автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Организационное обеспечение систем информационной поддержки обучающего комплекса при формировании учебных ресурсов

Введение.

1. Основные задачи управления учебными ресурсами образовательного комплекса крупного региона.

1.1 Состояние и направления совершенствования управления образовательным процессом в городе

1.2 Система высшего профессионального образования

- как объект с управляемой саморегуляцией.

1.3 Организационные аспекты реструктуризации обучающей системы.

1.4 Структурный анализ обучающей системы и качество транспортного образования.

Основные результаты.

2. Формализация организационных процессов формирования учебных ресурсов

2.1 Системный анализ формирования учебных ресурсов.

2.2 Математическая модель формирования учебных ресурсов./.

2.3 Формализация описания учебных ресурсов.

2.4 Концептуальная модель соответствия «учебных ресурсов» и «специалистов».

Основные результаты.

3. Математическое описание учебной мобильности.

3 .1 Сетевые модели учебной мобильности.

3.2 Системное моделирование учебных ресурсов города.

3.3 Построение математических моделей управления учебными ресурсами.

Основные результаты.

4. Информационное обеспечение обучающей системы при формировании учебных ресурсов.

4.1 Принципы организации системы средств массовых коммуникаций при создании учебных ресурсов.

4.2 Коммуникационная модель формирования учебных ресурсов.

4.3 Модель обобщенной информационно - образовательной среды для довузовского обучения.

4.4 Создание информационного поля при формировании учебных ресурсов для СПГУВК.

4.5 Организационное формирование учебных ресурсов.

Основные результаты.

Высшая школа России относится к числу самых крупных образовательных систем мира. В ней задействовано в общей сложности десятки миллионов обучающихся, педагогических кадров и учебно - вспомогательного персонала. Она требует для целей обучения больших учебных ресурсов и для целей преподавания значительное число специалистов высшей квалификации. Поскольку образовательная система по характеристикам системной квалификации относится к классу динамических, развивающихся, самоорганизующихся и саморазвивающихся больших и сложных систем с полииерархической структурой , то для организации ее функционирования на высоком качественном уровне необходимо создавать эффективный управляющий комплекс, обеспечивающий систему избыточным входным учебным ресурсом и выходом квалифицированных специалистов.

Кардинальные изменения, произошедшие в России за последние годы в системе экономических отношений, естественно, не могло не коснуться такой важной сферы, как профессиональное образование. В силу ряда причин кризисные явления, присущие всем сферам российской экономики, носят в системе образования затяжной, а в ряде случаев необратимый характер.

Среди проблем в организации высшего образования в современных условиях можно отметить следующие:

- неблагоприятная инвестиционная ситуация, связанная с недостаточным бюджетным финансированием, а также с низкой платежеспособностью населения и отсутствием или неразвитостью других источников инвестирования в образование;

- проблемы, вызванные появлением негосударственного сектора образовательной системы, недостаточно ответственная кадровая политика негосударственных учебных заведений и другие элементы их деятельности;

- неразвитость и низкий статус органов оценки и прогнозирования потребностей общества в подготовке специалистов;

- структура- качество и менталитет профессорско-преподавательских кадров и управленческого персонала в системе профессионального образования;

- низкий уровень материального обеспечения преподавателей, другого персонала образовательных учреждений, а также - обучаемых, что создает дополнительные сложности в достижении целей образования;

- порядок установления и подтверждения качества образовательных услуг, недостачи стандартов специальностей и направлений подготовки специалистов;

- проблемы признания отечественного образования за рубежом и др. Все это привело к тому, что потенциал образовательной системы не соответствует складывающейся социально - экономической обстановке и не обеспечивает возможностей развития страны на перспективу.

Перечисленные проблемы выдвигают на первый план такие ранее высказанные свойства образовательных систем как самоорганизация и способность саморазвития в условиях конкурентоспособности, неопределенности и конфликтности. При этоМ каждая образовательная система должна достойно выглядеть на рынке образования, занять свое место на рынке образователь-ских услуг, организовать формирование, использование и распределение учебных ресурсов для своих целей.

