автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.10, диссертация на тему:Оптимизация управления комплексом общеобразовательных учреждений на основе структуризации и моделирования интеграционных процессов

На правах рукописи САЛОГУБОВА Наталья Валерьевна

ОПТИМИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСОМ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ НА ОСНОВЕ СТРУКТУРИЗАЦИИ И МОДЕЛИРОВАНИЯ ИНТЕГРАЦИОННЫХ

ПРОЦЕССОВ

Специальность 05.13.10 - «Управление в социальных

и экономических системах»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Воронеж - 2006

Работа выполнена в Воронежском государственном техническом университете

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Львович Яков Евсеевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Сумин Виктор Иванович; кандидат технических наук Фалеева Наталья Михайловна

Ведущая организация

Московский государственный университет приборостроения и информатики

Защита состоится «27» октября 2006 года в 1400 часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д 212.037.03 Воронежского государственного технического университета по адресу: 394026, г. Воронеж, Московский просп., 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного технического университета.

Автореферат разослан «_

2006 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Родионов О.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Социально — экономические и социокультурные изменения в российском обществе потребовали от образовательной системы перехода в новое качественное состояние, связанное с подготовкой новых поколений российских граждан к жизнедеятельности в новых социально-экономических условиях. Развивающемуся обществу нужны современные, образованные, предприимчивые люди, которые могут самостоятельно принимать ответственные решения в ситуации выбора, отличающиеся мобильностью, динамизмом, конструктивностью, обладающие развитым чувством ответственности за судьбу страны. Поэтому главной целью общего образования на современном этапе является обеспечение современного качества образования на основе его фундаментальности и соответствия актуальным и перспективным потребностям личности, общества и государства.

Достижение этой цели требует рационального распределения ограниченных ресурсов. Особенно важно сформулировать механизмы интеграции и кооперации для общеобразовательных учреждений, расположенных в сельской местности. Именно в этих учреждениях уровень доступности качественного образования ниже, чем в городской местности. В то же время выделяемые ресурсы используются не эффективно. Подходы к повышению ресурсоэффективности основаны в основном на обобщении практического опыта. Возможности теории управления социально-экономическими системами, моделирования и оптимизации в полной мере не используются для выбора рационального варианта ресурсообеспечения общего образования в сельском социуме.

Таким образом, актуальность темы исследования определяется необходимостью создания моделей и алгоритмов выработки управленческих решений оптимальной ресурсоэффективности интеграционных механизмов комплексирования общеобразовательных учреждений, основанных на опережающем использовании информационных технологий.

Работа выполнена в соответствии с областными целевыми программами: «Развитие образования на 2001-2005 годы» и 2006-2010 годы в рамках основного научного направления Воронежского государственного технического университета «Проблемно-ориентированные системы управления».

Цель и задачи исследования. Целью диссертации является разработка комплекса структурных и оптимизационных моделей, алгоритмов принятия решений при управлении ресурсоэффективностью комплекса

общеобразовательных учреждений в условиях развития интеграционных процессов и интенсификации применения информационных технологий.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

- анализ современных подходов и моделей развития системы образования в сельской местности и определение на этой основе возможности повышения эффективности управления комплексом общеобразовательных учреждений;

- разработка структурных моделей интеграции основных видов ресурсного обеспечения при комплексировании общеобразовательных учреждений на основе базовой школы;

- формирование многоальтернативных оптимизационных моделей распределенной и централизованной системы ресурсообеспечения комплекса общеобразовательных учреждений;

- разработка процедуры принятия управленческих решений на основе имитационного эксперимента с использованием многоальтернативных оптимизационных моделей ресурсоэффективности;

- оценка эффективности разработанных моделей, алгоритмов на базе информационной системы комплекса общеобразовательных учреждений.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались основные положения и методы системного анализа, теории управления социальными и экономическими системами, математического моделирования, исследования операций оптимизации, теории вероятностей и математической статистики, экспертного оценивания.

Научная новизна работы. В диссертации получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной:

- структурные модели интеграции ресурсного обеспечения, позволяющие идентифицировать в процессе объединения совокупности компонентов кадрового, методического и материально-технического обеспечений в рамках комплекса общеобразовательных учреждений элементы выбора управленческих решений с учетом ведущей роли базовой школы;

- многоальтернативные оптимизационные модели ресурсообеспечения, отличающиеся математическими приемами формирования целевой функции и ограничений на множестве альтернативных переменных с учетом особенностей распределенной и централизованной систем распределения ресурсов и роли в ней ресурсопроводящей инфраструктуры базовой школы и школьного округа;

- процедура принятия решений по управлению ресурсоэффективностью комплекса, отличающаяся возможностью формирования множества перспективных вариантов на основе рандомизированного имитационного эксперимента с использованием многоальтернативных оптимизационных моделей и последующего группового экспертного оценивания при выборе рационального варианта;

структура информационной системы управления комплексом общеобразовательных учреждений, обеспечивающая на основе

интегрированной и структурированной базы данных школьного округа оптимальную реализацию заданий по ресурсному обеспечению от вышестоящего органа управления с использованием разработанных моделей и алгоритмов принятия управленческих решений как для базовой школы, так и для других учреждений округа.

Практическая ценность работы. Разработанные оптимизационные модели и процедуры управления комплексом образовательных учреждений являются основой для развития математического обеспечения компьютерной системы управления ресурсообеспечением школьного округа базовой сельской школы. Прикладное значение работы связано с практической реализацией модели методического обеспечения комплекса общеобразовательных учреждений, модели распределенной системы кадрового обеспечения, модели централизованной системы материально-технического обеспечения и непосредственного применения на практике разработанной компьютерной системы управления ресурсообеспечением школьного округа базовой сельской школы.

