темпы роста профессионального мастерства и связанное с ним должностное продвижение (служебная карьера) и др

Однако в каждой образовательной системе на разных уровнях ее функционирования обобщенные критерии могут дополняться и конкретизироваться более частными и разнообразными по содержанию критериями оценки локальных, промежуточных и конечных результатов обучения И в этой связи важно подчеркнуть, чтобы все эти частные показатели и параметры между собой стыковались и выводились на обобщенные критерии

В заключительной части главы проведен анализ эффективности образовательных систем на ВТ и сформирована описательная модель ОП на основе методов функционального и имитационного моделирования

По итогам проведенного в первой главе анализа поставлены задачи, которые решены в последующих главах

Во второй главе проведены методологические исследования структурной оптимизации образовательных систем и даны основные понятия, связанные со структурной оптимизацией; проведен анализ методик оптимизации структуры ОП по критерию безопасности полетов, экономической эффективности и конкурентоспособности, включая анализ влияния качества подготовленности на БП

В первой части главы БП определяется тремя составляющими- материальной частью летательного аппарата, внешними условиями и той совокупностью параметров, которую принято обозначать как человеческий фактор (ЧФ) (рис 3)

I Безопасность!

О

Воздушное судно Экипаж

Планер

Гидросистема

X

Система управления

ИКБО

X

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДСИСТЕМА

Надежность

Надежность агрегатов, узлов, комплектующих изделий

X

экипажа

ПСИХОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДСИСТЕМА

процедур

Восприятие

информации

X"

Анализ информации

*

Т

Принятие решения

........{"""

Действия

Факторы, влияющие на надежность ВС и качество учебно-летной подготовленности курсантов

Рис 3 Структурная схема безопасности полетов

Человеческий фактор, в свою очередь, можно условно разделить на регулярную и нерегулярную составляющие Первая определяется профессиональным мастерством, вторая носит неопределенный характер она проявляется в виде неверных, спонтанных решений и грубых промахов. Человеческий фактор проявляется не только как индивидуальная характеристика, но и во взаимодействии между членами экипажа

К основным факторам, определяющим функциональную эффективность экипажа, можно отнести- профессиональный уровень.

- уровень дисциплины,

- психофизиологическое состояние членов экипажа Профессиональный уровень формируется в течение всего периода

учебно-летной деятельности и представляет собой комплекс теоретических знаний, практических умений и навыков, эффективность применения которых в процессе летной деятельности определяет профессиональное мастерство летных специалистов Профессиональная подготовленность экипажа в общем случае определяет 50 % БП в АТС

Для приобретения и систематического поддержания знаний и умений, необходимых членам экипажа для эксплуатации ВС в полете, целесообразно использовать средства обучения, которые бы развивали пространственное мышление (КОП), позволяли поддерживать или отрабатывать моторные действия и устойчивые стереотипы выполнения в заданной последовательности логических операций

Во второй части главы проведен анализ критериев экономической эффективности ОП Исходной базой методов был расчет себестоимости подготовки специалиста определенного профиля усредненным

образовательным учреждением, а сами методы вполне укладывались в общую категорию «прейскурантный метод ценообразования» Прейскурантный метод ценообразования известен и в рыночной экономике Его общая схема может быть представлена формулой.

<3)

где Ц цена продажи товара (услуги); С - полная себестоимость единицы товара (услуги), Нп - запланированная норма прибыли

По своей сути это простейший метод ценообразования, являющий собой прибавление к исчисленной себестоимости продукции величины, соответствующей заданному проценту прибыли Так определяется первичная цена, которая в дальнейшем выступает объектом управления в ценовой стратегии маркетинга. Но существует и более прогрессивный метод определения цены подготовки специалиста В рамках того - же прейскурантного метода, но с той особенностью, что норматив рентабельности определяется относительно не полной себестоимости, а фонда, заработной платы, что исключит заинтересованность учебных заведений в завышении затрат овеществленного труда. В частности, нормативная цена (Ц) подготовки специалиста 1-той специальности определяется по формуле

Ц = С,+ £А, (4)

100

где С, - полная нормативная себестоимость подготовки специалиста, 3, - основная заработная плата, представляющая собой одну из составляющих себестоимости С„ р - норматив рентабельности к основной заработной плате

В третьей части главы проведен анализ методики оптимизации структуры по критерию конкурентоспособности В рыночных условиях категория ((конкурентоспособность» является одной из ключевых, так как именно в ней концентрированно выражаются научные, методические, кадровые, материально-технические, финансовые и организационно-управленческие возможности вуза как хозяйствующего субъекта

Конкурентоспособность определяется теми ее качествами, которые обеспечивают образовательной услуге (ОУ) преимущество на рынке, содействуют ее успешному сбыту в условиях конкуренции Существующие в настоящее время способы оценки конкурентоспособности носят большей частью качественный характер и не способны адекватно отразить все многообразие факторов, влияющих на оценку Неточность оценки, ее субъективность не позволяют с большой степенью уверенности принимать решение по выбору ОУ, наиболее конкурентоспособных на рынке

В модели показателя конкурентоспособности целесообразно отразить соответствие ОУ обязательным стандартам и нормам, т е.

выделить нормативные параметры в отдельный показатель Методически это обеспечивается введением показателя нормативных параметров 1н, который принимает лишь два значения 1 и 0 (так называемая «вето-функция») Если ОУ соответствует нормам и стандартам, то 1„ принимает значение, равное 1, в противном случае 1н= О

В результате можно предложить следующую математическую модель показателя конкурентоспособности ОУ

ц

(5)

Числитель формулы (5) характеризует качество ОУ, эффективность ее предложения и соответствие услуги установленным стандартам и нормам Чем больше значение числителя, тем привлекательнее услуга для потребителя

Знаменатель характеризует выгодность приобретения данной ОУ

В заключительной части главы показано, что основу обеспечения безопасности полетов составляет качество профессиональной подготовки авиационных специалистов, которое зависит от большого числа взаимосвязанных факторов, таких, как соотношение числа часов, отводимых на аудиторную и самостоятельную работу курсантов, применение компьютерных технологий, уровень преподавания и качественный состав преподавателей.