Этим должно заниматься специально выделенное в обучающей системе подразделение, которое определено как подсистема довузовского образования. Довузовское образование в виду своей важности выделено организационно в отдельный факультет и представляет собой промежуточное звено между разнообразным средним образованием и вузом. Следует отметить, что круг задач системы довузовского образования помимо осуществления подготовки к экзаменам, должен включать в себя и реализацию профессионально -ориентационной подготовки учебных ресурсов. Особая важность осуществления профорйентационйой деятельности вызвана появлением, в связи с переходом к рыночной экономике, большого количества новых профессий, не имеющих корней в профессиональной среде российского общества.

В связи с этим для обучающей системы является важным бать готовым организационно и методически к созданию управляющих структур, которые бы обеспечивали информационную поддержку системы при формировании учебных ресурсов.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка организационных положений, их системное представление и формализация, для информационного обеспечения управляющей системы обучающего комплекса при формировании учебных ресурсов.

Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих задач:

- анализ развития обучающих систем и моделей формирования и использования учебных ресурсов;

- системный анализ формирования учебных ресурсов и построение моделей информационной системы принятия решений;

- построение математической модели, учитывающей изменение структуры и объем движения учебных ресурсов;

- описание с помощью логических моделей соотношения между всеми классами, формирующими пространство учебных ресурсов;

- формализованное описание динамики учебных ресурсов (в условиях мобильности) и обоснование процедуры системного моделирования учебных ресурсов города;

- получение модели информационно - образовательной среды довузовского образования с целью формирования учебных ресурсов для СПГУВК;

- создание организационной структуры информационного воздействия на учебные ресурсы для обеспечения ими университета.

Предметом исследования является организационные вопросы и приемы информационной поддержки управления формированием учебных ресурсов системой довузовского образования.

Объектом исследования являются учебные ресурсы, формируемые системой довузовского образования.

Методы исследования. Методической основой и общей формальной базой диссертационного исследования служат принципы системного анализа, дискретной математики, системного моделирования структур систем. Используются методы теории алгебры логики, теории графов, теории информационных систем и др.

Исследования опираются на материалы Министерства высшего и профессионального образования, Министерства транспорта России, Санкт - Петербургского университета водных коммуникаций, специальную математическую и техническую литературу.

Научная новизна, полученных в диссертации результатов заключается в следующем:

1. Получена структурная модель многоканальной информационной системы принятия решений и обеспечения учебными ресурсами обучающего комплекса на основе проведенного системного анализа формирования учебных ресурсов.

2. Предложена математическая модель формирования учебных ресурсов, основанная на мультисети переходов и учитывающая объем движения учебных ресурсов.

3. Дано формализованное описание учебных ресурсов в виде множества логических моделей, характеризующих соотношения между перечисленными классами,

4. Описана динамика учебных ресурсов (учебная мобильность) с помощью сетевых, логических и автоматных моделей.

5. Предложена процедура моделирования учебных ресурсов и обобщенная модель информационно - образовательной среды вуза.

Практическая ценность. В результате исследования создано информационное поле вуза при формировании своих учебных ресурсов системой довузовского обучения. Кроме того, скомпонована организационная структура информационного воздействия на учебные ресурсы с введением обратной связи. Выполнено формирование структур организующих формирование ресурсов для СПГУВК.

Полученные результаты доведены до методических указаний, рекомендаций, принятых решений и организационных структур и вузовских положений.

Реализация работы. Основные результаты работы получены в рамках вузовской программы СПГУВК по реформированию деятельности университета в новых условиях, а разработанные методические положения и рекомендации по созданию организационных структур нашли свое внедрение, что подтверждается соответствующим актом.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих научно - технических конференциях и семинарах: ч

- Международной научно - технической конференции «ТРАНСКОМ -99» (октябрь, 1999, г. Санкт-Петербург);

- Юбилейной научно - технической конференции, посвященной 190 -летию транспортного образования в России (декабрь, 1999, г. Санкт - Петербург, СПГУВК);

- постоянные семинары «Контроль и диагностика транспортных систем» (СПГУВК, 1998 - 2000 гг.).

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 4 - х печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованной литературы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Предложена обобщенная модель информационной образовательной среды (ИОС) довузовского обучения (ДО), представляющая собой проект подготовительного центра ДО, содержащая ядро ИОС, а также структуру банка знаний для учебных ресурсов, и составлен общий алгоритм администрирования в системе довузовского обучения.