Реализация и внедрение результатов работы. Разработанные оптимизационные модели и процедуры управления комплексом образовательных учреждений используются в управленческой деятельности муниципальных систем образования региона. Результаты работы внедрены в учебный процесс кафедры «Системы автоматизированного проектирования и информационные системы» ВГТУ, Воронежского областного института повышения квалификации и переподготовки работников образования.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на: Всероссийской научной конференции «Интеллектуальные информационные системы» (Воронеж, 2004, 2005); III Всероссийской научно-технической конференции «Теория конфликта и её приложения» (Воронеж, 2004); международной научно-методической конференции «Инновационные технологии организации обучения в техническом вузе» (Пенза, 2006), а также на ежегодных научно-практических конференциях ППС Воронежского государственного технического университета, Воронежского областного института повышения квалификации и переподготовки работников образования, конференциях Центра изучения образовательной политики Московской высшей школы социальных и экономических наук.

Публикации результатов работы. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

В работах, опубликованных в соавторстве и приведённых в конце автореферата, [1-3] - соискателем осуществлена разработка оптимизационных моделей управления и распределения ресурсов в рамках комплекса

общеобразовательных учреждений и разработаны имитационные модели интеграционных процессов на основе многоальтернативной оптимизации.

Структура и объём работы. Работа состоит из введения, четырёх глав, заключения и приложения. Материал диссертации изложен на 122 страницах, содержит список литературы из 99 наименований, 30 рисунков, 3 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении диссертации обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, определены методы исследования, научная новизна, практическая значимость полученных результатов, изложено краткое содержание глав диссертации.

В первой главе проведен анализ современных подходов по совершенствованию управления системой общего образования в сельской местности, выявлены основные причины необходимости кардинального изменения структуры образовательной сети, вытекающие из проблем общеобразовательных учреждений на уровне продукта деятельности сельской школы, на уровне суммарных результатов и социальных вкладов. Обобщен международный и российский опыт проектирования и реализации программ реструктуризации сети образовательных учреждений как основы управленческих решений. Рассмотрены модели реструктурирования сельской школы, социально-демографические, географические, политические, педагогические условия, которые необходимо учитывать при выборе модели реструктуризации. С учетом основных направлений модернизации образования выявлены особенности управленческих задач в условиях активизации интеграционных процессов в системе образования, направленных на формирование наиболее продуктивной модели — базовой сельской школы (БСШ), реализация которой повысит качество сельского образования за счет эффективного использования материально-технических, кадровых, финансовых ресурсов школы другими образовательными учреждениями. Определены принципы создания и комплектования базовых школ, предложены варианты реализации модели, выработаны показатели эффективности

функционирования модели. Определена роль информационного пространства в процессе управления школьным округом.

Сформулированы цели и задачи исследования, ориентированные на решение проблемы оптимального управления комплексом образовательных учреждений.

Во второй главе представлена модель распределенной системы кадрового обеспечения БСШ, определены факторы формирования

высокопрофессионального педагогического коллектива, предложена

концептуальная модель кадрового обеспечения БСШ. Структурная схема разработанной модели показана на рис.1.

Предложена модель организации методической работы в округе, объединяющая межшкольные профессиональные объединения педагогов по предметам.

Оптимальная Наличие плана Высокая Наличие

расстановка и обновления степень программы

подбор кадров коллектива самоподготовки коллектива творческого

роста

Поддержание творческой атмосферы и благоприятного микроклимата в коллективе

Осуществление переподготовки педагогов на другие специальности.

Высокопрофессиональный педагогический коллектив

Восприятие повышения квалификации как части непрерывного

процесса профессионального роста работника

Наличие системы различных форм и видов стимулирования творческого роста учителей

Открытость педагогического коллектива для

получения и передачи опыта

Рис.1. Концептуальная модель кадрового обеспечения БСШ

Разработаны функции методических объединений: информационно-диагностическая, научно-исследовательская, аналитическая и функция, направленная на совершенствование педагогического мастерства. Определены формы методической работы, представлена схема управления методической работой и выявлены условия эффективности планирования и организации методической работы.

Обосновано, что выбор целей и задач методической работы зависит от приоритетных направлений образовательной программы БСШ как центра образовательного комплекса учреждений в соответствии со структурной моделью, приведённой на рис. 2.

Сформированы модели централизованной системы материально-технического обеспечения школьного округа базовой школы.

I модель «Организация обучения учащихся школ округа на базе кабинетов БСШ».

Осуществляется обучение учащихся школ округа не менее 1 раза в месяц с целью отработки практической части программы, проведения исследовательских работ на старшей ступени обучения.

Рис. 2. Цели и приоритетные направления деятельности методических

объединений

При состоятельности I модели возникают некоторые ограничения:

- занятия для учащихся в базовой школе будут проходить во второй половине дня, так как необходимо время на подвоз учащихся и возникают ограничения использования кабинетов временным фактором, так как на базе кабинетов идут уроки учащихся базовой школы,

- психофизическая безопасность учащихся во время пути следования в

БСШ,

- возникновение трудностей при составлении расписания работы кабинетов.

II модель «Передвижные лаборатории».

Предполагается доукомплектование переносным оборудованием лабораторий кабинетов и организация выездов в другие учреждения по графику (но не менее 1 раза в месяц).

Модель «Передвижные лаборатории» также имеет некоторые ограничения:

1) реализация модели предполагает блочно-модульную организацию образовательного процесса;

2) необходимо доукомплектование лабораторий, кабинетов переносным оборудованием;

3) предполагается введение 3 штатных единиц лаборанта для организации выезда.

Рассмотрены особенности принятия управленческих решений, когда муниципальные органы образования совместно с руководством базовой школы выбирают для реализации наиболее оптимальную модель с учетом специфических условий (географических, демографических, финансовых) данной местности.

Третья глава посвящена разработке оптимизационных моделей и процедур управления комплексом образовательных учреждений.