В третьей главе разработана функциональная и имитационная модель ОП и проведено исследование системы на базе этой модели, определены коэффициенты значимости блоков учебных дисциплин методом парных соотношений На основании данных проведенной экспертизы по зависимости

Ап=(1/п) 2Х

1-1

находим значения коэффициентов значимости блоков учебных дисциплин (табл. 2)

Таблица 2

Коэффициенты значимости блоков учебных дисциплин

Блоки учебных дисциплин гсд ЕНД ОВД сд ДС

Коэффициент значимости 0 634 3 513 3 529 8 655 9485

Полученные значения коэффициентов значимости используются в модели образовательного процесса

Для разработки и исследования модели ОП используются методологии моделирования, основанные на графическом представлении систем.

- IDEFO - для создания функциональной модели, отображающей

структуру и функции системы, а также потоки информации и

материальных объектов, преобразуемые этими функциями,

- EDEF3 - для описания последовательности процессов

В основе методологии DDEF лежит понятие функционального блока Функциональный блок графически изображается в виде прямоугольника и олицетворяет собой некоторый конкретный процесс в рамках рассматриваемой системы

Каждая из четырех сторон функционального блока имеет свое определенное значение, при этом.

- левая сторона имеет значение «ВХОД» (INPUT);

- правая сторона имеет значение «ВЫХОД» (OUTPUT),

- верхняя сторона имеет значение «УПРАВЛЕНИЕ» (CONTROL);

- нижняя сторона имеет значение «МЕХАНИЗМ» (MECHANISM).

Метод функционального моделирования позволяет проанализировать образовательный процесс, выявить недостатки и построить его идеальную модель Построение функциональной модели осуществлено от общего к частному - сначала описывается общая схема ОП, а затем шаг за шагом все более и более подробно описываются конкретные процессы Однако на уровне наибольшей детализации, когда рассматриваются конкретные процессы, для оптимизации этих процессов функциональной модели может оказаться недостаточно. В этом случае целесообразно использовать имитационное моделирование

Одним из важных достоинств BPwm 4 1 является возможность экспорта данных функциональной модели в ПО фирмы Rockwell Software Arena. Разработка и исследование имитационной модели ОП на базе существующей позволяет проанализировать чувствительность модели по вероятностным отклонениям параметров модели

Для подготовки данных в работе была уточнена функциональная модель с использованием нотации IDEF 3

Разработка модели ОП на основе методологии IDEF позволяет

- согласовать происходящие процессы,

- оптимизировать структуру образовательного процесса,

- создать имитационную модель образовательного процесса,

- получить требуемые выходные характеристики системы Предложенная модель образовательного процесса позволяет с

приемлемой степенью достоверности описать образовательный процесс в вузе, позволяет анализировать его, проверять возможные управленческие решения и оценивать их эффективность

В четвертой главе представлены результаты работы, связанные с оптимизацией структуры образовательной системы

Формализация системы управления учебным процессом в училище производилась методами функционального и имитационного моделирования с использованием программного обеспечения «BPwxn 4 1» и «Arena» После проведенного анализа факторов, влияющих на качество подготовленности авиаспециалистов, разработана имитационная модель и получены результаты влияния этих факторов на качество профессиональной подготовки авиационных специалистов В таблице 3 приведены значения среднего балла (Qcp) в зависимости от двух факторов коэффициента профессионального уровня профессорско-преподавательского состава (Лппс) и коэффициента уровня компьютерных технологий (#кт) по пяти блокам учебных дисциплин (ГСД, ЕНД, ОПД, СД.ДС)

Для аппроксимации дискретных данных в таблицах использовались двумерные эмпирические (приближающие) функции вида

<Р (х, у) = а0 tpdx, у) + +а„ (р„(х, у) (6)

где ак~ неизвестные коэффициенты

(pdx,y) = x'-yJ

Если ограничиться квадратичными членами, то линейная относительно коэффициентов ,а} функция ср (х, у) = Qcp, примет следующий вид

Qcr(x,y)-a0+a1 х + а2-у + а3 х2 +а4-ху + а5-у2 (7)

где х - Лппс, У~Ккг

Вычисленные по методу наименьших квадратов значения а0,а,, ,а5 для каждого блока учебных дисциплин, сведены в табл. 3 Полученные вторичные регрессионные модели позволяют применять математические методы с целью моделирования и анализа различных образовательных стратегий при изменении Kmc и А*кт Для каждой отдельной группы учебных дисциплин Для моделирования отклика на изменение #ппс и Л'кт в нескольких группах учебных дисциплин одновременно вычислены также коэффициенты, определяющие приращения среднего балла, которые сведены в таблицу 4. График зависимости gcp = f(A"nnc, #кт) приведен на рисунке 4.

Таблица 3

Коэффициенты для Qcp

«0 «1 «2 а3 а 4 а5

ГСД 3.91252 016100 0 04243 - 0 00688

ЕНД 3 9192 014135 0 05305 - 0 00266 -

ОПД 3 8704Q 013667 016756 013539 - -0 0143

СД 3 90941 011771 0 03860 0 09397 - 0 05147

ДС 3 83697 0 27943 0 08700 - 0 01257 -

Таблица 4

Коэффициенты для Д0с

а о «1 в2 «3 а 4 «5

АГСД - 0.16100 0.04243 - - 0.00688

АЕНД - 0.14135 0.05305 - 0.00266 -

\ОПД - 0.13667 0.16756 0.13539 - -0.0143

дед - 0.11771 0.03860 0.09397 - 0.05147

д дс -0.1705 0.27943 0.08700 - 0.01257 -

Сп йяпп

Рис. 4. График зависимости Qcv = {'(/ГШ!С) А"кт)

Регрессионная модель образовательного процесса с приемлемой степенью достоверности описывает образовательный процесс, позволяет анализировать возможные управленческие решения и оценивать их эффективность. Полученная выше аналитическая зависимость показателя качества обучения (0ср) от факторов обучения Ктс и Ккт позволяет привлекать математические методы с целью моделирования и анализа различных образовательных стратегий.

