автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.10, диссертация на тему:Модели, методы и алгоритмы управления процессом оптимального формирования учебного плана с учетом внешних требований

□ОЭ4588Э4

ЛАВЛИНСКАЯ Оксана Юрьевна

МОДЕЛИ, МЕТОДЫ II АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОПТИМАЛЬНОГО ФОРМИРОВАНИЯ УЧЕБНОГО ПЛАНА С УЧЕТОМ ВНЕШНИХ ТРЕБОВАНИЙ

05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических на} к

1 /, ГЧ

Воронеж - 2008

003458894

Работа выполнена в Автономном некоммерческом образовательном учреждении высшего профессионального образования «Воронежский институт высоких технологий»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор.

Сербулов Юрий Стефанович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор.

Питолин Владимир Михайлович;

доктор технических наук, профессор, Сумин Виктор Иванович

Ведущая организация: Тамбовский государственный технический

университет

Зашита диссертации состоится «23» января 2009 г. в Ю00 на заседании диссертационного совета Д 212.034.03 при Воронежской государственной лесотехнической академии по адресу: 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева. 8. ауд. 118.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежской государственной лесотехнической академии

Автореферат разослан «19» декабря 2008 года

Ученый секретарь диссертационного совета

Е.А.Аникеев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Управление учебным процессом в высшем учебном заведении относится к класс} сложных, слабоструктурированных задач, требующих принятия решения при выборе стратегии достижения цели (реализации миссии) вуза. Учебный план (УГ1) относится к основным документам, регламентирующим учебный процесс, а его формирование является прерогативой лица, принимающего решение (ЛПР). В силу этого принятие решения при наличии неполной, слабоструктурированной информации в условиях необходимости учета внешних требований (со стороны сектора промышленности и экономики, государства, личных предпочтений и др.) к УП носит объективный характер, основанный на традициях, опыте и личных представлениях ЛПР. Проблема субъективности принятия решения особенно актуальна в настоящее время в условиях интеграции образования и производства, ослаблении роли государства в регламентации образовательной деятельности, осуществлении принципа непрерывности образования и в связи с реализацией Болонского соглашения.

Преодоление субъективизма возможно за счет применения комплекса научно-обоснованных методов принятия решения, реализованных в виде инструментальных средств поддержки принятия управленческих решений на основе использования современных информационных технологий ь.,для предоставления информации ЛПР в структурированном виде, что способствует пол\чению оптим&чьного решения в задачах управления.

Актуальным проблемным вопросом оценки эффективности принятия решения является выбор агрегированного критерия оптимальности для определения которого можно представить задачу формирования УП как задачу, связанную с выбором и распределением информационных ресурсов, формирующих его структуру с расчетом максимально возможного результата в процессе достижения цели.

Диссертационная работа выполнена в Воронежском институте высоких технологий в рамках госбюджетной НИР по теме «Моделирование информационных технологий; разработка и совершенствование методов и моделей управления, планирования и проектирования технических, технологических, экономических и социальных процессов и производств» (№ г.р. 01.2005.2305).

Цель работы: разработать модели, методы и алгоритмы выбора и распределения информационных ресурсов, обеспечивающих построение инструментальных средств в виде проблемно-ориентированной системы поддержки принятия управленческих решений по оптиматьному структурно-параметрическому формированию УП с учетом внешних требований.

Для достижения цели предполагается решение следующих задач:

1. Проведение анализа современных тенденций в сфере образования и определение внешних требований к УП. которые задают выбор критерия эффективности и ограничений, а также формируют совокупность информационных ресурсов, необходимых для оптимального структурно-параметрического построения учебною плана.

2. Разработка моделей выбора и распределения информационных ресурсов

учебного плана для получения информации, необходимой ЛПР для принятия решения по оптимальному структурно-параметрическому формированию УП с учетом внешних требований.

3. Построение методов и алгоритмов решения задач выбора и распределения информационных ресурсов, направленных на разработку механизма принятия решения и оптимизации процесса структурно-параметрического формирования УП.

4. Разработка проблемно-ориентированной системы поддержки принятия решения и оптимизации процесса структурно-параметрического формирования УП.

5. Апробация и внедрение результатов исследований в образовательном процессе высшего учебного заведения и предприятий.

Методика исследования базируется на использовании теории управления, методах принятия решения, кибернетическом моделировании, теории информации и комбинаторной логики, методах экспертизы, математического моделирования и программирования. Общей методологической основой работы является системный подход.

Научная новизна полученных результатов и работы состоит в следующем:

- Разработана модель выбора информационных ресурсов УП. отличающаяся от известных выделением структурных элементов УП. в виде дидактических единиц, количественные значения которых учитываются при определении максимума профессиональных компетенций выпускника вуза при выборе стратегии целедостижения образовательного процесса.

- Предложен критерий эффективности построения УП в виде достижения максимума идеальной .массы учебного материала, который, в отличие от известных. позволяет учитывать значения ресурсных признаков, количественно выраженных в плотности и объеме информационных ресурсов.

- Разработана модель распределения информационных ресурсов УП по временным периодам расчета в соответствии с выбранными ЛПР условиями и ограничениями, которая, в отличие от известных, реализует итеративный процесс генерации информации, необходимой для принятия решения, на основе сравнения расчетных значений массы информационных ресурсов с их идеальными значениями в периоде.

- Разработан механизм управления процессом оптимального структурно-параметрического формирования УП, который, в отличие от известных, основан на поэтапном принятии решения с осуществлением контроля нарастания массы учебных материалов, что позволяет на каждом этапе расчета оценить достижение требуемой степени профессиональной компетенции специалиста.

Теоретическая значимость полученных результатов состоит в разработке комплекса моделей, методов и алгоритмов, обеспечивающих построение инструментатьных средств, в виде проблемно-ориентированной системы, поддержки принятия решений в процессе управления оптимальным структурно-параметрическим формированием УП.

Практическая значимость работы. Разработанный комплекс методов, .моделей, алгоритмов и программное обеспечение позволяют расширить класс решаемых прикладных задач по управлению сложными социальными системами. Основной практический результат диссертационной работы выражен в создании инструментальных средств поддержки принятия управленческих решений в сфере образования с возможностью применения в социальной и экономической сферах.

Реализация и внедрение результатов работы. Основные теоретические и практические результаты диссертационной работы внедрены в практик}' управления образовательным процессом в Воронежском институте высоких технологий, в центре подготовки специалистов по технической защите информации при Государственном научно-исследовательском испытательном институте проблем технической защиты информации ФСТЭК России и в систему подготовки и переподготовки кадров в ОАО Концерн «СОЗВЕЗДИЕ» для составления учебных планов, а также формирования требований к подготовке специалистов в виде профессиональных компетенций. Эффект от внедрения выражен в оптимизации управления образовательным процессом с целью повышения качества обучения и в реализации концепции участия промышленных сообществ в организации учебного процесса.

На защиту выносятся: Модели выбора и распределения информационных ресурсов с учетом внешних требований; методы и алгоритмы определения показателя обобщенного критерия эффективности формирования учебного плана; механизм принятия решения по формированию учебного плана с использованием проблемно-ориентированной системы поддержки принятия управленческого решения по формированию УП; результаты экспериментов и внедрения.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: Всероссийских научно-технических конференциях «Теория конфликта и её приложения» (г. Воронеж, 2004. 2006, 2008), "Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах" (г. Воронеж, 2007.2008); Всероссийских научно-практических конференциях «Актуальные проблемы профессионального образования: подходы и перспективы» (г. Воронеж. 2004), «Социально-экономическое развитие России в условиях усиления глобализации» (Воронеж, 2008); XXIII межвузовской научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава «Проблемы и перспективы совершенствования охраны государственной границы и объектов» (г. Калининград, 2008); отчетных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежского института высоких технологий (Воронеж, 2004-2005, 2005-2006, 2006-2007 и 2007-2008 уч. гг.).

Публикации результатов работы. По теме диссертации опубликовано 21 печатная работа, включая две работы, опубликованные в журналах, рекомендованных ВАК. Пятнадцать работ написаны без соавторов. В работах, выполненных в соавторстве и приведенных в списке в конце автореферата автору принадлежат следующие результаты: в [2] - разработка логической

схемы дисциплин УП в структурно-параметрическом представлении; в [3] -структурный анализ образовательной системы вуза на основе 5АОТ-методологии; в [4] - схема учета обратной связи в модели усвоения знаний студентами; в [8]-модель конфликтной ситуации при построении учебного плана в условиях взаимодействия с внешней средой; в [20] - проведен анализ возможности применения методики расчета коэффициента потери информации к процедуре формирования УП. в [21] - рассмотрен пример применения расчета меры статуса Харари на примере иерархии дисциплин УП.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 125 наименований и приложения. Работа изложена на 161 странице машинописного текста (основной текст изложен на 148 страницах), содержит 29 рисунков и 2 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы работы, формулируется ее цель, задачи исследования, научная новизна и практическая значимость.