2. Создано применительно СПГУВК информационное поле вуза при формировании своих учебных ресурсов, поддерживаемое двумя отделами: отделом профориентации, работающим непосредственно со средними и другими образовательными учреждениями, и отделом маркетинга и рекламы, работающим со средствами массовой информации и близкими к ним организациями.

3. Скомпонована организационная структура информационного воздействия на учебные ресурсы в дни открытых дверей с введением обратной связи и определением сфер влияния СПГУВК, а также организацией служб: маркетинговой, рекламной, информационной и психологической.

4. Выполнено организационное формирование учебных ресурсов для подразделения факультета довузовского образования на базе разнообразных подготовительных курсов, а также разработаны формы и сроки обучения на этих курсах и показаны пути формирования учебных ресурсов для вечерне -заочного обучения СПГУВК.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Необходимым условием прогресса общества в современных экономических условиях является трансформация и развитие образовательного процесса в обучающих системах. Введение новых методик обучения, широкое использование персональной вычислительной техники, развитие довузовского образования требует осуществления формализованного описания и построения разнообразных моделей, начиная от концептуальных, математических, информационных и кончая структурными и организационными, решающими задачу формирования, использования, распределения и перераспределения учебных ресурсов.

Эти модели необходимы для обоснованной поддержки стратегических и тактических решений различных образовательских задач. К таким задачам относятся: оптимизация учебных планов, профессиональный отбор, распределение по специальностям, оценка эффективности образовательного процесса и, в конечном итоге, управление качеством подготовки специалистов.

Таким образом, разработанные в ходе исследования модели формирования учебных ресурсов интегрированы в деятельности не только целого факультета довузовского образования, но и подготовки учебных ресурсов для всего СПГУВК.

В результате выполненной научно - исследовательской работы были получены следующие научные результаты, не лишенные новизны:

1. Обобщенно представлено место обучающих систем в административно -экономической системе и в области учебных ресурсов. При этом проанализирована наиболее вероятная модель развития обучающих систем как модель с управляемой саморегуляцией с множеством сегментов использования учебных ресурсов, а также выделены организационные аспекты реструктуризации обучающей системы. Кроме того, показан путь структурного анализа обучающей системы и оценки качества транспортного образования.

2. Осуществлен системный анализ формирования учебных ресурсов, в результате чего получена структурная модель многоканальной информационной системы принятия решений и обеспечения учебными ресурсами обучающего комплекса, позволяющие сохранить или изменить балансовое соотношение между спросом на обучающихся и имеющимися учебными ресурсами.

3. Предложена математическая модель, описывающая формирование учебных ресурсов, использующая понятие мультисети перехода индивида из одной группы в другую и учитывающая объем движения учебных ресурсов. Модель и вводимые ограничения представляют собой модель планирования изменения структуры учебных ресурсов и определяют выбор средств управления. При этом сформулированы типы решаемых задач с помощью предложенной модели и введенных ограничениях.

4. Дано формализованное описание учебных ресурсов в виде множества логических моделей, характеризующих соотношения между всеми возможными восемнадцатью перечисленными классами, формирующими пространство учебных ресурсов (начиная от класса «население» и кончая классами «учебные ресурсы» и «специалисты»). Введена концептуальная модель соответствия понятий «учебных ресурсов» и «специалистов», а также между различными классами населения на основе логических структур соответствия между этими классами.

5. Для оценивания и описания учебных ресурсов в динамике (в условиях мобильности) введены три вида моделей учебной мобильности: сетевые, логические и автоматные. При этом сетевые модели представляют собой графовое представление перемещения учебных ресурсов из одного класса в другой; логические модели для описания временной последовательности работы каналов перемещения учебных ресурсов используют конъюнктив-но - временную последовательность символов; автоматные Модели описывают канал мобильности входными, выходными символами и символами внутреннего состояния автомата.

6. Предложена процедура системного моделирования учебных ресурсов города, включающая в себя:

- подсистему резерва обучающегося населения;

- схему распределения массива обучающегося населения;

- схему имитации динамики системы учебных ресурсов города.