Наибольшее затруднение при оценке образовательных стратегий вызывает выбор критерия эффективности образовательного процесса Проведение реальных экспериментов с экономическими системами требует значительных затрат и вряд ли осуществимо на практике В условиях неопределенности при отсутствии достаточного статистического материала, следует указать хотя бы косвенный критерий оптимизации Из графика на рис 4, можно видеть, что из начальной точки {0,56, 0,2} где показатель ¿)ср минимален, можно перейти в конечную точку {1,1}, где максимален, по различным траекториям Из геометрических соображений можно принять, что наиболее эффективным (оптимальным) будет такой способ увеличения факторов Кипе и /<"кт (такая траектория на плоскости факторов КПпс и А"кт), при котором показатель 0ср будет быстрее всего возрастать и достигать некоторого насыщения Математическая постановка такой задачи выглядит следующим образом

Пусть траектория на плоскости факторов задана в параметрическом виде Яппс = и Ккт ~ у(?) Определяются зависимости х(1) и обеспечивающие движение точки из начального положения, когда х(0) = 0 и Х0) = 0, в конечное, когда х(() = 1 и _у(/) = 1, по некоторой кривой I, с постоянной скоростью равной 1, что можно записать в виде условия

х2(0 + у2(() = 1 (это условие позволяет заменять параметр I длиной дуги /) Затем, подбираются другие зависимости х(() и Х0> задающие движение точки по другой кривой £2 со скоростью равной 1, и тд. По длине дуги каждой кривой вычисляется интеграл от функции А0ср(-*, У) ~ бср(х, у) — 0^(0 56,02)"

достигает максимального значения, то есть, на которой площадь S максимально заполняет прямоугольник, площадь которого ДбсрО,1) L.

Вычисления приведенного критерия оптимальности (9) для вариантов процесса изменения факторов Я"ппс и проводились в программе Excel Функции x(t) и y{t) моделировались степенными рядами

x(t) = Сю+ C\\t+ С1212 + Cni3 + . x'(t) = Cu + 2Cnt + 3C,3i2 +

X0 = C20+ Си t + C22 ? + C23 ? + y\t) = C21 + IC221 + ЗС23 f- + .. Условие движения по кривой линии с постоянной скоростью равной 1 обеспечивалось подбором коэффициентов Сю, Сп, ,Сго, С21, ■ и длины линии L с помощью надстройки Excel «Поиск решения» Вычисление интегралов (8) производилось по квадратурной формуле Симпсона.

(В)

Требуется определить такую кривую £opt, на которой отношение

F A Qcp(Ul)L

(9)

Рис. 6. Изменение значений критерия оптимальности от коэффициентов Алле и ЛГ|ст

Рис. 5. Возрастание &Qcp по различным траекториям

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты последовательного вычисления AQcp и F на 11 полученных кривых линиях представлены на рис. 5 и 6. На этих графиках наблюдается монотонное улучшение сформулированного выше критерия эффективности (9) образовательного процесса при последовательном переходе от линии 1 до линии 11. Такое поведение критерия эффективности F обусловлено полученной поверхностью Qcр(х, у) (рис. 4.). Отсюда можно сделать вывод, что наиболее эффективной стратегией будет вложение средств и ресурсов первоначально направленное на возрастание коэффициента Яппс> а затем на преобладание роста А"кт-

В заключении перечислены практические результаты проведенных исследований, а именно:

1) разработан подход к построению системы оценки влияния на квалификацию выпускника параметров образовательного процесса, регламентированного ГОС. В качестве основы системы заложен механизм построения функциональной модели на принципах, сформулированных нотацией функционального моделирования IDEF0;

2) предложена методика оптимизации структуры по критерию экономической эффективности;

3) предложена методика оптимизации структуры по критерию конкурентоспособности;

4) разработана функциональная и имитационная модели образовательного процесса;

5) концепции моделирования с помощью ПО «Bpwin 4.1» и «Arena», правила и методы создания, функциональных и имитационных моделей используются при проведении

практических занятий по дисциплине «Исследование систем управления»

Таким образом, совокупность выполненных в рамках диссертационного исследования, полученные научные и научно-прикладные результаты в комплексе представляют собой целостное, законченное и принципиально новое научное решение при разработке планов стратегического развития ВУЗов

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1 Шмаков Ю И Индивидуальный метод непрерывного обучения с постоянным контролем требуемого уровня знаний / Ю И Шмаков, В Н Довгопят, С М Степанов // II международная научно-техническая конференция «Современные научно-технические проблемы транспорта России», 28-30 марта 2002г сб трудов - Ульяновск: УВАУ ГА, 2002 -С 295-299

2. Мехоношин В С Структурный анализ процесса дополнительного образования авиаспециалистов / ВС Мехоношин, AM Лебедев, СМ. Степанов // II международная научно-техническая конференция «Современные научно-технические проблемы транспорта России» 28-30 марта 2002г.: сб материалов - Ульяновск УВАУ ГА, 2002 -С 224-227.