В первой главе проводится анализ современных тенденций в сфере высшего образования и выявляются требования, которые необходимо учитывать в процессе формирования УП специальности. Первоочередное внимание уделяется проблеме связи учебного процесса с требованиями промышленности и бизнеса к подготовке специалистов и формированию знаний, навыков и умений, необходимых в их дальнейшей профессиональной деятельности. Обосновывается необходимость учета внешних требований при построении УП в части вузовской составляющей и возможность вариативного синтеза УП. Рассматриваются проблемы перехода российскою образования на двухступенчатую модель, в связи с подписанием Болонского соглашения. Данная проблема диктует необходимость в использовании кредитного способа расчета трудоемкости обучения и определяет переход на индивидуальный принцип образования. Таким образом, в первом разделе формируется модель предметной области, внешние требования, задающие условия и ограничения, которые необходимо учитывать в процессе формирования УП.

Во второй части первой главы рассматриваются существующие подходы к формированию УП, проводится их сравнительный анатиз. Делаются выводы о том, что формирование УП относится к классу слабоструктурированных задач, решение которых лежит в сфере ответственности ЛПР. В связи с уменьшением нормативных требований к процессу образования со стороны государства от ЛПР требуется осуществление управления формированием УП с учетом ситуативной обстановки на момент принятия решения. Механизм принятия решения должен основываться на использовании научно-обоснованных методов генерации необходимой информации для принятия решения, обеспечивающего достижения цели образования. Эффективность составления УП связана с оптимальным выбором необходимого решения на каждом этапе его синтеза. Обобщением является схема исследований диссертационной работы (рисунок 1).

Во второй главе рассмотрена кибернетическая модель УП (рисунок 2). определяющая, в соответствии с методологией структурного анализа и

проектирования, входы, выходы, управляющие воздействия и механизм реализации формирования учебного плана. Вход в предложенной модели определен наличием множества информационных ресурсов (О(ё)). Особенностью данной модели является наличие обратной связи в механизме реализации процедуры формирования УП (Х(0). возможность возврата на начальный (предыдущий) этап синтеза УП. в случае, если оценка эффективности (С2(Х)) не соответствует критерию оптиматьности (Еюеал(\У))-

ИШШШШШ ¡ШЩШШШ!!!

Средства нее.

Объект

исследования

Рисунок 1 - схема исследований диссертационной работы

Рисунок 2 - кибернетическая модель учебного плана

Единицей информационных учебных ресурсов предложено считать

дидактическую единицу (ДЕ). т.е.. определенную порцию знаний, имеющую семантическую однозначность, выраженную в виде словосочетания, предложения или группы предложений, определяющих ее смысл. Для того чтобы определить ДЕ. необходимо семантически выразить порцию знаний в виде законченной лексической конструкции.

В отличие от существующих подходов дидактическая единица рассматривается как информационный ресурс, потребляемый и преобразуемый в процессе цикла обучения. В диссертационной работе обосновывается, что дидактическая единица обладает признаками информационного ресурса, которые могут иметь количественное выражение. и особенностями информационного ресурса, такими как многократность воспроизводства и эффект повторного производства знаний.

Выделены признаки ДЕ. как единицы информационного ресурса:

1. Дидактическая единица несет определенную массу информации, характеризующую ее вклад в общую массу знаний, которые должен получить обучаемый в течение всего срока обучения для овладения компетенцией.

2. Дидактическая единица имеет определенный ранг. Предлагается определять ранг ДЕ как базовый, промежуточный опорный (зависимый) и конечный. Данное определение учитывает модульный принцип логики изложения учебного материала в течение всего срока обучения.

3. Статус ДЕ. Мера статуса является количественной мерой вычисления статуса. Статус определяет место дидактической единицы в иерархической структуре учебного материала.

4. Дидактическая единица бывает фиксированной и назначенной.

5. Дидактическая единица имеет признак принадлежности учебной дисциплине, а выбор ДЕ имеет однозначный характер, т.е. ДЕ может быть информационным ресурсом только одной структурной единицы.

В работе предложен подход к измерению массы ДЕ по следующей формуле

(1)

где рт - плотность ДЕ.

Показано, что измерение массы ДЕ необходимо осуществлять в количестве дидактических единиц ш =[</е].

Объем ДЕ (У<)е) - это количество нормативных единиц, необходимых для изучения учебного материала, входящего в ДЕ. Ее объем может измеряться в единицах времени, например, аудиторных часах. В принципе, если ввести иную меру нормативных единиц, например, кредитов, то объем будет измеряться в этих единицах. Таким образом, характеристика объема ДЕ является универсальной с точки зрения соотношения единиц измерения, что позволяет считать предложенный способ универсапьным для любого подхода к формированию УП.

Плотность ДЕ рл характеризует связь ДЕ между собой в логической цепочке дисциплин. Если соблюдена логика изложения учебного материала, то плотность зависимой ДЕ увеличивается на величину Ар по сравнению с

опорной ДЕ. За эталонную единицу плотности учебного материала примем плотность базовой единицы. Физический смысл плотности ДЕ выражается через систему единиц измерения:

рз==>Р. = [<%. (2)

Плотность ДЕ. как мера расширения базовой совокупности знаний, определяет, сколько ДЕ приходится на единицу времени при изучении учебного материала в рамках одной дисциплины, учебного курса или всего срока обучения. Чем дальше она находится в логической цепочке, тем выше ее плотность и эта плотность содержит предыдущий базовый материат. Таким образом, чтобы учесть приращение плотности ДЕ необходимо составить логическую цепочку взаимосвязи между элементами и учесть ее место в этой последовательности, а также определить количество ДЕ, которые предшествуют рассматриваемой ДЕ в процессе обучения и увеличивают ее плотность.

В диссертационной работе предлагается рассматривать дисциплину как элементарную структурную единицу, обладающую определенными свойствами, которая играет системообразующую роль в синтезе УП. Основная особенность данной структурной единицы - потреблять информационные ресурсы, сходные по признакам семантической принадлежности и свойственные данной структурной единице.

Предложена структурная модель УП. отличительной особенностью которой является представление в качестве его структурной единицы - учебной дисциплины (учебного курса), как ресурсного класса, объединяющего информационные ресурсы, сходные по общим признакам. Важной особенностью предложенного подхода является процедура оптимизации структуры УП в зависимости от внешних требований, условий и ограничений.

Для выбора критерия оптимальности предлагается использовать известную модель < Ц, Ф. С, К. О >, где Ц - цель системы; Ф - ее функция; С - структура реализации функции; К - компоновка элементов Ц, Ф, С в соответствующем пространстве; О - организация процедуры управления синтезом УП. Для определения целедостижения выбран агрегированный критерий оптимальности, учитывающий несколько локальных критериев, а именно логику изложения учебного материала и равномерность его распределения по временным этапам обучения, максимальным значением которого является идеатьная масса знаний, навыков и умений в виде профессиональных компетенций, как результата преобразования информационных ресурсов. Предложена формула расчета идеальной массы, что является отличительной особенностью предлагаемой методики формирования УП в виде решения двух задач, а именно, задач выбора и распределения информационных ресурсов. Задача выбора сводится к назначению информационных ресурсов в ресурсный класс по сходным признакам и вычисление количественных значений этих признаков. Задача распределения сводится к равномерному распределению структурных элементов УП в зависимости от заданных условий и ограничений, при контроле ЛПР оптимальности формирования УП на каждом шаге синтеза в

соответствии с критерием оптимальности. Отличительной особенностью оценки оптимальности формирования УП является расчет меры удаленности от показателя идеальной массы учебного материала, оптимальным считается УП. масса учебного матери&та которого в виде информационных ресурсов на каждом шаге синтеза соответствует значению идеатьной массы или наиболее близок к ней. Значение отклонения выбирается ЛПР и таким образом, от его решения зависит точность результата. Обобщенная схема процедуры оптимального формирования УП представлена на рисунке 3.