При построении многоальтернативной оптимизационной модели распределенной системы ресурсообеспечения будем считать, что в школьный округ БСШ входит I = I,/ общеобразовательных учреждений. БСШ распределяет б = 1,5 видов ресурса, выделяемого на уровне региона и муниципального образования в течение некоторого календарного периода. Объем каждого вида ресурса, имеющийся для распределения в = 1,5. Школы, входящие в комплекс, формируют заявки 1 = 1,1 , б = 1,5.

Введем альтернативные переменные, характеризующие выбор при распределении ресурсного обеспечения:

О, в противном случае, 1=1,1 , Б = 1,5.

Для каждого / ~го образовательного учреждения устанавливается приоритет выделения б-го ресурса /= 1,1 , 5=1,5.

Предложена процедура определения приоритетов на основе принципа пропорционального распределения и принципа обратных приоритетов.

С учетом приоритетов / = 1,/, в = 1,5в качестве критерия оптимизации расширения ресурсов примем максимизацию удовлетворения всех школ комплекса всеми видами ресурсного обеспечения

В качестве ограничений выступают объемы каждого вида ресурса, имеющиеся для распределения

1, если, > -му учреждению выделяется 5 -й ресурс,

(I)

7 5

£ 2цйх>5_>тах.

(2)

£ rft*ft<R^S= (3)

isl

При объединении критериев оптимизации (2) и ограничения (3) имеем следующую многоальтернативную оптимизационную модель:

/ S

£ 2>,5хй_»тах , (4)

/ _

X risxls< Rs,s= 1,5,

Xis = i1 , /= U ,S = Cs.

\o

В модель (4) включены только те ограничения s, для которых < 0. При оптимальном решении x*is некоторые виды ресурсов оказываются недоиспользованными, т.к. для них

£ = <RS. (5)

i-i

Тогда R*s, определенные в соответствии с (4), и значения R*t , для которых д, > 0, выступают в качестве потребности в ресурсном обеспечении школьного округа БСШ в рамках муниципального образования. При числе школьных округов в муниципальном образовании р = Г?, выделенных ресурсов Р„ s = i,s и определенных по перечисленным выше принципам приоритета црз, р = l,P, s = l,s получаем следующую оптимизационную модель верхнего уровня.

Структурная схема оптимизации распределения ресурсов в рамках комплекса общеобразовательных учреждений приведена на рис. 3.

При формировании оптимизационной модели централизованного ресурсообеспечения будем считать, что в школьный округ БСШ входит i=l,/ общеобразовательных учреждений (на практике 1 = 5+7).

Для организации предпрофильной подготовки и профильного обучения используется j=* 1 ,J компонентов ресурсного обеспечения учебного процесса БСШ (на практике j = 4+7). БСШ определяет время использования каждого j-го компонента другими учреждениями округа в течение учебного дня Т/к (j-\,j, к=\,К ), где к - номер учебного дня недели, К=6.

При формировании профильных классов в каждой /'-й школе определяется число учащихся, которые предполагают пользоваться j-м компонентом ресурсного обеспечения в fc-й учебный день - a , j Для подвоза учащихся организуется l — l,L маршрутов с пропускной способностью в к-й день А .

Формирование исходных данных ресурсообеспеченин муниципального образования и школьного округа БСШ

Оценивание ресурсоэффективиости образовательных учреждений и комплекса

Выбор принципа определения приоритетов при распределении ресурсов

Определение приоритета образовательного

учреждения

* " -

Формирование оптимизационной модели

Решение задачи целочисленного линейного программирования

Формирование оптимизациоиой модели распределения ресурса для муниципального образовании

Распределение заданного объема ресурсов с оптимальным решением

Решени целочж лине программ е задачи генного йного ■ирования

Формирование поощрительного фонда и передача его образовательным учреждениям с наилучшей _ресурсоэФФективностью_

Рис. 3. Структурная схема оптимизации распределения ресурсов в рамках комплекса образовательных учреждений

Вводятся альтернативные переменные, определяющие выбор возможности использования /-й школой ]-го компонента ресурса в к-й день:

Г 1, если ¿-я школа использует .¡-й ресурс в к-й день, (6)

Х'1 к~ [ 0, в противном случае,

Тогда критерий оптимизации, связанный с максимальным использованием централизованного ресурса БСШ учащимися школьного округа, запишется следующим образом:

/ } к

Е И Т. аЧкхИк -+тах. (7)

М >1 кА

Выполнение критерия (7) и определение значений альтернативных переменных (б) зависит от выполнения ряда ограничений:

а) времени использования централизованного ресурса

2 'и* xljk<TJk,j=XJ,J^:Oi, (8)

где / - время использования ресурса для контингента обучаемых а (у *;

б) фонда времени учителей, задействованных при организации учебного процесса с использованием централизованного ресурса

Ф ]к, Цс, (9)

м

где х i j к — фонд времени учителей для организации учебного процесса контингента обучаемых а ¡¡¡¡,

Ф]к — гарантированный фонд времени при использовании 3-го компонента в £-й день;

в) пропускной способности транспортной системы подвоза

(Ю)

1/=! >И

где г; =1, I/ - номера школ, входящих в 1-й транспортный маршрут.

С учетом целевой функции (7) и ограничений (8)—<10) сформирована многоальтернативная оптимизационная модель.

С учетом возможностей перехода к двойственной задаче линейного программирования разработана структурная схема оптимизационного управления (рис. 4).

Рис.4. Структурная схема оптимального управления централизованной системой ресурсообеспечения комплекса общеобразовательных учреждений

Разработанные оптимизационные модели отражают интеграционные процессы ресурсообеспечения и определяют возможность получения единственного управленческого решения на основе универсального программного обеспечения для задач целочисленного линейного программирования. Однако в практике управления большими социальными системами более эффективным является формирование множества рациональных вариантов и выбор окончательного варианта управленческого решения группового экспертного оценивания. Для реализации такой возможности предложена процедура имитационного моделирования на основе моделей многоальтернативной оптимизации с использованием рандомизированных поисковых схем.