3 Степанов С М О разработке структуры образовательного процесса тезисы / СМ Степанов // Международная научно-техническая конференция, посвященная 80-летию гражданской авиации России «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники, общества», 17-18 апреля 2003г Москва МГТУ ГА, 2003

4 Степанов С М О разработке модели образовательного процесса тезисы / СМ Степанов // Всероссийская конференция "Современные проблемы машиностроения и транспорта' 8-10 октября 2003г - Ульяновск УлГТУ 2003 -С 309-311

5 Лебедев AM Представление процесса обучения как системы с переменной структурой (тезисы) / AM Лебедев, В.С Мехоношин, С.М Степанов, Н.А Юганова // V международная научно-техническая конференция «Чкаловские чтения» 4-6 февраля 2004г: сборник материалов. - ЕАТК ГА имени В.П. Чкалова, 2004 - С 142

6. Степанов С.М Организация внутренних проверок (аудита) системы менеджмента качества вуза /СМ Степанов // «Улучшение качества проектов и процессов» Материалы научно-технической конференции. - Ульяновск- УВАУ ГА, 2004

7 Зубков Б В Некоторые закономерности процесса обучения курсантов УВАУ ГА / ББ Зубков, А Г Антипова, С.М. Степанов // Международная научно-практическая конференция «Проблемы подготовки специалистов для ГА» 25-26 ноября 2004г. сборник трудов -Ульяновск УВАУ ГА, 2004 - С 247-249

8 Разработка руководства по качеству и организации УВП в училище- отчет о НИР /Рук. В.С Мехоношин, исполн.- AM Ротонов, JIM Тараканов, ЕЛ Кожендаев, СГ Косачевский., С А Косган, С М. Степанов, Е.Р Мананова// Ульяновск УВАУ ГА, 2004.

9 Зубков Б В. Разработка функциональной и имитационной моделей образовательного процесса / Б В Зубков, В,С Мехоношин, АЮ Дятлов, С М Степанов, Д.С Степанов П международная научно-практическая конференция «Проблемы подготовки специалистов для ГА» 25-26 ноября 2004г сборник трудов - Ульяновск- УВАУ ГА, 2004.- С 250-256.

10 Степанов С.М. Анализ основных факторов, влияющих на качество обучения / СМ Степанов, AM Лебедев, НА Юганова // Современные научно-технические проблемы транспорта, материалы III Международной научно-технической конференции 20-22 октября 2005г-Ульяновск УлГТУ, 2005 - С 156-159

11 Степанов СМ. Использование программных комплексов «BPWIN» и « ARENA» для анализа учебного процесса ВУЗа / СМ Степанов, ДС Степанов, Т.Н. Липатова, ВЛ Козлов // Международная конференция «Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейроинформатика в науке и технике», 16-18 мая 2006г - Ульяновск. УлГТУ, 2006.- С 105-108

12. Липатова Т.Н. Современные концепции управления персоналом / Т.Н Липатова, СМ Степанов // Международная научно-техническая конференция, посвященная 35-летию со дня основания Университета «ГА на современном этапе развития науки, техники и общества», 18-19 мая 2006г - Москва МГТУ ГА, 2006 - С.270

13 Липатова ТН. Модернизация производственной деятельности АУЦ / ТН. Липатова, С М Степанов // Международная научно-техническая конференция, посвященная 35-летию со дня основания Университета «ГА на современном этапе развития науки, техники и общества», 18-19 мая 2006г - Москва МГТУ ГА, 2006 - С.270.

14 Степанов С М Совершенствование структуры образовательного ' процесса по критерию конкурентоспособности / Степанов С М, Степанов ДС, Басманова ТН И Международная научно-практическая конференция «Проблемы подготовки специалистов для ГА». 23-24 ноября 2006г Сборник трудов - Ульяновск, УВАУ ГА, 2006 - С.255-258

15 Степанов СМ Использование программных комплексов «BPWIN» и « ARENA» для анализа ОП ВУЗа / СМ Степанов, ДС Степанов // Международная научно-техническая конференция, посвященная 35-летию со дня основания Университета «ГА на современном этапе развития науки, техники и общества». 18-19 мая 2006г -МГТУ ГА. Москва 2006.-С 262

16. Мехоношин В С Совершенствование структуры образовательного процесса с использованием функционального и имитационного моделирования / ВС Мехоношин, СМ Степанов, ДС Степанов // Международная научно-практическая конференция «Проблемы подготовки специалистов для ГА» 23-24 ноября 2006г. сборник трудов -Ульяновск, УВАУ ГА, 2006 - С 252

17 Разработка информационно-поисковой системы производственной деятельности АУЦ отчет о НИР / Рук С М Степанов, исподн.. Мирошин АЛ., Коротких Г.Ю. // - Ульяновск: УВАУ ГА, 2006.

18 Рогов В Н. Алгоритм оценки конкурентоспособности вуза / В Н Рогов, С М. Степанов, Т Н Липатова, Д С Степанов // Международная конференция «Конференция по логике, информатике, науковедению (КЛИН-2007)» 17-18 мая 2007г - Ульяновск УлГТУ, 2007 -С 52-53

19 Рогов В.Н. Применение коэффициентов значимости блоков учебных дисциплин для разработки оптимальной модели образовательного процесса / В.Н Рогов, С.М. Степанов, Т Н Липатова, Д С Степанов // Международная конференция «Конференция по логике, информатике, науковедению (КЛИН-2007)» 17-18 мая 2007г - Ульяновск УлГТУ, 2007 -С 54-55

20 Степанов СМ. Профессиональная подготовленность лётного состава и ее влияние на БП / СМ. Степанов, ДС Степанов // Международная научно-техническая конференция «Чкаловские чтения» 7-9 июня 2007г сборник материалов - Егорьевск ЕАТК ГА имени В П Чкалова, 2007.- С 234-235

21. Степанов СМ Исследование систем управления методами функционального и имитационного моделирования с использованием программного обеспечения «BPwrn 4 1» и «Arena» / С.М. Степанов, В С Мехоношин, ДС. Степанов// Ульяновск: УВАУ ГА, 2006,- С 81

22. Формализация методов совершенствования организации и управления образовательным процессом в училище средствами компьютерной математики отчет о НИР / Рук Махитько В П., исполн. СМ Степанов, Д С. Степанов // Ульяновск УВАУ ГА, 2007

23 Степанов СМ К вопросу практической реализации модели образовательного процесса методами функционального имитационного

моделирования // Научный Вестник МГТУ ГА, серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники Безопасность полетов. - № 122

24. Степанов СМ формализация методов совершенствования и управления образовательным процессом// Научный Вестник МГТУ ГА, серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники Безопасность полетов. - № 122

При написании диссертационной работы использовались публикации отечественных и зарубежных исследователей Беспалько В П, Зубкова Б.В, Коваленко Г В , Козлова ВВ., Дятлова А Ю, Лебедева А М, Мехоношина В С, Микинелова А Л, Оуэнса Ч. А, Соловова А В, Чепиги В Е, и других.