Опрелыеине

Исследование ресурсиыз возможностей

..........Т

Анализ лреджгной

области

—-------

Выявление внешне

пй

У

Определен!!'

условий и ограш

Определение понятия ресурсов с позиций С ¡1С Г охи-.!^ подхода Функциональная агрегированная модель учебного слана

С гр'.1аур]Гая м ле;п учебного плана и

£

Формирование I критериев оценки | эффективности !

Обоснование выбора критериев оценки; остнжени целей

Агрегирование\ крщернеч

Генерация альтернатив и

выбор нан.пчшен

' ф ......

Модели формалиинши:

I........п?

массы званий

с структурных «Л^рЯШ-Ц Постановка задачи выбега! .... | и распределения рее. рсон .4

()прсдеяет5»е : >личеегвенных 11 показателей кршегиев Е

Экспертиза логической ¡вяшости учебного. Алгоритмы материала П/ выбора и

пня у информации)! ИЫХ рес> рсои; в процессе формнрова-. ния учебного 1

—--------|

* Определение

Фозшлшация " максимального!

фуикшш : значения : тффективност):

критерия эффективности ?

Рисунок 3 - схема процедуры оптимального формирования УП

В третьей главе описаны методы, методики и алгоритмы реализации выбора и распределения информационных ресурсов при оптимальном формировании УП с учетом внешних требований.

Этап выбора связан с формированием модели предметной области и построении на ее основе модели специалиста. Предложенная в работе модель специалиста может служить информационной основой для реализации выбора информационных ресурсов при формировании УП. а именно, перечень всех информационных ресурсов, необходимых для формирования УП. определение их ранга, в виде базовых и конечных элементов. Основной смысл предложенной методики составления модели специалиста - это обобщение внешних требований со стороны промышленности (экономики), выраженных в виде профессиональных компетенций конкретной деятельности на основе жизненного цикла продукта экономической деятельности (товара или услуги, информационной технологии).

Дидактическая модель формирования требований к УП представлена на рисунке 4.

Обобщение и формулировка внешних требований дает исходную информацию для формирования УП в виде управляющих рекомендаций:

- набора профессиональных компетенций. которые являются результирующим обобщением выбора и распределения информационных ресурсов;

- базовых предметных знаний, необходимых для начала обучения по моделируемой специальности:

- набора информационных ресурсов, составляющих лог ическую цепочку вида: базовые знания —»информационные ресурсы—»профессиональные

компетенции:

-условий формирования УП, диктуемых индивидуачьными предпочтениями студентов и уровнем профессиональных компетенций; - ограничений на формирование УП. вытекающих из условий.

Этапы составления внешних и

внутренних требований к формированию учебного плана

Формирование учебного плана

Рисунок 4 - дидактическая модель формирования требований к УП

Получив множество информационных ресурсов на основе сформированной модели специашста. необходимо определить количественные значения признаков информационных ресурсов, определение предложено проводить по следующему алгоритму:

1. Определение признака принадлежности ресурсному классу, дисциплине (учебному курсу) в соответствии со структурной схемой УП (сфера ответственности экспертного совета высшего учебного заведения или нормативов регламентирующих органов). Датее расчет ведется относительно количественных значений ресурсного класса как совокупности ресурсных единиц. Дисциплина становится элементом УП.

2. Формирование логических цепочек связи элементов УП, которые составляются на основе проведения экспертизы парного сравнения между элементами. Разработана методика и алгоритм полного и частичного парного сравнения элементов. Доказано, что данный подход оптимален в условиях проведения экспертизы для больших количеств парных сравнений. Методика и атгоритм экспертизы ориентированы на использование автоматизированной процедуры проведения экспертизы. В результате фордшруется матрица парного сравнения элементов, представляющая собой матрицу Э размерностью п*п. где гч - значения, выражающие результат экспертного сравнения, а п-количество сравниваемых элементов.

3. Определение количественных значений статуса элементов УП, как

величины, учитывающей место элемента в логической цепочке, на основе предложенного алгоритма расчета транзитивных логических цепочек. Для определения статуса элемента необходимо оптимизировать длину логической цепочки элементов за счет контроля отсутствия транзитивных замыканий и выбора максимального пути из всех полученных путей в матрице D и рассчитать количество связей, которые поставляют информацию данному элементу. Количество связей выражается в величине, именуемой полустепенью исхода в теории графов. Таким образом, статус определяется по формуле:

Status = иг * жа. (3)

где иг - уровень элемента в иерархии. ло -полу степень исхода:

*„(d,) = j;r,, (4)

где ) - полустепень исхода, гч- элемент матрицы парных сравнений, d, -элемент сравнения.

Для расчета плотности элемента предложен подход, основанный на учете полустепени захода и статуса элемента:

=лв* status , (5)

где 7ГВ- полустепень захода, величина, характеризующая количество входящих в элемент связей:

*.(<!,)= £г„, (6)

и

Масса элемента в конечном виде выражается следующей формулой:

md=(p°+&pd)*Vd, (7)

где pj- плотность базового элемента УП; Лд,- приращение плотности элемента УП; Vj - объем элемента УП.

4. Определение идеальной массы учебного материала с учетом всех ранее

проведенных расчетов:

\

где пи - идеальная масса учебного материала; md- масса i-ro элемента; N -количество элементов УП.

Этап распределения информационных ресурсов связан с расположением в структуре УП ресурсных классов оптимальным образом по дискретным периодам обучения. Условия и ограничения при формировании УП задаются ЛПР. Предложена математическая модель учета условий и ограничений.

В соответствии с заданными условиями и ограничениями синтезируется конкретный УП методом динамического программирования с возможностью реккурентного комбинаторного выбора методом бектрекинга. Отличие предлагаемого подхода заключается в совокупности применяемых методов, комбинация которых дает возможность принятия решения на каждом этапе формирования учебного плана. Количество этапов связано с количеством периодов расчета и ЛПР имеет возможность выбора наиболее оптимального варианта из всех возможных в соответствии со следующим принципом:

10

(10)

которое определено в

сформировать УП так. чтобы:

Щ ='»0+"'л, ="'п,ам. (9)

где ¡-номер периода, а ш]111М = 2*1/(к*(к + 1)). к-количество периодов, Ш], масса элементов всех периодов, пц - масса А-го варианта элементов, штах -идеальная масса, рассчитанная на этапе выбора информационных ресурсов. Формула

шпач, =2*1/(к*(к + 1)) . выражает принцип распределения нарастания массы, соответствии с законом арифметической прогрессии.

Таким образом начинать вычисления нужно с первого периода. Эта процедура сводит одну многошаговую задачу ко многим одношаговым задачам. Для этого используем ш0 для вычисления как оптиматьного плана на один период, так и для вычисления т следующего периода. Следовательно, решение задачи сводится к нахождению «^»и-^нп (П)

где ть - масса А-го варианта элементов на ¡-ом периоде, и/масса элементов для выбранного А-го варианта предыдущего периода, при ¡>1.

В заключение третьей главы приводится обобщение рассмотренных методов и атгоритмов, как средства структуризации и параметрического представления информации, необходимой ЛПР для принятия решения по формированию УП.

Схема процедуры принятия решения при управлении формированием УП

Этапы _

формирования УП

Сфера отеегс-геен-ности ЛПР в

процессе управления фор дарованием учебного п

нием ИС

Этапы управления Принятия

| Бнецшие требовгния | Выбор ресурсов | Распределение {

———__-----

Задание условий и ограничений на основе информации об ин ди в и ду альн ь к гредпачтеянга и нормативах формиров аиия УП Модель специалиста сформирована (если нет -назначить фор до ров айве) Структура учебного плана — задается ГС С или формируетсяна внутривузово их нор магивов Экспертиза логической элементов Расчет мж гям альн о го значения критерия та (идеальная масса учебного материала) Распределение элементов го пери одам

Название С.П е днальн о сти Срок обучения (количество л ер а ело в обучения) Квалификация Получение информации о необходимых информационных ресурсах для выбранной сгеци аяьно ста Выбор дисциплин и нзэн^нение Д£ по дисциплинам Назначение зкепертиэы и выбор дальнейшего расчета на основе ияфоршпни а полном или сравнении элементов Не участвует Вы^ор варижтав каждом пер иоде расчета в соответствии с алгоритмом распределения

1 »тал принятая реи-ения ЛЛР-&ы€ зр в ар ианта условий 2 »тал принятия решения ЛП?-вьшод0 достаточности информации 3 мал принятия решения ЛПР - выбор структуры •* этап принятия решения ЛПР 5¡тип принятия ( решения ЛПР ,

Рисунок 5 - схема процедуры принятия решения при управлении формированием учебного плана

На рисунке 6 приведен атгоритм распределения элементов УП, соответствующих пятому этапу принятия решения ЛПР, представленному на рисунке 5.