В четвёртой главе проведён анализ эффективности использования оптимизационных моделей при управлении комплексом образовательных учреждений с использованием информационной системы.

Эффективное управление интеграционным механизмом в рамках системы общего образования с учётом интенсификации процесса информатизации достигается на основе создания многофункциональной информатизационной системы школьного округа базовой сельской школы. Основными компонентами такой системы являются:

- интегрированная база данных;

- подсистема кадрового обеспечения;

- подсистема методического обеспечения;

- подсистема ресурсного обеспечения;

- подсистема бухгалтерского учета;

- подсистема мониторинга;

- локальные подсистемы образовательных учреждений округа.

Структурная схема информационной системы школьного округа,

объединяющая перечисленные подсистемы, представлена на рис. 5.

Информационная система школьного округа БСШ

I

Интегрированная база данных

III; г

Подсистем« кадрового обеспечения

Подсистема методического обеспечения

Подсистема ресурсного обеспечения

Подсистема бухгалтерского учета

Подсистема мониторинга

1111 Г

Локальные подсистемы образовательных учреждений школьного округа

Рис. 5. Структурная схема информационной системы школьного округа БСШ

Эффективность разработанных моделей и алгоритмов управления подтверждена позитивной динамикой показателей одного из комплексов образовательных учреждений Воронежской области (рис. 6-8).

130 | " I' ° 15 < ■ 1

1—Рчя11

I - ■■Ж'- /Т^*,»**/'

1 о {»жщимдржшщ 2003Г 2004г 2005Г

Рис. 6. Количество победителей олимпиад

■ ♦ химия

— В—■биология

■ физика

2003 г. 2004 г. 2005 г.

Рис.7. Качество знаний по химии, физике, биологии в округе

Рис.8. Результаты сдачи ЕГЭ по математике в Хохольской СОШ

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. На основе инновационных изменений в системе общего образования в сельской местности исследована проблемная область и определены пути повышения эффективности управления комплексом образовательных учреждений.

2. Сформирована концептуальная модель распределённой системы кадрового обеспечения как основной составляющей концентрации ресурсов.

3. Построена модель методического обеспечения комплекса общеобразовательных учреждений с выделением специализирванной функции управления.

4. Предложена модель централизованной системы материально-технического обеспечения округа БСШ и определено множество альтернативных механизмов принятия управленческих решений.

5. Разработаны многоальтернативные оптимизационные модели распределённой и централизованной системы ресурсообеспечения комплекса учреждений, использующие результаты структуризации по показателям ресурсоэффективности.

6. Предложена процедура принятия управленческих решений на основе имитационного эксперимента с использованием многоальтернативных оптимизационных моделей ресурсоэффективности.

7. Разработана компьютерная система управления ресурсообеспечением школьного округа, основанная на использовании интегрированной базы данных и процедур многоальтернативной оптимизации.

8. Проведён анализ эффективности разработанных моделей, алгоритмов и механизмов управления в управленческой деятельности муниципальных систем образования Воронежской области и установлена положительная динамика в показателях достижений учащихся, инноваций образовательного процесса, уровня квалификации кадров, модернизации материально-технического обеспечения.

Результаты работы внедрены в учебный процесс кафедры «Системы автоматизированного проектирования и информационные системы» ВГТУ, в учебный процесс Воронежского Института Повышения Квалификации и Переподготовки Работников Образования, используются в управленческой деятельности муниципальных систем образования Воронежской области.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Львович Я.Е. Оптимизация управления комплексом общеобразовательных учреждений в сельской местности на основе централизованной системы ресурсообеспечения / Львович Я.Е., Н.В. Салогубова И Вестник Воронеж, гос. техн. ун-та. Сер. Проблемы качества подготовки специалистов. 2004. Вып. 6.4. С. 32-34.

2. Львович Я.Е. Оптимизация распределения ресурсов в рамках комплекса образовательных учреждений / Львович Я.Е., Н.В. Салогубова // Вестник Воронеж, гос. техн. ун-та. Сер. Проблемы качества подготовки специалистов.

2004. Вып. 6.4. С. 59-63.

Статьи и материалы конференций

3. Львович Я.Е. Имитационное моделирование интеграционных процессов в системе общего образования на основе многоальтернативной оптимизации / Львович Я.Е., Н.В. Салогубова // Моделирование систем и информационные технологии: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж, 2006. Вып. 3. С.10-14

4. Салогубова Н. В. Структурное моделирование информационного пространства комплекса образовательных учреждений, расположенных в сельской местности / Н.В. Салогубова // Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах: труды всерос. конф. Воронеж, 2005. С. 84-85.

5. Салогубова Н.В. Дистанционное обучение в округе базовой сельской школы как условие осуществления профильной подготовки / Н.В. Салогубова // Интеллектуальные информационные системы: труды всерос. конф. Воронеж,

2005. С. 360-363.

6. Салогубова Н.В. Информатизация комплекса образовательных учреждений в сельской местности как условие дальнейшего повышения качества обучения / Н.В. Салогубова // Управление в социальных и экономических системах: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВГТУ, 2005. С. 34-36.

7. Салогубова Н.В. Концептуальное моделирование кадрового обеспечения округа базовой школы / Н.В. Салогубова // Интеллектуальные информационные системы: труды всерос. конф. Воронеж, 2004. С. 232-245.

8. Салогубова Н.В. Структуризация управления методической работой в образовательном округе базовой школы / Н.В. Салогубова // Интеллектуальные информационные системы: труды всерос. конф. Воронеж, 2004. С. 222-225.

9. Салогубова Н.В. Моделирование централизованной системы материально-технического обеспечения школьного округа базовой школы / Н.В. Салогубова // Интеллектуальные информационные системы: труды всерос. конф. Воронеж, 2005. С. 390-393.