Подписано в печатью 10 07 г Печать офсетная Формат 60x84/16 1,25уч-издл 1,16 уел печ л_Заказ № 405/_Тираж 70 экз

Московский государственный технический университет ГА 125993 Москва, Кронштадтский бульвар, д 20 Редакционно-издательский отдел 125493 Москва, ул Пулковская, д 6а

© Московский государственный технический университет ГА, 2007

Глава 1. Анализ проблемы эффективности образовательных систем на воздушном транспорте. Классификация образовательных систем. Постановка задач

1.1. Качественный анализ требований к образовательным системам на воздушном транспорте

1.1.1. Классификация образовательных систем

1.1.2. Требования к образовательным системам на воздушном транспорте

1.1.3. Анализ действующего процесса теоретической подготовки курсантов

1.1.4. Анализ влияние показателей качества на образовательный процесс

1.2. Анализ существующих методик разработки структур образовательных систем

1.2.1. Методология функционального моделирования структур образовательных систем с All Fusion Process Modeler 4.

BPwin 4.1)

1.2.2. Концепция IDEFO

1.2.3. Методика разработки функциональных моделей в среде IDEF

1.2.4. Методология имитационного моделирования структур образовательных систем с «Rockwell Software Arena»

1.2.5. Создание модели

1.3. Анализ критериев эффективности образовательных систем

1.4. Постановка задач исследования

Глава 2. Методологические исследования структурной оптимизации образовательных систем

2.1. Основные понятия, связанные со структурной оптимизацией образовательных систем

2.2. Методика оптимизации структуры по критерию безопасности полетов

2.3. Методика оптимизации структуры по критерию экономической эффективности

2.4. Методика оптимизации структуры по критерию конкурентоспособности

Глава 3. Экспериментальные исследования эффективности образовательных систем

3.1. Разработка и исследование модели образовательной системы по направлениям (специальностям) при дневном обучении

3.1.1. Расчет коэффициентов значимости учебных дисциплин специализации

3.1.2. Разработка функциональной модели образовательного процесса на дневном обучении

3.1.3. Разработка имитационной модели образовательного процесса УВАУГА

3.1.4. Исследование модели образовательной системы при дневном обучении

3.2. Разработка и исследование модели дополнительного профессионального образования

3.2.1. Анализ требований к системе дополнительного профессионального образования

3.2.2. Анализ действующего процесса профессиональной подготовки

3.2.3. Конкурентный анализ АУЦ УВАУ ГА (И)

3.2.4. Предложения по совершенствованию подготовки авиационного персонала в системе ДПО '

3.3. Разработка и исследование модели образовательной системы по направлениям (специальностям) при заочном обучении

3.3.1. Анализ действующего процесса теоретической подготовки при заочном обучении

3.3.2. Предложения по совершенствованию подготовки авиационного персонала при заочном обучении

Глава 4. Результаты внедрения оптимальных структур образовательных систем в высшем учебном заведении на воздушном транспорте

4.1. Формализация методов совершенствования и управления образовательным процессом.

4.2. Анализ и оптимизация образовательных стратегий

4.3. Четырехфакторная модель образовательного процесса

4.4. Анализ и оптимизация четырехфакторной модели образовательного процесса

Актуальность работы. Обеспечение безопасности полетов является главной проблемой авиационной транспортной системы (АТС) и предназначена осуществлять воздушные перевозки без угрозы для жизни и здоровья людей. Поэтому система подготовки летного состава является одним из важнейших направлений обеспечения безопасности полетов (БП) в системе гражданской авиации.

Анализ результатов расследования авиационных происшествий (АП) показывает, что большинство авиационных происшествий происходит по вине летного состава (J1C) [9, 15, 20, 32], что свидетельствует о его недостаточной профессиональной подготовленности. Решение проблемы обеспечения безопасности полетов в существенной мере определяется качеством профессиональной подготовленности авиационных специалистов, а существенную роль в структуре подготовки летного состава отводится процессу теоретического обучения.

Необходимость совершенствования системы профессиональной подготовки ЛС, методической базы и технических средств обучения (ТСО) отражена в «Концепции развития гражданской авиационной деятельности в Российской Федерации», одобренной на заседании Правительства Российской Федерации от 07.12.2000 [5], и Федеральной целевой программе «Модернизация транспортной системы ' России» (Подпрограмма

Гражданская авиация») [31] и является одной из приоритетных задач государства в области регулирования авиационной деятельности.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования в данной работе является процесс учебно-летной подготовки курсантов - пилотов. Предметом исследования является структура образовательной системы на воздушном транспорте.

Цель исследования. Главная цель исследования заключается в повышении уровня профессиональной подготовленности курсантов -пилотов на основе совершенствования структуры образовательной системы.

Задачи исследования. Для достижения главной цели исследования разработаны функциональная и имитационная модели образовательного процесса, сформулированы следующие задачи, подлежащие решению:

1) Провести качественный анализ требований к образовательным системам.

2) Провести системный анализ существующей структуры образовательной системы обучения летного состава.

3) Провести анализ факторов, влияющих на качество подготовленности авиаспециалистов.

4) По результатам анализа разработать информационное и программное обеспечение модели образовательной системы.

5) Провести модельные эксперименты, а результаты при разработке оптимальной структуры образовательной системы.

Для решения перечисленных задач были использованы: общая теория систем; системный подход; теория педагогических систем; теория квалиметрии; теория прогнозирования и принятия решений; теория моделирования сложных систем; теория проблемного обучения.