Рисунок 6 - алгоритм распределения элементов учебного плана, соответствующих шестому этапу принятия решения ЛПР

Алгоритм определяет действия ЛПР на этапе распределения ресурсов при формировании УП с возможностью осуществления контроля достижения максимально возможного результата при оценке массы учебного материал на конкретном этапе формирования и принятие решения при выборе допустимого варианта из всех возможных атьтернативных решений. В случае отсутствия возможности выбора осуществляется возврат на предыдущий этап и изменение начальных условий синтеза УП.

В четвертой главе на основе предложенных в работе моделей, методов и апгоритмов разработана структура проблемно-ориентированной системы формирования УП. в виде инструментального средства поддержки принятия управленческого решения, состоящая из информационной компоненты, представляющей базу данных, пользовательского интерфейса и программного модульного обеспечения. Предложен и обоснован аппаратный комплекс средств реализации проблемно - ориентированной системы формирования УП. отличительной особенностью которой является наличие постоянной и переменной компонент базы данных, которые содержат справочную и расчетную (вариативную) информацию, что позволяет ЛПР формировать УП в течение времени с возможностью сохранения промежуточной информации, возможностью возврата на предыдущие этапы и коррекции результатов в зависимости от изменения условий, ограничений и предпочтений ЛПР. Приведен пример формирования учебного плана на примере специальности 230201 «Информационные системы и технологии».

Основные результаты диссертационной работы:

1. Проведен аначиз современных тенденций в сфере образования и определены внешние требования к УП, которые задают выбор критерия эффективности и ограничений, а также формируют совокупность информационных ресурсов, необходимых для оптимального структурно-параметрического построения УП.

2.Разработана модель выбора и распределения информационных ресурсов УП для получения информации, необходимой ЛПР для принятия решения по оптиматьно.му структурно-параметрическому формированию УП с учетом внешних требований.

3.Разработана структурная схема учебного плана, элементарной структурной единицей которой предложено использовать понятие дисциплины (учебного курса) как ресурсного класса. Ресурсом являются дидактические единицы, выбираемые и распределяемые лицом, принимающим решение при формировании УП.

4.Предложен способ оценки эффективности синтеза УП при учете логической связи между ресурсными единицами на основе математической модели массы учебного материала, для определения которой рассчитываются количественные значения признаков информационных ресурсов, определение и параметрическое представление которых также предложено в работе.

5.Предложена и обоснована методика проведения экспертизы для оценки логической связи между ресурсными единицами. Предложены алгоритмы расчета

логических цепочек между ресурсными единицами при полном и частичном парном сравнении элементов.

6. Разработана проблемно-ориентированная система формирования учебного плана в виде математического, программного и алгоритмического обеспечения, как инструментальное средство поддержки принятия управленческого решения.

7. Разработан механизм управления процессом оптимального структурно-параметрического формирования УП. который, в отличие от известных механизмов управления, основан на поэтапном принятии решения с осуществлением контроля нарастания массы учебных материалов, что позволяет на каждом периоде расчета оценить достижение требуемой степени профессиональной компетенции специалиста.

Основные публикации по теме диссертации:

1. Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1 .Лавлинская О. Ю. Физическая модель учебного плана высшего учебного заведения/О. Ю. Лавлинская // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2007. - Т.З - №12. - С.146-149.

2.Сербулов Ю.С. Структурно - параметрический метод построения логической схемы дисциплин учебного плана высшего учебного заведения / Ю.С Сербулов. О.Ю. Лавлинская // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2005. - Т.1 - №11. - С.14-17.

2. Статьи и материалы конференций

3.Лавлинский В.В. Подход к формированию информационной системы вуза в условиях решения конфликтов, возникающих в процессе обучения / В.В. Лавлинский. О.Ю. Лавлинская // Теория конфликта и ее приложения: Матер. III Всерос. науч.-техн. конф. - Воронеж: Научная книга, 2004. - С. 175-176.

4.Лавлинская О. Ю. Подходы для решения задач обучения студентов при их разном уровне знаний /О. Ю. Лавлинская, В.В. Лавлинский // Актуальные проблемы профессионального образования: подходы и перспективы: матер. Всерос. науч.- практ. конф. - Воронеж: Научная книга, 2004. - С. 154.

5.Лавлинская О. Ю. Влияние различных макро- и микроэкономических факторов на формирование региональной компоненты учебного плана ВУЗа/О. Ю. Лавлинская//Матер, отчетной науч. конф. профессорско-преподавательского состава ВИВТ за 2004-2005 гг.: тезисы докладов.-Воронеж: Воронежский институт высоких технологий, 2005. - С. 21-22.

6.Лавлинская О. Ю. Структурно-параметрическая модель учебного плана ВУЗа / О. Ю. Лавлинская //Моделирование систем и информационные технологии: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: Научная книга. 2005. - Вып. 2. -С. 51-53.

7.Лавлинская О. Ю. Ранжирование учебных дисциплин с использованием экспертных оценок / О. Ю. Лаатинская // Моделирование систем и информационные технологии: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: Научная книга. 2006. - Вып. 3. - Ч. 2. - С. 80-83.

8.Лавлинская О. Ю. Принципы формирования учебного плана высшего учебного заведения на основе бинарных отношений конфликта, сотрудничества

и безразличия/О. Ю. Лавлипская. В.В. Лавлинский//Теория конфликта и ее приложения: Матер. IV Всерос. науч.-техн. конф.-Воронеж: Научная книга. 2006.-Ч. 1.-С. 199-202.

9.Лаатнская О. Ю. Объектная модель построения учебного плана вуза /О. Ю. Лавлинская // Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах: тр. Всерос. конф. - Воронеж: ГОУВПО ВГТУ. 2007. - С. 65-66.

Ю.Лавлинская О. Ю. Структурно-параметрическая модель учебного плана с учетом требований промышленного и социального заказа на подготовку специалистов /О. Ю. Лавлинская // Вестник Воронежского института высоких технологий. - Воронеж: ВИВТ. 2007. - № 1. - С. 79-82.

11.Лавлинская О. Ю. Приложение метода структурных матриц для описания и анализа организационно - управленческих структур на примере организационной структуры высшего учебного заведения / О. Ю. Лавлинская // Материаты отчетной научной конференции профессорско-преподавательского состава ВИВТ за 2006-2007 учебный год.-Воронеж: Воронежский институт высоких технологий. 2007.-С. 3-4.

12.Лавлинская О. Ю. Математическая постановка задачи синтеза учебных планов вузов /О. Ю. Лавлинская // Вестник Воронежского института высоких технологий. - Воронеж: ВИВТ, 2007. - №2. - С. 19-22.

13.Лавлинская О. Ю. Объектная модель построения учебного плана/0.10. Лавлинская // Моделирование систем и информационные технологии: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: Научная книга, 2007. - Вып. 4 . - С.161-165.

14.Лавлинская О. Ю. Модель синтеза учебного плана специальности высшего учебного заведения на основе формулы расчета физической массы /0.10. Лавлинская // Социально-экономическое развитие России в условиях усиления глобализации: сб. ст. Всерос. науч. конф. - Воронеж: Научная книга. 2008. - С. 304-307.

15.Лавлинская О.Ю. Ресурсное представление учебного плана высшего учебного заведения с позиций системного подхода / О. Ю. Лавлинская // Моделирование систем и информационные технологии: межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж: Научная книга. 2008. - Вып. 5. - С.191-194.

16.Лавлинская О.Ю. Метод оценки взаимосвязи учебных дисциплин на основе модели нечеткой логики в среде МАТЬАВ /О. Ю. Лавлинская // Проблемы и перспективы совершенствования охраны государственной границы и объектов: материаты XXIII межвуз. науч.-практ. конф. профессорско-преподавательского состава: научно - методический сборник. - Калининград: КПИ ФСБ России, 2008. - №23.-4. 5,- С. 105-108.

17.Лавлииская О.Ю. Использование метода бектрекинга при синтезе учебного плана вуза /О. Ю. Лавлинская // Интеллектуализация управления в социатьных и экономических системах: тр. Всерос. конф. - Воронеж: ВГТУ. 2008. -С.251-252.