10. Салогубова Н.В. Разработка информационной системы управления школьным округом базовой сельской школы / Н.В. Салогубова // Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах: сб. науч. тр. Воронеж, 2006. С. 86-91.

Подписано в печать 22.09.2006. Формат 60x84/16. Бумага для множительных аппаратов. Усл.печ.л. 1,0. Тираж 90 экз. Заказ № 3 6 / .

ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет» 394026 Воронеж, Московский просп., 14

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ

УПРАВЛЕНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕМ СИСТЕМЫ ОБЩЕГО ОБРАЗОВАНИЯ В СЕЛЬСКОМ СОЦИУМЕ.

1.1. Современные подходы и модели развития системы общего образования в сельской местности.

1.2. Особенности управленческих задач и путей их решения в условиях активизации интеграционных процессов и информатизации в системе образования.

1.3. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. СТРУКТУРИЗАЦИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ

ИНТЕГРАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ.!.

2.1. Модель распределенной системы кадрового обеспечения.

2.2. Структуризация системы методического обеспечения комплекса общеобразовательных учреждений.

2.3. Моделирование централизованной системы материально - технического обеспечения школьного округа базовой сельской школы.

Выводы второй главы.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ОПТИМИЗАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ И ПРОЦЕДУР УПРАВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСОМ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ.

3.1. Многоальтернативная оптимизационная модель распределенной системы ресурсообеспечения.

3.2. Оптимизация централизованной системы ресурсообеспечения.

3.3. Процедура принятия управленческих решений на основе имитационной модели многоальтернативной оптимизации.

Выводы третьей главы.

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОПТИМИЗАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ПРИ УПРАВЛЕНИИ КОМПЛЕКСОМ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ.

4.1. Разработка компьютерной системы управления ресурсообеспечением школьного округа базовой сельской школы.

4.2.Реализация разработанной системы и оценка ее эффективности.

Выводы четвертой главы.

Актуальность темы.

Социально - экономические и социокультурные изменения в российском обществе потребовали от образовательной системы перехода в новое качественное состояние, связанное с подготовкой новых поколений российских граждан к жизнедеятельности в новых социально-экономических условиях. Развивающемуся обществу нужны современные, образованные, предприимчивые люди, которые могут самостоятельно принимать ответственные решения в ситуации выбора, отличающиеся мобильностью, динамизмом, конструктивностью, обладающие развитым чувством ответственности за судьбу страны. Поэтому главной целью общего образования на современном этапе является обеспечение современного качества образования на основе его фундаментальности и соответствия актуальным и перспективным потребностям личности, общества и государства.

Достижение этой цели требует рационального распределения ограниченных ресурсов. Особенно важно сформулировать механизмы интеграции и кооперации для общеобразовательных учреждений, расположенных в сельской местности. Именно в этих учреждениях уровень доступности качественного образования ниже, чем в городской местности. В то же время выделяемые ресурсы используются не эффективно. Подходы к повышению ресурсоэффективности основаны в основном на обобщении практического .опыта. Возможности теории управления социально-экономическими системами, моделирования и оптимизации в полной мере не используются для выбора рационального варианта ресурсообеспечения общего образования в сельском социуме.

Таким образом, актуальность темы исследования определяется необходимостью создания моделей и алгоритмов выработки управленческих решений оптимальной ресурсоэффективности интеграционных механизмов комплексирования общеобразовательных учреждений, основанных на опережающем использовании информационных технологий.

Работа выполнена в соответствии с областными целевыми программами: «Развитие образования» на 2001-2005 годы и 2006-2010 годы в рамках основного научного направления Воронежского Государственного Технического университета «Проблемно-ориентированные системы управления».

Цель и задачи исследования.

Целью диссертации является разработка комплекса структурных и оптимизационных моделей, алгоритмов принятия решений при управлении ресурсоэффективностью комплекса общеобразовательных учреждений в условиях развития интеграционных процессов и интенсификации •■< применения информационных технологий.

В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи: анализ современных подходов и моделей развития системы образования в сельской местности и определение на этой основе возможности повышения эффективности управления комплексом общеобразовательных учреждений;

- разработка структурных моделей интеграции основных видов ресурсного обеспечения при комплексировании общеобразовательных учреждений на основе базовой школы;

- формирование многоальтернативных оптимизационных моделей распределенной и централизованной системы ресурсообеспечения комплекса общеобразовательных учреждений;

- разработка процедуры принятия управленческих решений на основе имитационного эксперимента с использованием многоальтернативных оптимизационных моделей ресурсоэффективности;

- оценка эффективности разработанных моделей, алгоритмов на базе информационной системы комплекса общеобразовательных учреждений.

Методы исследования.

Для решения поставленных задач использовались основные положения и методы системного анализа, теории управления социальными и экономическими системами, математического моделирования, исследования операций оптимизации, теории вероятностей и математической статистики, экспертного оценивания.

Научная новизна работы. В диссертации получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной:

- структурные модели интеграции ресурсного обеспечения, позволяющие идентифицировать в процессе объединения совокупности компонентов кадрового, методического и материально-технического обеспечений в рамках комплекса общеобразовательных учреждений элементы выбора управленческих решений с учетом ведущей роли базовой школы;

- многоальтернативные оптимизационные модели ресурсообеспечения, отличающиеся математическими приемами формирования целевой функции и ограничений на множестве альтернативных переменных с учетом особенностей распределенной и централизованной систем распределения ресурсов и роли в ней ресурсопроводящей инфраструктуры базовой школы и школьного округа;

- процедура принятия решений по управлению ресурсоэффективностью комплекса, отличающаяся возможностью формирования множества перспективных вариантов на основе рандомизированного имитационного эксперимента с использованием многоальтернативных оптимизационных моделей и последующего группового экспертного оценивания при выборе рационального варианта; структура информационной системы управления комплексом общеобразовательных учреждений, обеспечивающая на основе интегрированной и структурированной базы данных школьного округа оптимальную реализацию заданий по ресурсному обеспечению от вышестоящего органа управления с использованием разработанных моделей и алгоритмов принятия управленческих решений как для базовой школы, так и для других учреждений округа.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

Разработанные оптимизационные модели и процедуры управления комплексом образовательных учреждений являются основой для развития математического обеспечения компьютерной системы управления ресурсообеспечением школьного округа базовой сельской школы. Прикладное значение работы связано с практической реализацией модели методического обеспечения комплекса общеобразовательных учреждений, модели распределенной системы кадрового обеспечения, модели централизованной системы материально-технического обеспечения и непосредственного применения на практике разработанной компьютерной системы управления ресурсообеспечением школьного округа базовой сельской школы.