Исходные теоретические положения базируются на:

- системном подходе как направлении методологии научного познания, в основе которого лежит рассмотрение объекта как системы (П.К. Анохин, А.Н. Аверьянов, В.Г. Афанасьев, Т.А. Ильина);

- личностно - деятельном подходе к организации учебного процесса (Л.П Буева, J1.C. Выготский, A.M. Леонтьев, и др.);

- теории цели образования и целеполагания при организации деятельности (Н.Ф. Наумова, O.K. Тихомиров);

- теории структуры и содержания образования (М.М. Скаткин, B.C. Леднев, И .Я. Лернер и др);

- теории проблемного обучения (М.И Махмутов, B.C. Ильин, Ю.К. Бабанский, Ю.М. Кулюткин).

Методы исследований. Для решения перечисленных задач были использованы: общая теория систем; системный подход; процессный подход; теория экспертных систем; теория прогнозирования и принятия решений; теория моделирования сложных систем; теория педагогических систем; теория проблемного обучения.

Научная новизна. Научная новизна работы заключается в:

1) разработке структуры образовательной системы с использованием процессного подхода, задекларированного в стандарте ISO 9000:2000;

2) построении модели образовательной системы, на принципах, сформулированных нотацией функционального моделирования IDEF0 и IDEF3;

3) имитационном моделировании образовательной системы с позиций требуемого уровня подготовленности курсанта - пилота и с учетом основных факторов, влияющих на уровень его подготовленности;

4) разработке методики оптимизации структуры образовательной системы на воздушном транспорте.

Практическая значимость работы: г

За время работы над диссертацией автор принял участие в научно-исследовательской работе, проводимой в Ульяновском высшем авиационном училище гражданской авиации (УВАУ ГА), по тематике связанной с разработкой и внедрением системы менеджмента качества УВАУ ГА (И).

Полученные в диссертации результаты к настоящему времени были использованы при разработке:

- плана - программы стратегического развития УВАУ ГА;

- учебно-методического пособия «Исследование систем методами функционального и имитационного моделирования с использованием программного обеспечения «BPwin 4.1 и Arena».

Апробация результатов исследования.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на конференциях:

- II Международная научно-техническая конференция «Современные научно-технические проблемы транспорта России». Ульяновск: УВАУ ГА, 2002.

- Международная научно-техническая конференция, посвященная 80-летию гражданской авиации России «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники, общества». Москва: МГТУ ГА, 2003.

- Всероссийская конференция «Современные ' проблемы машиностроения и транспорта». Ульяновск: УлГТУ. 2003

- Пятая международная НТК «Чкаловские чтения». Егорьевск: ЕАТК ГА имени В.П. Чкалова, 2004

- Международная научно-практическая конференция. «Проблемы подготовки специалистов для ГА». Ульяновск: УВАУ ГА, 2004.

- III Международная научно-техническая конференция «Современные научно-технические проблемы транспорта». Ульяновск: УВАУ ГА, 2005.

- Труды международной конференции «Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейроинформатика в науке и технике» Ульяновск: УлГТУ, 2006.

- Международная научно-практическая конференция «Проблемы подготовки специалистов для ГА». Ульяновск, УВАУГА, 2006.

Публикации. По материалам диссертационного исследования опубликовано 26 печатных работ, написанных как самостоятельно, так и совместно с другими авторами в период с 2002 по 2007гг.

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в следующих печатных работах:

1. Шмаков Ю.И. Индивидуальный метод непрерывного обучения с постоянным контролем требуемого уровня знаний / Ю.И. Шмаков, В.Н Довгопят, С.М. Степанов // II международная научно-техническая конференция «Современные научно-технические проблемы транспорта России», 28-30 марта 2002г.: сб. трудов - Ульяновск: УВАУ ГА, 2002.

2. Мехоношин В,С. Структурный анализ процесса дополнительного образования авиаспециалистов / B.C. Мехоношин, A.M. Лебедев, С.М. Степанов // II международная научно-техническая конференция «Современные научно-технические проблемы транспорта России». 28-30 марта 2002г.: сб. материалов - Ульяновск: УВАУ ГА, 2002.

3. Степанов С.М. О разработке структуры образовательного процесса тезисы / С.М. Степанов // Международная научно-техническая конференция, посвященная 80-летию гражданской авиации России «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники, общества», 17-18 апреля 2003г. Москва: МГТУ ГА, 2003.

4. Степанов С.М. О разработке модели образовательного процесса тезисы / С.М. Степанов // Всероссийская конференция "Современные проблемы машиностроения и транспорта" 8-10 октября 2003 г. - Ульяновск: УлГТУ, 2003.

5. Лебедев A.M. Представление процесса обучения как системы с переменной структурой (тезисы) / A.M. Лебедев, В.С Мехоношин, С.М. Степанов, Н.А. Юганова // V международная научно-техническая конференция «Чкаловские чтения» 4-6 февраля 2004г.: сборник материалов - Егорьевск: ЕАТК ГА имени В.П. Чкалова, 2004.

6. Степанов С.М. Организация внутренних проверок (аудита) системы менеджмента качества вуза / С.М. Степанов // «Улучшение качества проектов и процессов»: Материалы научно-технической конференции. -Ульяновск: УВАУ ГА, 2004.

7. Зубков Б.В. Некоторые закономерности процесса обучения курсантов УВАУ ГА / Б.В. Зубков, А.Г. Антипова, С.М. Степанов // Международная научно-практическая конференция «Проблемы подготовки специалистов для ГА». 25-26 ноября 2004г.: сборник трудов - Ульяновск: УВАУ ГА, 2004.

8. Разработка руководства по качеству и организации УВП в училище: отчет о НИР /Рук. B.C. Мехоношин; исполн.: А.М. Рошнов, Л.М Тараканов, Е.П

Кожендаев, С.Г. Косачевский., СЛ. Костин, С.М. Степанов, Е.Р. Мананова // Ульяновск: УВАУ ГА, 2004.