18.Лавлинская О. Ю. Системное моделирование и построение общей модели выбора и распределения ресурсов системы учебный план / О. Ю. Лавлинская // Материаты отчетной научной конференции профессорско-преподавательского

состава ВИВТ за 2007-2008 учебный год. - Воронеж: Воронежский институт высоких технологий. 2008.-С. 12-14.

19.Лавлинская О. Ю. Совершенствование механизма принятия решения при формировании учебного плана /О. Ю. Лавлинская // Теория конфликта и ее приложения: матер. V Всерос. науч.-техн. конф.- Воронеж: Научная книга. 2008.-Ч. 1,-С. 86-91.

20.Сербулов Ю.С. Моделирование процесса построения учебного графика на основе методики расчета коэффициента потери информации / Ю.С Сербулов. О.Ю. Лавлинская // Материалы отчетной научной конференции профессорско-преподавательского состава ВИВТ за 2005-2006 учебный год. - Воронеж: Воронежский институт высоких технологий. 2006. - С. 86-88.

21.Сербулов Ю.С. Метод определения меры статуса в иерархии логической взаимосвязи дидактических единиц учебного плана высшего учебного заведения / Ю.С Сербулов. О.Ю. Лавлинская // Социально-экономическое развитие России в условиях усиления глобализации: сб. ст. Всерос. науч. конф. - Воронеж: Научная книга, 2008. - С. 513-515.

Просим Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписями, заверенными гербовой печатью, направлять по адресу 394613, г Воронеж, ул Тимирязева, 8, ВГЛТА, ученому секретарю Тел / Факс (4732)-53-67-05

Лавлинская Оксана Юрьевна

МОДЕЛИ, МЕТОДЫ II АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОПТИМАЛЬНОГО ФОРМИРОВАНИЯ УЧЕБНОГО ПЛАНА С УЧЕТОМ ВНЕШНИХ

ТРЕБОВАНИЙ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических на\ к

Подп в печатьП декабря 2008г Формат 60*841/18 Обьем1пл Заказ№985 Тираж 100 УОП ВГЛТА 394613, г Воронеж, ул Тимирязева, 8

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ ФОРМИРОВАНИЕМ

УЧЕБНОГО ПЛАНА ВУЗА С УЧЕТОМ ВНЕШНИХ ТРЕБОВАНИЙ

1.1 Отличительные особенности задачи управления образовательным процессом в современных условиях

1.2. Выбор методов формирования учебного плана на основе анализа существующих разработок с учетом внешних требований.

1.3 Выводы по первому разделу

2 МОДЕЛИ ВЫБОРА И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ ФОРМИРОВАНИЯ УЧЕБНОГО ПЛАНА

2.1 Функциональная модель учебного плана в системе высшего учебного заведения

2.2 Метод определения массы учебного материала

2.3 Системная декомпозиция структуры учебного плана

2.4 Формализация критериев оценки эффективности достижения цели формирования учебного плана.

2.5 Выводы по второму разделу

3 МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ ФОРМИРОВАНИЯ УЧЕБНОГО ПЛАНА НА ОСНОВЕ МОДЕЛИ ВЫБОРА И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ С УЧЕТОМ ВНЕШНИХ ТРЕБОВАНИЙ.

3.1 Модель учета внешних требований при формировании учебного плана специальности на этапе выбора информационных ресурсов

3.2 Методика определения количественных значений признаков информационного ресурса, определяющих место информационного ресурса в логической цепочке взаимосвязи элементов учебного плана.

3.3 Экспертиза проведения парных сравнений элементов учебного плана.

3.3.1 Получение данных о логике связи между элементами учебного плана методом экспертных оценок

3.3.2 Аналитическая экспертиза выявления статуса элементов

3.4 Использование метода Харари для определения меры статуса в иерархии логической зависимости

3.5 Методика построения рейтинга предпочтительности; для расчета логической последовательности дидактических единиц при неполном парном сравнении

3.6 Постановка задачи оптимального, распределения ресурсов при синтезе учебного плана

3.6.1 Математическая формулировка задачи. .^

3:6.2' Метод решения

3.7 Методика-принятия решения при формировании учебного плана

3.8 Выводы по третьему разделу.

4 ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ И АЛГОРИТМОВ ФОРМИРОВАНИЯ УЧЕБНОГО ПЛАНА НА ПРИМЕРЕ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 230201 «ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И

ТЕХНОЛОГИИ»

4.1 Функциональная схема проблемно-ориентированной системы формирования учебного плана

4.2. Описание работы проблемно-ориентированной системы формирования учебного плана

4.3 Расчет учебного плана на примере специальности 230201 «Информационные системы и технологии» с использованием разработанных инструментальных средств

4.4 Выводы по разделу. .;.Л

Управление учебным процессом в высшем учебном заведении относится к классу сложных, слабоструктурированных задач, требующих принятия решения при выборе стратегии достижения цели (реализации миссии) вуза [2,5,6,27,36]. Учебный план (УП) относится к основным документам, регламентирующим учебный процесс, а его формирование является прерогативой лица, принимающего решение (ЛПР) [68,88,101]. В силу этого, принятие решения при наличии неполной, слабоструктурированной информации в условиях необходимости учета внешних требований (со стороны сектора промышленности и экономики, государства, личных предпочтений и др.) к УП носит субъективный характер, основанный на традициях, опыте и личных представлениях ЛПР. Проблема субъективности принятия решения особенно актуальна в настоящее время в условиях интеграции образования и производства, ослаблении роли государства в регламентации образовательной деятельности, осуществлении принципа непрерывности образования и в связи с реализацией Болонского соглашения [6,54,93].

Преодоление субъективизма возможно за счет применения комплекса, научно-обоснованных методов принятия решения, реализованных в виде инструментальных средств поддержки принятия управленческих решений на основе использования современных информационных технологий для предоставления информации ЛПР в структурированном виде, что способствует получению оптимального решения в задачах управления [1,29,76,91].

Исследование процедуры формирования учебного плана с целью совершенствования механизма принятия решения на этапах анализа и синтеза связано с разработкой комплекса правил и выбором инструментов реализации, которые использует ЛПР при принятии решения в соответствии с обоснованным критерием оптимальности.

Поскольку принятие решения является адекватным при наличии у

ЛПР необходимой и достаточной информации, то совершенствование механизма принятия решения связано с разработкой методов, моделей и алгоритмов получения нужной информации на каждом этапе формирования учебного плана с помощью автоматизированной проблемно-ориентированной информационной системы.

Актуальным проблемным вопросом оценки эффективности принятия решения является выбор агрегированного критерия оптимальности, для определения которого можно представить задачу формирования УП как задачу, связанную с выбором и распределением информационных ресурсов, формирующих его структуру с расчетом максимально возможного результата в процессе достижения цели [2,8,36].

Цель работы: разработать модели, методы и алгоритмы выбора и распределения информационных ресурсов, обеспечивающих построение инструментальных средств в виде проблемно-ориентированной системы поддержки принятия управленческих решений по оптимальному структурно-параметрическому формированию УП с учетом внешних требований.

Для достижения цели предполагается решение следующих задач;

1. Проведение анализа современных тенденций в сфере образования и определение внешних требований к УП, которые задают выбор критерия эффективности и ограничений, а также формируют совокупность информационных ресурсов, необходимых для оптимального структурно-параметрического построения учебного плана.

2. Разработка моделей выбора и распределения информационных ресурсов учебного плана для получения информации, необходимой ЛПР для принятия решения по оптимальному структурно-параметрическому формированию УП с учетом внешних требований.

3. Построение методов и алгоритмов решения задач выбора и распределения информационных ресурсов, направленных на разработку механизма принятия решения и оптимизации процесса структурно-параметрического формирования УП.

4. Разработка проблемно-ориентированной системы поддержки принятия решения и оптимизация процесса структурно-параметрического формирования УП.

5. Апробация и внедрение результатов исследований в образовательном процессе высшего учебного заведения и предприятий. ^

Методика исследования базируется на использовании теории управления, методах принятия решения, матричном способе описания и использовании аппарата теории графов, методах экспертизы и > математического моделирования и программирования. Общей методологической основой работы является системный подход.

Научная новизна полученных результатов и работы состоит в следующем:

- Разработана модель выбора информационных ресурсов УП, отличающаяся от известных выделением структурных элементов УП, в виде дидактических единиц, количественные значения которых учитываются при определении максимума профессиональных компетенций выпускника вуза при выборе стратегии целедостижения образовательного процесса.