Разработанные оптимизационные модели и процедуры управления комплексом образовательных учреждений внедрены в деятельность Воронежского областного института повышения, квалификации и переподготовки работников образования, используются в образовательном процессе Воронежского государственного технического университета, а также в управленческой деятельности муниципальных систем образования региона.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на: Всероссийской научной конференции «Интеллектуальные информационные системы» (Воронеж, 2004, 2005); III Всероссийской научно-технической конференции «Теория конфликта и её приложения» (Воронеж, 2004); международной научно-методической конференции «Инновационные технологии организации обучения в техническом ВУЗе» (Пенза, 2006), а также на ежегодных научно-практических конференциях ППС Воронежского государственного технического университета, Воронежского областного института повышения квалификации и переподготовки работников образования, конференциях Центра изучения образовательной политики Московской Высшей Школы социальных и экономических наук.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.

В работах, опубликованных в соавторстве и приведенных > в конце реферата, соискателем осуществлена разработка оптимизационных моделей управления и распределения ресурсов в рамках комплекса общеобразовательных учреждений и разработаны имитационные модели интеграционных процессов на основе многоальтернативной оптимизации [1-3].

Структура и объём работы.

Диссертация состоит из введения, четырёх глав с выводами и заключения. Материал диссертации изложен на 122 страницах, содержит список литературы из 99 наименований, 30 рисунков, 3 таблицы.

Выводы четвёртой главы.

1. Поскольку реализация оптимизационных моделей и алгоритмов выработки управленческих решений оптимальной ресурсоэффективности интеграционных механизмов комплексирования общеобразовательных учреждений основывается на применении информационных технологий, компьютерную систему управления ресурсообеспечением школьного округа базовой школы целесообразно построить на основе следующих компонентов:

- интеграционной базы данных;

- подсистемы кадрового обеспечения;

- подсистемы методического обеспечения;

- подсистемы ресурсного обеспечения;

- подсистемы бухгалтерского учёта;

- подсистемы мониторинга;

- локальных подсистем образовательных учреждений округа. Назначение многофункциональной информатизационной системы комплекса общеобразовательных учреждений состоит в оценке эффективности разработанных оптимизационных моделей и алгоритмов.

2. С целью оценки эффективности модели БСШ приемлемым является г анализ положительной динамики следующих показателей, характеризующих состояние образовательной системы всего комплекса учреждений:

- показатели достижений учащихся;

- показатели изменения образовательного процесса;

- показатели уровня квалификации педагогов;

- показатели материально-технического обеспечения образовательного процесса.

Положительная динамика всех показателей служит наглядным доказательством эффективности использования оптимизационных моделей в процессе реструктуризации системы общего образования в сельской местности.

1. Аванесова В. Н., Лухманов Н. Д., Канцебовская И. В. Социально-географические аспекты реструктуризации сети школ в сельской местности -М.: НПФ «Аделиз», 2001. - С. 135 - 147.

2. Андреев А. А., Солдатник В. И. Дистанционное обучение: Сущность, технология,организация.-М., 1999. -С. 15-16.

3. Апатова Н. В. Информационные технологии в школьном образовании. М., 1990.-С. 6-7.

4. Аткинсон Р., Бауэр Г., Кротерс Э. Введение в математическую теорию обучения. - М.: Мир, 1982. - С. 486.

5. Байденко В. И., Глазунов А. П., Зуев Б. М., Козырев В. И. Образование в России: современное состояние и пути обновления: Доклад Всемирному банку. М., 1995. -С. 19-21.

6. Баркалов С. А., Бабкин В. Ф., Щепкин А. В. Деловые имитационные игры в организации и управлении. М.: Изд-во АСВ. 2003. - С. 187 - 192.

7. Батищев Д. И. Методы оптимального проектирования. - М., 1981. - С. 1419.

8. Батищев Д. И., Львович Я. Е., Фролов В. И. Оптимизация в САПР: Учебник.Воронеж:Изд-воВГУ. 1997.-С. 416.

9. Блауаберг И.В., Юдин Э.Т. Становление и сущность системного подхода. -М., 1973.-С. 97-101.

10. Бондаревская Е.В., Пивненко П.П. Ценностно - смысловые ориентиры и стратегические направления развития сельской школы // Педагогика. - 2002. -№5. -С. 53-64.

11. П.Борисова Н. В. От традиционного через модульное к дистанционному образованию: Учебное пособие. - М., 1999. - С. 110-116.

12. Васильев В. В. Информационное обеспечение управления общеобразовательной школой. - Воронеж, 1990. - С. 4-8.

13. Гершунский Б. С. Компьютеризация в сфере образования: проблемы и песпективы. - М.: Педагогика. - 1987. - С. 264.

14. Глинский Б. А., Грязнов Б. С., Дынин Б. С., Никитин Е. П. Моделирование как метод научного исследования: Гносеологический анализ. -М., 1965.-С. 19-20.

15. Годник С. М. Становление профессиональной компетенции учителя. Учебное пособие Воронеж: ВГУ, - 2004. -С. 320-346.