9. Зубков Б.В. Разработка функциональной и имитационной моделей образовательного процесса. / Б.В. Зубков, В.С Мехоношин, А.Ю Дятлов, С.М. Степанов, Д.С. Степанов // международная научно-практическая конференция «Проблемы подготовки специалистов для ГА» 25-26 ноября 2004г.: сборник трудов - Ульяновск: УВАУ ГА, 2004.

10. Степанов С.М. Анализ основных факторов, влияющих на качество обучения. / С.М Степанов, A.M. Лебедев, H.A. Юганова // Современные научно-технические проблемы транспорта: материалы III Международной научно-технической конференции 20-22 октября 2005г.- Ульяновск: УлГТУ, 2005.

11. Степанов С.М. Использование программных комплексов «BPWTN» и « ARENA» для анализа учебного процесса ВУЗа. / С.М Степанов, Д.С Степанов, Т.Н. Липатова, В.П. Козлов // Международная конференция «Континуальные алгебраические логики, исчисления и нейроинформатика в науке и технике», 16-18 мая 2006г. - Ульяновск: УлГТУ, 2006.

12. Липатова Т.Н. Современные концепции управления персоналом. / Т.Н Липатова, С.М. Степанов // Международная научно-техническая конференция, посвященная 35-летию со дня основания Университета «ГА на современном этапе развития науки, техники и общества», 18-19 мая 2006г.-Москва: МГТУ ГА, 2006.

13. Липатова Т.Н. Модернизация производственной деятельности АУЦ. / Т.Н. Липатова, С.М Степанов // Международная научно-техническая конференция, посвященная 35-летию со дня основания Университета «ГА на современном этапе развития науки, техники и общества», 18-19 мая 2006г.-Москва: МГТУ ГА, 2006.

14. Степанов С.М. Совершенствование структуры образовательного процесса по критерию конкурентоспособности. / Степанов С.М., Степанов Д.С., Басманова Т.Н // Международная научно-практическая конференция «Проблемы подготовки специалистов для ГА». 23-24 ноября 2006г.: Сборник трудов. - Ульяновск: УВАУ ГА, 2006.

15. Степанов С.М. Использование программных комплексов «BPWIN» и «ARENA» для анализа ОП ВУЗа. / С.М. Степанов, Д.С. Степанов // Международная научно-техническая конференция, посвященная 35-летию со дня основания Университета «ГА на современном этапе развития науки, техники и общества». 18-19 мая 2006г.- Москва: МГТУ ГА, 2006.

16. Мехоношин B.C. Совершенствование структуры образовательного процесса с использованием функционального и имитационного моделирования. / В.С Мехоношин, С.М Степанов, Д.С. Степанов // Международная научно-практическая конференция «Проблемы подготовки специалистов для ГА» 23-24 ноября 2006г.: сборник трудов. - Ульяновск: УВАУ ГА, 2006.

17. Разработка информационно-поисковой системы производственной деятельности АУЦ: отчет о НИР / Рук. С.М. Степанов; исполн.: Мирошин А.Н., Коротких Г.Ю. //. - Ульяновск: УВАУ ГА, 2006.

18. Рогов В.Н. Алгоритм оценки конкурентоспособности вуза. / В.Н. Рогов, С.М. Степанов, Т.Н. Липатова, Д.С. Степанов // Международная конференция «Конференция по логике, информатике, науковедению (КЛИН-2007)» 17-18 мая 2007г.- Ульяновск: УлГТУ, 2007.

19. Рогов В.Н. Применение коэффициентов значимости блоков учебных дисциплин для разработки оптимальной модели образовательного процесса. / В.Н. Рогов, С.М. Степанов, Т.Н. Липатова, Д.С. Степанов // Международная конференция «Конференция по логике, информатике, науковедению (КЛИН-2007)» 17-18 мая 2007г. - Ульяновск: УлГТУ, 2007.

20. Степанов С.М. Профессиональная подготовленность лётного состава и её влияние на БП. / С.М. Степанов, Д.С. Степанов // Международная научно-техническая конференция «Чкаловские чтения» 7-9 июня 2007г.: сборник материалов - Егорьевск: ЕАТК ГА имени В.П. Чкалова, 2007.

21. Степанов С.М. Исследование систем управления методами функционального и имитационного моделирования с использованием программного обеспечения «BPwin 4.1» и «Arena». / С.М. Степанов, B.C. Мехоношин, Д.С. Степанов// Ульяновск: УВАУ ГА, 2006.

22. Формализация методов совершенствования организации и управления образовательным процессом в училище средствами компьютерной математики: отчет о НИР / Рук. В.П. Махитько; исполн.: С.М. Степанов, Д.С. Степанов // Ульяновск: УВАУ ГА, 2007.

23. С.М. Степанов, В.В. Митюков, Д.С. Степанов, Т.Н. Степанова. Математическая модель оптимизации образовательного процесса // IV Международной научно-технической конференции «Современные научно-технические проблемы транспорта», 11-13 октября 2007 г.: сб. материалов. -Ульяновск: УВАУ ГА, 2007.

24. С.М. Степанов, В.П. Козлов, A.C. Степанов. Как распределить ресурсы // IV Международной научно-технической конференции «Современные научно-технические проблемы транспорта», 11-13 октября 2007 г.: сб. материалов. - Ульяновск: УВАУ ГА, 2007.

25. Степанов С.М. К вопросу практической реализации модели образовательного процесса методами функционального имитационного моделирования // Научный Вестник МГТУ ГА № 122, серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов. - Москва: МГТУ ГА, 2007.

26. Степанов С.М. формализация методов совершенствования и управления образовательным процессом// Научный Вестник МГТУ ГА № 122, серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов. - Москва: МГТУ ГА, 2007.

Структура и объем. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы приложений и компакт диска, содержащего демонстрационную версию имитационной модели образовательного процесса.