- Предложен критерий эффективности построения- УП в виде достижения максимума идеальной массы учебного материала, который, в отличие от известных, позволяет учитывать значения ресурсных признаков, количественно выраженных в плотности и объеме информационных ресурсов.

- Разработана модель распределения информационных ресурсов УП по временным периодам расчета в соответствии с выбранными ЛПР условиями и ограничениями, которая, в отличие от известных, реализует итеративный процесс генерации информации, необходимой для принятия решения, на основе сравнения расчетных значений массы информационных ресурсов с их идеальными значениями.

- Разработан механизм управления процессом оптимального структурно-параметрического формирования УП, который, в отличие от известных, основан на поэтапном принятии решения с осуществлением контроля нарастания массы учебных материалов, что позволяет на каждом периоде расчета оценить достижение требуемой степени профессиональной компетенции специалиста.

Теоретическая значимость полученных результатов состоит в разработке комплекса моделей, методов и алгоритмов, обеспечивающих построение инструментальных средств в виде проблемно-ориентированной системы поддержки принятия решений в процессе управления оптимальным структурно-параметрическим формированием УП.

Практическая значимость работы. Разработанный комплекс методов, моделей, алгоритмов и программное обеспечение позволяют расширить класс решаемых прикладных задач по управлению сложными социальными системами. Основной практический вывод диссертационной работы заключается в создании инструментальных средств поддержки принятия управленческих1 решений в сфере образования с возможностью применения в социальной сфере.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: Всероссийских научно-технических конференциях «Теория конфликта и её приложения» (г. Воронеж, 2004,2006,2008), "Интеллектуализация. управления в социальных и экономических системах" (г. Воронеж, 2007, 2008); Всероссийских научно-практических конференциях «Актуальные проблемы профессионального образования: подходы и перспективы» (г. Воронеж, 2004), «Социально-экономическое развитие России в условиях усиления глобализации» (Воронеж, 2008); XXIII межвузовской научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава «Проблемы и перспективы совершенствования охраны государственной границы и объектов» (г. Калининград 2008); отчетных научно-технических конференциях профессорскопреподавательского состава Воронежского института высоких технологий

Воронеж, 2004-2005, 2005-2006 и 2006-2007, 2007-2008 уч. гг.).

Реализация и внедрение результатов работы. Основные теоретические и практические результаты диссертационной работы внедрены в практику управления образовательным процессом в Воронежском институте высоких технологий, в систему подготовки кадров по технической защите информации и в систему подготовки и переподготовки кадров в ОАО Концерн «СОЗВЕЗДИЕ» для составления учебных планов, а также формирования требований к подготовке специалистов в виде профессиональных компетенций. Эффект от внедрения выражен в оптимизации управления образовательным процессом с целью повышения качества обучения и в реализации концепции участия промышленных сообществ в организации учебного процесса.

Диссертационная работа выполнена в Воронежском институте высоких технологий в рамках госбюджетной НИР по теме «Моделирование информационных технологий; разработка и совершенствование методов и моделей управления, планирования и проектирования технических, технологических, экономических и социальных процессов и производств» (№ г.р. 01.2005.2305).

4.4 Выводы по разделу.

1. Реализацию методов выбора и распределения информационных ресурсов при формировании учебного плана с учетом требований, условий и ограничений предложено осуществлять с помощью проблемно-ориентированной системы формирования учебного плана. Отличительной чертой разработанной проблемно-ориентированной системы является участие ЛПР на каждом шаге формирования учебного плана, что служит отражением концепции формирования учебного плана, представленной в настоящей работе и описанной в пункте 2.1.

2. Принципиальное отличие разработанной проблемно-ориентированной системы состоит в использовании данной системы в качестве инструментального средства принятия решения на каждом шаге формирования учебного плана путем выдачи рекомендаций по оптимизации учебного плана в соответствии с оценкой эффективности, на основе системного подхода, описанного в разделе 2.

3. Особенность информационной компоненты (базы данных), разработанной проблемно-ориентированной системы, состоит в том, что база данных логически делится на две части: справочную (постоянную в рамках единой корпоративной информационной базы) и переменную (создающуюся в процессе формирования конкретного учебного плана по заданным условиям со стороны ЛПР), которая хранится в процессе построения и удаляется после окончательного принятия учебного плана. Данный способ организации информационной базы инструментального программного средства позволяет осуществлять автоматизацию процедуры формирования учебного плана не единовременно, а в соответствии с необходимостью и предпочтением ЛПР, т.е. поэтапно, в течение любого по длительности промежутка времени.

4. Преимущество разработанной проблемно-ориентированной системы, как инструментального средства поддержки принятия управленческого решения отражено в реализации диалогового режима взаимодействия ЛПР и системы. Информация выводится в виде возможных, допустимых альтернатив, с комментариями, пояснениями, допустимыми вариантами отклонения от показателей расчета эффективности. Проблемно-ориентированная система имеет развитые средства визуализации, дружественный пользовательский интерфейс.

5. Технология реализации программных модулей содержит структурные и объектные подходы, в зависимости от особенностей алгоритмов реализации, используются различные технологии доступа к данным, что обеспечивает простоту реализации, использования и получения (вывода результата) проблемно-ориентированной системы формирования учебного плана.

6.Достоверность и адекватность полученных результатов подтверждается их практической реализацией на конкретных примерах, полученных при расчете примера на основе Государственного образовательного стандарта по специальности 230201 «Информационные системы и технологии»;

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1.Проведен анализ современных тенденций в сфере образования и определены внешние требования к формированию учебного плана, который является объектом управления со стороны ЛЕЕР. Внешние требования задают выбор критерия эффективности, условия и ограничения, а также формируют совокупность информационных ресурсов, необходимых для оптимального структурно-параметрического построения УП на основе модели специалиста в рамках участия работодателей в организации учебного процесса для подготовки компетентных специалистов.

2.Разработана модель выбора и распределения информационных ресурсов УП для получения информации, необходимой ЛПР для принятия решения по оптимальному структурно-параметрическому формированию УП с учетом внешних требований. Для разработки модели использован системный подход, на основе известной модели <Ц, Ф, С, 0> - цель, функция, структура, организация, формализация которой в кибернетическом представлении дает возможность формализовать структуру учебного плана, выделить структурные элементы, определить информационные ресурсы и их количественные признаки и задать критерий эффективности целедостижения формирования учебного плана, используя понятие обратной связи, которая выражается в функциях контроля за отклонением от максимального показателя эффективности образовательного процесса при получении идеального количества знаний при обучении.

3.Разработана структурная схема учебного плана, элементарной структурной единицей которой предложено использовать понятие дисциплины (учебного курса) как ресурсного класса. Ресурсом являются дидактические единицы, выбираемые и распределяемые лицом, принимающим решение при формировании УП. Назначение ресурса классу осуществляется по признакам, присущим ресурсным единицам, которые позволяют объединить их в единую структуру.

4.Предложен способ оценки эффективности синтеза УП при учете логической связи между ресурсными единицами на основе математической модели массы учебного материала, для определения которой рассчитываются количественные значения признаков информационных ресурсов, определение и параметрическое представление которых также предложено в работе.

5.Предложена и обоснована методика проведения экспертизы для оценки логической связи между ресурсными единицами. Предложены алгоритмы расчета логических цепочек между ресурсными единицами при полном и частичном парном сравнении элементов.

6. Разработана проблемно-ориентированная система формирования учебного плана в виде математического, программного и алгоритмического обеспечения, как инструментальное средство поддержки принятия управленческого решения.

7. Разработан механизм управления процессом оптимального структурно-параметрического формирования УП, который, в отличие от известных механизмов управления, основан на поэтапном принятии решения с осуществлением контроля нарастания массы учебных материалов, что позволяет на каждом периоде расчета оценить достижение требуемой степени профессиональной компетенции специалиста.

1. Аличин C.B. О научных основах составления учебных планов технических вузов. М.: НИИВШ, 1973.

2. Бабкин В. Ф. Разработка и реализация оптимизационных моделей и механизмов управления высшим учебным заведением: Дис. . д-ра техн. наук / Бабкин Виктор Филиппович. Воронеж, 2001.

3. Башмаков А. И. Исследование и разработка алгоритмов верификации и наследования в моделях знаний при автоматизированном формировании учебных планов/ Башмаков Александр Игоревич: Дис. . канд. техн. наук: М., 1996.

4. Болонский процесс: поиск общности европейских систем высшего образования (проект Tuning) / Под науч. ред. д-ра пед. наук, проф.В.И. Байденко М.: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 2006.