16. Гражданский кодекс Российской Федерации. Принят Гос. Думой 30.11.1994. № 51 - ФЗ. - М., 1994. - С. 55.

17. Гурьянова М. П., Пальчикова Т. В. Кадры сельской школы России: - М.: Изд-во ИПСР РАО, 2003. - С. 176.

18. Гурьянова М. П., Орлов В. Б. Реструктуризация сети общеобразовательных учреждений села: Методические рекомендации. - М.: Изд-во ИПСР РАО, 2003. - С. 197.

19. Днепров Э. Д. Школьная реформа между «вчера» и «завтра». - М., 1998. -С. 16-19.

20. Донец А. М., Львович Я. Е., Фролов В. Н. Автоматизированный анализ и оптимизация конструкций и технологий РЭА. М.: Радио и связь, 1983.1. С. 104.

21. Изменение условий оплаты труда работников образовательных учреждений. Инструктивное письмо Минобразования России от 12.01.1993 г. № 10/32-Т

22. Информатизация системы образования. М.: НФПК,2005.-С.З-4.

23. Как поступить в ВУЗ сельским школьникам.// Народное образование,-2002-№4.-С. 12-13.

24. Каспржак А. Г., Иванова Л. Ф. Модернизация образовательного процесса в начальной, основной и старшей школе М.: Просвещение,2004.-С. 416.

25. Каспржак А. Г. Проблема выбора : Элективные курсы в школе. - М.: Новая школа, 2004. - С. 160.

26. Кемени Дж., Снелл Дж. Конечные цепи Маркова: Пер. с англ. Под ред. А. А.Юшкевича. М.: Наука, 1970. - С. 272.

27. Ковалёва Г. С., Красновский Э. А., Краснянская К. А. Изучение знаний и умений учащихся в рамках Международной Программы PISA. ИОСО РАО, 1999.-С. 76-80.

28. Концепция модернизации российского образования на период до 2010г. М., 2002.

29. Концепция профильного обучения на старшей ступени общего образования. М., 2002.

30. Концепция реструктуризации сети общеобразовательных учреждений, расположенных в сельской местности Российской федерации. М.,2001.

31. Краснощёков П. С., Петров А. А. Принципы построения моделей. - М., ФАЗИС. ВЦРАН, 2000. - С. 411.

32. Кузьмина К. Н. Провоторова А. А. Мониторинг процессов в сфере образования Новосибирска.//Мастеркласс. - № 2-3.- 1997.-С. 37-42.

33. Лебедев O.E. Управление образовательными системами: Учеб.-метод. пособие для ВУЗов.- М.: Литературное агентство «Университетская книга», 2004.-С. 13-20.

34. Львович Я. Е., Салогубова Н. В. Оптимизация распределения ресурсов в рамках комплекса образовательных учреждений.// Проблемы качества подготовки специалистов. Вестник ВГТУ. Выпуск 6.4. Воронеж, 2004. - С. 59-63.

35. Львович Я. Е. Региональные аспекты реформы образования: экономика, стратегия, 2004. - С. 8-10.

36. Марков М. Технология и эффективность социального управления. - М.: Прогресс, 1982.-С. 226.

37. Матрос Д. Ш. Информатизация общего среднего образования: научно-методическое пособие.- М.: педагогическое общество России, 2004. - С. 384.

38. Моделирование систем и информационные технологии. Межвуз. сб. науч. тр. Вып. 3. Воронеж, 2006. - С. 10-14.

39. Мозгарёв Л. В., Савинков Ю. А. Модель муниципальной методической службы - Воронеж, 1999. - С. 32-33.

40. Норкин А. Чувашская республика: реструктуризация «сверху» и «снизу».//

41. Школьное обозрение. - 2001. - № 6. - С. 6.

42. Организация деятельности базовой сельской школы Воронежской области: Методические рекомендации. - Воронеж, 2003. - С. 15-16.

43. О реструктуризации сети общеобразовательных учреждений, расположенных в сельской местности. Методические' рекомендации для' подготовки и проведению эксперимента. М.: АПКИПРО, 2002. - С. 65-60.

44. Остапенко А., Скопин А.Ю. Пути реализации концепции профильного обучения в сельской школе//Сельская школа, № 4,2003, с. 18-25.

45. Поляков С. Проблемы сельского образования и возможные пути их решения //Школьное обозрение. - 2001. - №6. - С. 2.

46. Поляков С. Самарская область: правые начинают и выигрывают //Школьное обозрение. - 2001. - №6. - С. 14.

47. Полат Е. С. Дистанционное обучение: Учебное пособие - М., 1998. - С. 203-207.» 51. Поташник Н. Н., Лазарев В. С. Управление развитием школы. - М., 1995.-С. 145-147.

48. Поташник Н. Н. Профессиональные объединения педагогов. - М., 2002. -С. 78-81.

49. Подрез Л. И. Организация методической работы в школе в условиях адаптивной системы обучения // Завуч. - 2004. - № 6. - С. 107-114.

50. Попечительский совет - общественная форма управления образовательным учреждением // Народное образование. - 2001. - № 10. - С. 14.

51. Порядок аттестации педагогических и руководящих работников образовательных учреждений Воронежской области: Методические рекомендации. - Воронеж, 2001. - С. 71.

52. Программно-целевой подход к управлению образованием Воронежской области. - Воронеж, 2002. - С. 45.

53. Разбивная Г. Карелия: Новая структура сельского образования // Школьное обозрение. - 2001. - №6. - С. 10.

54. Реструктуризация сети сельских общеобразовательных школ: документ надежды или. памятник исчезнувшим деревням.// Народное образование. -2002.-№10.-С. 19.

55. Реморенко И. М. Модернизация сельского образования // Справочник руководителя сельской школы. 2005. - №1. - С. 7.

56. Роберт И. В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; перспективы использования. М.: 2003. - С. 190207.