Выводы

Как известно одним из существенных недостатков традиционной системы обучения является то, что преподаватель часто не имеет возможности контролировать весьма важные компоненты учебой деятельности. Работая с группой, он практически не в состоянии проверить правильность выполнения всех заданий студентами. Как известно, вовремя не исправленная ошибка закрепляет неверные представления и способы деятельности. Компьютер же позволяет проверить все ответы и не только зафиксировать ошибку, но и вовремя устранить причину, обусловившую ее появление.

Одним из средств, обеспечивающих повышение эффективности учебного процесса. Развитие познавательной активности обучаемых (т.е. мотивация), является наглядность обучения. Реализация этого принципа дидактики предполагает применение современных компьютерных технологий в учебном процессе.

Современная трактовка принципа наглядности требует не только адекватной презентации содержания, но также организации деятельности обучаемых по его усвоению. Наличие машинной графики дает возможность улучшить понимание и запоминание учебного материала. Особенно эффективно использование компьютера не только как средства иллюстрации. Но и как средства самостоятельной работы студентов с учебной информацией, представленной в графической форме.

В связи с внедрением в учебный процесс средств СИТ открываются принципиально новые возможности для развития мышления и повышения мотивации у студентов к обучению.

При анализе образовательного процесса преподаватель и сам может рассматриваться как средство достижения целей обучения. Поэтому, для повышения эффективности осуществления ряда своих функций он может использовать средства обучения, реализующие часть его педагогических функций. В частности, при использовании средств СИТ в учебном процессе приводит к тому, что такие функции преподавателя как контроль, коррекция, тренинг и др. передаются компьютеру. Однако учебный процесс в этом случае принципиально не изменяется. По существу процесс обучения изменяется по двум параметрам: параметру времени (сокращается время, затрачиваемое на составление контрольных заданий их тиражирование и предъявление студентам, обработку результатов контроля и др.) и параметру «фронтальная работа с обучаемыми (при массовом обучении практически невозможно проведение индивидуального тренинга по отработке важнейших предметных и общеучебных умений и навыков у каждого обучаемого). Включение в учебный процесс компьютера эффективно там, где возможности преподавателя ограничены - в одновременном удовлетворении индивидуального запроса каждого студента.

173

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований получены следующие практические результаты, а именно:

1) разработан подход к построению системы оценки влияния на квалификацию выпускника параметров образовательного процесса, регламентированного ГОС. В качестве основы системы заложен механизм построения функциональной модели на принципах, сформулированных нотацией функционального моделирования IDEF0;

2) разработана методика оптимизации структуры образовательной системы на воздушном транспорте;

3) разработана функциональная и имитационная модели образовательного процесса;

4) концепции моделирования с помощью ПО «Bpwin 4.1» и «Arena», правила и методы создания, функциональных и имитационных моделей используются при проведении практических занятий по дисциплине «Исследование систем управления»;

5) полученные результаты модельных экспериментов использованы при разработке «Плана-программы стратегического развития УВАУ ГА», главная цель которого обеспечить - подготовку летных специалистов для гражданской авиации РФ и стран СНГ.

Разработанная модель позволяет:

- повысить эффективность управленческой деятельности;

- осуществлять проблемный анализ учебного заведения;

- моделировать и анализировать различные образовательные стратегии. Таким образом, совокупность выполненных в рамках диссертационного исследования, полученные научные и научно-прикладные результаты в комплексе представляют собой целостное, законченное научное решение, которые могут быть использованы при разработке планов стратегического развития ВУЗа.

1. Воздушный кодекс Российской Федерации от 19.03.97 № 60-ФЗ. М: Федеральная авиационная служба России, 1997. - 98: с.

2. Государственный образовательный стандарт высшего: профессионального образования от 05.04.2000, per: № 299 тех/дс по напр. подг. дипл. спец-та 658100 «Аэронавигация».

3. Документ ИКАО 7300. Приложение: 1. Выдача свидетельств авиационному персоналу. 8-е изд. - Монреаль, Канада: ИКАО, 1988.

4. Единые нормы летной годности гражданских транспортных самолетов стран-членов СЭВ (ЕНЛГС-С). М.: ЦАГИ, 1985.

5. Концепция развития гражданской авиационной деятельности в Российской Федерации: Одобрена на заседании Правительства РФ 07.12.2000, протокол №.41, пункт 1.

6. Курс учебно-летной подготовки на: самолете Як-18Т курсантов высших летных училищ гражданской: авиации. — М.: Воздушный транспорт, 1981.-240 с.

7. Курс учебно-летной подготовки пилота в УВАУ ГА по: самолету Як-18Т. Ульяновск: УВАУ ГА, 1996.

8. Курс учебно-летной подготовки по самолету Як-40. -Ульяновск: УВАУ ГА, 1996.

9. Материалы: совещания по вопросу: «Совершенствования системы подготовки авиационных специалистов гражданской авиации государствучастников соглашения о гражданской авиации и использовании воздушного пространства». М.: МАК, 2001.

10. Наставление по производству полетов в гражданской авиации: СССР (НППТА-85). -М.: Воздушный транспорт, 1985.

11. Нормы летной годности гражданских легких самолетов. Часть 23 АП. -Жуковский: ЛИИ им. М.М. Громова, 1993.

12. Объединенные авиационные правила. JAR-147. «Обучение и экзамены по ТО и Р AT в образовательных учреждениях, имеющих одобрительный сертификат авиационной администрации». CAA, England. 1997.

13. Подготовка руководства по производству полетов: (Doc 9376-AN/914). -2-е изд. Монреаль, Канада: ИКАО, 1997.

14. Положение о классификации специалистов гражданской авиации: СССР. -М.: Министерство гражданской авиации СССР, 1989. — 114с.

15. Постановление: совета ГСГА Минтранса России от 11.07.2001 №9 «О состоянии безопасности полетов в гражданской: авиации Российской Федерации». М., 2001.

16. Приказ ДВТ Минтранса России от 25.09.1992 № ДВ-99 «Об изменении сроков и порядка проведения курсов повышения квалификации летного и диспетчерского состава гражданской авиации».