5. Васильева O.A. Разработка технологии формирования компромиссов при проектировании образовательных стандартов / Васильева Оксана Александровна : Дис. канд. техн. наук : М., 2005.

6. Величко С. В. Информационные технологии выбора и распределения ресурсов технологических систем: монография / С. В. Величко, Ю. С. Сербулов, А. В. Лемешкин. Воронеж, 2007. - 238 с.

7. Вильке Г.А. Применение методов сетевого планирования в учебном процессе. М.: Высшая школа, 1969.

8. Волкова В. Н., Денисов A.A. Основы теории систем и системного анализа: Учебник для студентов вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1999. -512 с.

9. Ворохова 3. Национально-региональный компонент: разработка и реализация / 3. Ворохова // Народное образование. 2000. - № 6. - С. 67-71.

10. Всемирная декларация о высшем образовании XXI века: подходы и практические меры//Вестник высшей школы Alma Mater. 1999. - №3. -С.29-35.

11. Галямина И.Г. Проектирование ГОС ВПО нового поколения. // Материалы XVI научно-методической конференции «Актуальные проблемы качества образования и пути ее решения». М.: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 2006.

12. Гэйн К. Структурный системный анализ средства и методы. В 2-х частях. / К. Гэйн, Т. Сарсон. Пер. с англ. под ред. А. В. Козлинского. М.: Эйтекс, 1993 г.

13. ДамбаеваС. В. Модели и методы принятия решений задачи формирования учебного плана специальности в условиях неопределенности / Дамбаева Сэсэгма Викторовна: Дис. . канд. техн. наук : Улан-Удэ, 2004.

14. Дидрих В. Е. Моделирование информационных систем организационного управления / В.Е. Дидрих. М.: Издательское предприятие редакции журнала «Радиотехника» 2002, 181 с.

15. ЗадеЛ.А. Понятие лингвистической переменной и ее применение к принятию приближенных решений / Л.А.Заде М.: Мир, 1976. -230 с.

16. Кемени Дж. Кибернетическое моделирование. Некоторые приложения / Дж. Кемени., Снелл Дж. М.¡Советское радио, 1972 - 191 с.

17. Клаус Д. Экк. Знание как новая парадигма управления / Д. Экк. Клаус // Проблемы теории и практики управления. 1998. - №2.

18. Концепции содержания образования по образовательным областям. Аналитический доклад. Всерос. науч.-практ. конф. "Проблемы совершенствования содержания общего среднего образования". М., 2000.

19. Кватрани Т. Rational Rose 2000 и UML. Визуальное моделирование / Т. Кватрани: Пер. с англ. М.: ДМК Пресс, 2001 176 с.

20. Качество высшего образования и система зачетных единиц Текст. / В.Сенашко, Н. Жалнина // Высшее образование в России.-2004.-№5.-С.14-18.

21. Китаев Н. Н. Групповые экспертные оценки. Москва, 1975.

22. Клехо Д. Ю. Разработка методов и средств для решения слабоформализованных задач в системах управления (научный руководитель докт. техн. наук, проф. А.Я. Савельев).

23. Комарцова Л. Г., Максимов А. В. Нейрокомпьютеры: Учеб. пособие для вузов. М.: Изд-воМГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. -320 с.

24. Концепция создания интегрированной автоматизированной информационной системы Минобразования России. М., 2000.

25. Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств. М: Радио и связь, 1982.-432с.

26. Кредитные единицы входят в российскую высшую школу / В.Чистохвалов // Высшее образование в России.-2004.-№4.-С.26-37.

27. Кристофидес Н. Теория графов. Алгоритмический подход.- М.: Мир, 1978.- 432с.

28. Круглов В.В., Борисов В.В. Искусственные нейронные сети. Теория и практика. 2-е изд., стереотип. - М.: Горячая линия-Телеком, 2002. - 382 с.

29. Крылов Ю. Н. Определение содержания учебных планов вуза с применением ЭВМ// НИИВШ. 1981.

30. Кузин Е. С. Информационно сложные задачи и технология их решения//Новости искусственного интеллекта. №1. - 2003. - С.24-29.

31. Кузьмина Е. А. Модели и оптимизация учебных планов в образовательных системах / Кузьмина Елена Алексеевна: Дис. . канд. техн. наук. Уфа, 2002.

32. Лавлинская О. Ю. Ранжирование учебных дисциплин с использованием экспертных оценок / О. Ю. Лавлинская // Моделирование систем и информационные технологии: Межвуз. сб. науч. тр. Вып. 3, Ч. 2 . -Воронеж: Научная книга, 2006. С. 80-83.

33. Лавлинская О. Ю. Объектная модель построения учебного плана /О. Ю. Лавлинская // Моделирование систем и информационные технологии: Межвуз. сб. науч. тр. Вып. 4 . Воронеж: Научная книга, 2007. -С.161-165.

34. Лавлинская О.Ю. Использование метода бектрекинга при синтезе учебного плана вуза /О. Ю. Лавлинская // Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах: труды Всерос. конф . Воронеж, 2008.-С.251-252.

35. Леднев B.C. Содержание образования. Сущность, структура, перспективы. М.: Высшая школа, 1991. - 224 с.

36. Леоненков А. Нечеткое моделирование в среде Matlab и Fuzzy TECH. -СПб: БХВ-Петербург, 2003. 715 с.

37. Ларичев О.И., Мечитов А.И. и др. Выявление экспертных решений. -М.: Наука, 1989.-140 с.

38. Лещенко Е. М. Интеграция управления обучением на основе моделей и алгоритмов конструирования учебной информации и диагностики степени обученности/ Лещенко Елена Михайловна: Дис. . д-ра техн. наук Воронеж, 2000.

39. Липский В. Комбинаторика для программистов. Москва, 1988.

40. Литвак Б. Г. Экспертная информация. Методы получения и анализа / Б. Г Литвак. М.: Радио и связь, 1982. - 184 с.

41. Лобанов Ю.И. Управление знанием в открытом образовании / Ю.И. Лобанов, O.A. Ильченко // Открытое образование. 2004. -№ 2. - СЛ.

42. Маслов Д. В. Рынок образовательных услуг: методологические аспекты / Маслов Дмитрий Владимирович: Дис. . канд. экон. наук: Иваново, 2002.

43. Мамонтов С. Рынок образовательных услуг: характеристика, особенности, методы исследований: Учебное пособие / С.Мамонтов -Караганда: Болашак-Баспа, 2002.

44. Мандель И. Д. Кластерный анализ / И. Д. Мандель М.: Финансы и статистика, 1988. - 176 с.

45. Мануйлов М. Маркетинг в деятельности ВУЗА/М. Мануйлов, А Федотова, И. Федоров // Журнал Высшее образование. №5. - 2003.

46. Материалы проекта TEMPUS TACIS D-CP 578 RF "Распространение концепции образовательной инженерии в России", 2000.

47. Мелихов А.Н. Ситуационные советующие системы с нечеткой логикой / А.Н. Мелихов, JI.C. Берштейн, С.Я. Коровин. М.: Наука, 1990.272 с.

48. Месарович М. Общая теория систем: математические основы / М. Месарович, И. Такахара. М.: Мир, 1978. - 311 с.

49. Методология динамического моделирования IDEFO/CPN/WFA: Учебный курс по методологиям IDEF. Метатехнология. Москва, 1995 г.

50. Мильнер Б. 3. Системный подход к организации управления / Б. 3. Мильнер М.: Экономика, 1983. - 224 с.

51. Моисеев Н. Н. Математические задачи системного анализа / Н. Н.Моисеев М.: Наука, 1981. - 488 с.

52. Моррис У. Наука об управлении. Байесовский подход / У.Моррис. М.: Мир, 1971.-282 с.

53. Науразбаева Ю. В. Управление взаимодействием субъектов рынков труда и образовательных услуг как социально-экономической системой / Науразбаева Юлия Викторовна: Дис. . канд. экон. наук: Уфа, 2006.

54. Негойце К. Применение теории систем к проблемам управления / К. Негойце М.: Мир, 1981. - 180 с.

55. Острейковский В.А. Информатика: Учеб. для вузов. -М.:Высш. Шк., 2001.- 511 с.

56. Парновский Д. А. Регрессионная модель образовательного процесса при нечеткой исходной информации / Парновский Денис Александрович: Дис. канд. техн. наук : М., 1999.

57. Перечень направлений подготовки (специальностей) высшего профессионального образования. Утвержден приказом Минобрнауки России от 12 января 2005г. №4.