57. Рогачёв С. А. Сельская малочисленная школа: перспективы развития. -Воронеж, 1998. - С. 32-34.

58. Савинков Ю. А. Функционально-ориентированная модель повышения квалификации многопрофильных педагогов. - Воронеж, 2000. - С. 89.

59. Салогубова Н. В. Моделирование централизованной системы материально-технического обеспечения школьного округа базовой школы. // Интеллектуальные информационные системы: Труды Всерос. конф. Воронеж 2005. с. 390-393.

60. Салогубова К В. Информатизация комплекса образовательных учреждений в сельской местности как условие дальнейшего повышения качества обучения. // Управление в социальных и экономических системах: Межвуз. сб. науч. Тр. Воронеж: ВГТУ, 2005. с. 34-36.

61. Салогубова Н. В. Дистанционное обучение в округе базовой сельской школы как условие осуществления профильной подготовки // Интеллектуальные информационные системы: Труды Всерос. конф. Воронеж,2005. с. 360-363.

62. Салогубова Н. В. Структуризация управления методической работой в образовательном округе базовой школы. // Интеллектуальные информационные системы: Труды Всерос. конф. Воронеж: ВГТУ, 2004. с. 222-225.

63. Салогубова Н. В. Разработка информационной системы управления школьным округом базовой сельской школы. // Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах: Сб. науч. тр.: Воронеж, 2006. с. 86-91.

64. Сельская малочисленная школа: настоящее и будущее - Воронеж, 2000. -, С. 24.

65. Сельская школа: модель ассоциации образовательных учреждений. Методические рекомендации по внедрению модели ассоциации образовательных учреждений в региональные образовательные системы. -М., 2004.-С. 34-61.

66. Сельская школа: ресурсы развития. Методическое пособие по разработке проектов развития сельской школы/ Под ред. O.E. Лебедева. - М.: Российская политическая энциклопедия, 2003.- С. 141.

67. Сельская школа: модель ресурсного центра. Методические рекомендации по внедрению модели ресурсного центра в региональные образовательные системы. - М., 2004. - С. 79.

68. Сельская школа: закрыть нельзя, помиловать. Материалы круглого стола. Сельская школа: проблемы и перспективы развития в МОРФ// Школьное обозрение. - 2001. - № 6. - С.46.

69. Ситник А. П. Внутришкольная методическая работа в современных условиях. - М., 1993. - С. 49-52.

70. Соболь И.М. Численные методы Монте-Карло. М.: Наука, 1973. - С. 312

71. Социологический портрет сельской школы и сельского школьника. // Школьное обозрение. - 2001. - №6. - С.55.

72. Черноусова Ф. П. Организация методической работы в школе // Завуч. -2004.- №7.-С. 103-129.

73. Шакуров P. X. Социально-психологические основы управления: руководитель и педагогический коллектив. - М.: Просвещение, 1990. - С. 208.

74. Шайдурова Л. С. Внутришкольный мониторинг - инструмент управления качеством образования. // Завуч. - 1998. - №. 6. - С. 36 - 48.

75. Ширяева В. Школьный попечительский совет: варианты создания и функционирования// Директор школы. - 2003. - №5. - С. 6.

76. Шишов С. Е., Кольней В.А. Мониторинг качества образования в школе. // Завуч. - 1998. - № 6. - С. 36-47.

77. Юдин Д.Б., Юдин А. Д. Экстремальные модели в экономике. М.: Экономика, 1979. - С. 288.

78. Якобсон Л. И. Экономические методы управления в социально-культурной сфере. М.: Экономика, 1991. - С. 29-34.

79. Яковлева И. Ученическое самоуправление в воспитательной системе школы. Изд-во «Учитель», 2004. - С. 17-28.

80. Якушева К. В. Методические рекомендации по расчёту нормативов I бюджетов финансирования образовательных учреждений. М.: Новая школа,1995. С. 59-62.

81. CES Small Schools Project <http:www. essentialschools.org>

82. Conference Proceedings. March 22-23,2002. Houston, Texas. <http: www.nwrel.org>

83. Contact JDL today for assistance in the following areas: strategy; Network Management, training and Professional Development <http:www.avalonvi Hagt.com>

84. Knowledge and skills for life. First results from PISA 2000. OECD, 2001.

85. Knowledge and skills for life. First results from PISA 2000. Executive summery. OECD, 2001.

86. Measuring student knowledge and skills. A new Framework for Assessment. OECD, 1999.

87. Raven S. Managing Educftion For Effective Schooling: The most important problem is to come to terms with values./ New York.; 1994.

88. Raven John. Competence in modern. Society its Identification, Development and Release. London H. K. Lewisr & Co. Ltd? 1984

89. Spencer L. M. and Spencer S.M. Competerce at Work. New York: Wiley, iJ 1993.

90. The multicrade classroom: a resource handbook for small, Rural schools. Book 4: Instructional organization, curriculum, and Evaluation.* <http:www./worldbank.org/depweb/english/about.html>>¡ *

91. Утверждаю Ректор ВОИПК и ПРО д.ф.-м.ь1. АКТ1. ТТТЖТ»о внедрении результатов НИР в учешши^тюДеср

92. Указанные результаты используются в лекциях и практических занятиях курсов повышения квалификации директоров и заместителей директоров общеобразовательных учреждений Воронежской области, а также при организации семинаров на базе Хохольской СОШ.

93. Первый проректор ВОИПК и ПРО,д.п.н., профессор1. Л.А. Обухова2006г.1. АКТо внедрении результатов диссертационной работы Сологубовой Н В. в учебный процесс ВГТУ по специальности. 230201 - «Информационные системы и технологии»

94. Протокол № /^заседания кафедры САПРИС от » 2006 г.1. Зав. кафедрой САПРИС" ¿Г" г.1. Нач. учебно-методическогоуправленияп/3" 2006 г.