58. Подиновский В.В. Оптимизация по последовательно применяемым критериям / В. В. Подиновский, В. М. Гаврилов. М.: Советское радио, 1975.-230 с.

59. Поспелов Д. А. Ситуационное управление: теория и практика / Д. А. Поспелов М. Наука, 1986.-288с.

60. Прикладные нечеткие системы / Под ред. Т. Тэрано М.: Мир, 1993. -368 с.

61. Приобретение знаний / Под ред. С. Осуги, Ю. Саэки. М.: Мир, 1990. -304 с.

62. Пузанков Д. Стратегический менеджмент в техническом университете / Д. Пузанков, В.Кутузов, Рябов, Мамонтов // Высшее образование. №3. - 2004.

63. Райфа Г. Анализ решений. Введение в проблемы выбора в условиях неопределенности. М.: Наука, 1977. - 120 с.

64. Рейнгольд Э. Комбинаторные алгоритмы. Теория и практика / Э. Рейнгольд, Ю. Нивергельт, Н. Део М.: Мир, 1980. - 476 с.

65. Речинский А. В. Оценка управления качеством учебного процесса: с использованием механизма нечетких логик / Речинский Александр Витальевич : Дис. канд. техн. наук :СПб., 2002.

66. Розенберг Д., Скотт К. Применение объектного моделирования с использованием UML и анализ прецедентов: Пер. с англ. / Д.Розенберг, К.Скотт М.: ДМК Пресс, 2002 160 с.

67. Романенко В. В. Автоматизированный комплекс разработки компьютерных учебных программ EduCAD / Романенко Владимир Васильевич : Дис. канд. техн. наук : Томск, 2003.

68. Рыжов А.П. Степень нечеткости лингвистической шкалы и ее свойства: Нечеткие системы поддержки принятия решений / А.П. Рыжов. Калинин: Изд-во КГУ, 1989. - С. 92.

69. Рузаев E.H. Менеджмент качества образовательных услуг и менеджмент знаний в высшей школе / Е. Н. Рузаев, П. Е. Рузаева //Качество, инновации, образование. №1. - 2004 г. - С.7.

70. Саати Томас JI. Принятие решений: метод анализа иерархий / Томас JI. Саати М.: Радио и связь, 1993. - 314 с.

71. Савельев А. Я. Модель формирования специалиста с высшим образованием на современном этапе / А. Я. Савельев, JI. Г. Семушкина, В. С. Кагерманьян. М., 2005.

72. Садовский А. А. Модели планирования учебной деятельности вуза в условиях рынка / Садовский Александр Алексеевич: Дис. . канд. техн. наук: М., 2000.

73. Сербулов Ю.С. Моделирование процесса построения учебного графика на основе методики расчета коэффициента потериинформации / Ю. С. Сербулов, О. Ю. Лавлинская // Матер, отчет, науч. конф. проф.-преп.сост. ВИВТ за 2005-2006 уч.год. Стр. 86-88.

74. Свиридов O.A. Особенности экономики вузов в условиях перехода к рынку/ O.A. Свиридов //Качество, инновации, образование. №1. - 2004 -С.21.

75. Сенашенко В. Многоуровневая структура: проблемы совершенствования / В.Сенашенко // Высшее образование в России. № 2. -2002. - С.4-6.

76. Симанков B.C. Адаптивная система анализа и прогнозирования состояний сложных систем "Дельта" / B.C.Симанков, Е.В.Луценко // Тезисы 1-й Всерос. науч.-техн. конф. "Теория конфликта и ее приложения".-Воронеж, ВГТА.- 2000.

77. Синельников Б. Реализация образовательного потенциала информационных технологий / Б.Синельников // Высшее образование в России. №3. -2005. - Стр.8-10.

78. Слепухин А. Высшая школа в условиях интернационализации / А. Слепухин // Высшее образование в России- № 6. 2004.

79. Создание общеевропейского пространства высшего образования. Коммюнике Конференции министров, ответственных за высшее образование в Берлине, 19 сентября 2003 г. http://www.shishlov.info/education/ bolognia/index.phtml?id=289.

80. Спиди К. Теория управления / К. Спиди, Р.Браун, Дж.Гудивин. М.: Мир, 1973. - 248 с.

81. Сыготина М. В. Моделирование системы организации учебного процесса в техническом университете / Сыготина Марина Владимировна : Дис. канд. техн. наук : Братск, 2003.

82. Сысоев В. В. Конфликт. Сотрудничество. Независимость. Системное взаимодействие в структурно-параметрическом представлении / В. В. Сысоев. -М.: МАЭП, 1999. 151 с.

83. Текст Болонской декларации, http://iic.dgtu.donetsk.ua/russian/ovs/ bologna.html.

84. Титунцев В.М. Разработка методов прогнозирования и стратегического анализа для исследования рынка образовательных услуг / Тигунцев Владимир Михайлович : Дис. . канд. техн. наук : Иркутск, 2003.

85. Типовое положение об образовательном учреждении высшего профессионального образования (высшем учебном заведении) Российской Федерации. Утверждено Постановлением Правительства Российской Федерации от 5 апреля 2001 г. №264.

86. Трофимова О. К. Автоматизация процесса составления учебных планов вузов / Трофимова Ольга Константиновна: Дис. . канд. техн. наук: М., 1999.

87. Уемов А. И. Системный подход и общая теория систем / А. И.Уемов. -М.: Мысль. 1978.-272 с.

88. Федеральная программа развития образования на 2000-2005 гг

89. Федеральный закон «Об утверждении федеральной программы развития образования» от 10 апреля 2000 г. № 51-ФЗ.

90. Федеральный Закон «О высшем и послевузовском профессиональном образовании», ст.20

91. Харкевич A.A. О ценности информации / Харкевич A.A.//Проблемы кибернетики: Сб. науч. тр. Вып. 4. М.: Физматгиз, 1960. - С.53-57.

92. Хартли Р.В. Передача информации. В кн.: Теория информации и ее приложения/Пер. под ред. А.А.Харкевича. -М.: Физматгиз, 1959. - 305 с.

93. Хорошевский В.Ф. Автоматизация программирования экспертных систем / В.Ф. Хорошевский. М.: МИФИ, 1988. - 64 с.

94. Чеботарев П. Агрегирование неполных предпочтений / П.Чеботарев// «Автоматика и телемеханика». 1989. - №8. - С. 125-137.

95. Шатихин J1. Г. Структурные матрицы и их применение для исследования систем. / Л.ГШатихин-М.: Машиностроение, 1991.-193 с.

96. Шлеер С., Мейлор С. Объектно-ориентированный анализ: моделирование мира в состояниях / С. Шлеер, С. Мейлор Киев: Диалектика, 1993 г-345 с.

97. Элти Дж. Экспертные системы: концепции и примеры / Дж.Элти, М. Кумбс. М.: Финансы и статистика, 1987. - 191 с.

98. Эшби У. Росс. Общая теория систем как новая научная дисциплина / У. Росс Эшби // Системные исследования: Ежегодник. 1969. - С. 125-150.

99. Юдин Б. Г. Системный анализ / Б. Г.Юдин. М.: БСЭ, 1976.

100. Юдин Д.Б. Математические методы управления в условиях неполной информации / Д.Б. Юдин. М.: Советское радио, 1974. - 120 с.

101. Яблонский С. В. Введение в дискретную математику/ С. В. Яблонский. М.: Наука, 1979. - 272 с.

102. Ягер P.P. Множества уровня для оценки принадлежности нечетких подмножеств / Р. Р. Ягер В кн.: Нечеткие множества и теория возможностей. Последние достижения. - М.: Радио и связь, 1986. - С. 71-78.

103. Янг С. Системное управление организацией/С. Янг М.: Советское радио, 1973.-455 с.

104. Bellman R., Kalaba К., Zadeh L.A. Abstraction and pattern classification. J.Math. Anal, and Appl.- V.13. -Nol. Jan, 1966.

105. Gorzalczany M.B. Interval-Valued Decisional Rule in Signal Transmission Problems //Arhiwum automatyki i telemechaniki. T.XXX. - N2. - 1985. - P. 159168.

106. Zadeh L.A. Fuzzy sets. Contr. Vol.8. - 1965. - P. 338-353.

107. Redeker G.H.J. An Educational Taxonomy for Learning Objects // Proceedings of the 3rd IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies. ICALT 2003. Athens, Greece, 2003. - P. 250 - 251.