Изложена общая структурная схема построения математической модели управления учебными ресурсами.

7. Предложена обобщенная модель информационной образовательной среды (ИОС) довузовского обучения (ДО), представляющая собой проект подготовительного центра ДО, содержащая ядро ИОС, а также структуру банка знаний для учебных ресурсов, и составлен общий алгоритм администрирования в системе довузовского обучения. Создано применительно для СПГУВК информационное поле вуза при формировании своих учебных ресурсов, поддерживаемое двумя отделами: отделом профориентации и отделом маркетинга и рекламы.

8. Скомпонована организационная структура информационного воздействия на учебные ресурсы с введением обратной связи и определением сфер влияния СПГУВК, а также организацией служб: маркетинговой, рекламной, профориентационной и психологической.

9. Выполнено организационное формирование учебных ресурсов для подразделения факультета довузовского образования на базе разнообразных подготовительных курсов, а также разработаны формы и сроки обучения на этих курсах и показаны пути формирования учебных ресурсов для вечерне-заочного обучения СПГУВК.

1. ; Ладенко И. С. Логические методы построения математических моделей (опыт формализации в системном анализе воспроизводства трудовых ресурсов) Новосибирск: Наука,1980. - 192 с.

2. Субетто А.И. Системологические основы образовательных систем. -М.: Исследовательский центр качества подготовки специалистов, 1992 г., т. 1,2.

3. Проблемы информатизации высшей школы. Дистанционное образование. Бюллетень 3' 1995.

4. Курмышев Н. В., Постельник Д. Я. Язык описания сценария в автоматизированных системах обучения. Тез. докл. Международной конференции «Математика: альтернативные системы образования и обучения». Новгород, 19-25 июня 1994 г.

5. Нежурина М. И. Методические, организационные и технологические основы дистанционного обучения, ч.1. Изд во Центра оперативной полиграфии МИЭМ, 1998. - 36 с.

6. Берталанер Л. фон. Общая теория систем: практический обзор. В кн. Исследование по общей теории систем. М.: Наука, 1969, с. 23 -82.

7. Жуков Р. Ф., Степанова С. В. Организация деятельности центров довузовского образования // Довузовское образование на современном этапе: Сб. научн. трудов. СПб: СПбГИЭА, 1998.

8. Алексеев М. Б., Царев В. В., Рановщик Л. С. Экономика, организация и планирование деятельности образовательных учреждений на основе многокритериального подхода. СПб: Нестор, 1999.14/Тлушков В. М. Синтез цифровых автоматов. М.: Наука, 1962.

9. Горский Д. П. Логика. М.: Наука, 1963.

10. Спицнадель В. Н. Основы системного анализа: Учебное пособие. СПб: СПбГТУ, 1998.

11. Владимиров В. Г. Государственный вуз в рыночной экономике // Высшее образование в России. № 4, 1997. с. 31 47.

12. Субетто А. И., Чекмарев В. В. Мониторинг источников формирования содержания высшего образования. М. Кострома, 1996. .)Джини К. Логика в статистике. М.: Наука, 1973.

13. Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. М.: 1994.

14. Карлссон Г. Социальные модели, исследования в области социологической теории. В кн. Математические методы с современной буржуазной социологии. М.: Наука, 1966, с. 21 - 145.

15. Кемени Дж., Снелл Дж., Томпсон Дж. введение в конечную математику. М.: Наука, 1963.

16. Хаген Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным системам. М., 1991.

17. Дятлов С. А. Информационная модель трансформации экономических систем. -СПб: СПУЭиФ, 1995.

18. Алексеева М. Б. Системный анализ проблем развития профессионального образования XXI века // Вестник Международной Академии. СПб: МАИСУ, 1998. №3, с. 3 - 11.

19. Чекмарев В. В. Экономические проблемы схемы образования: Монография. Под общ. ред. М. И. Скаржинского. Кострома: Изд - во МГПИ. 1996, ч. 1 - 2.

20. Дятлов С. А. Экономика образования в условиях переходного периода. СПб: СПУЭиФ, 1995.

21. Волкова М. М., Степанова Е. В. Особенности организации непрерывного профессионального образования // Довузовское образование на современном этапе: Сб. научн. трудов. СПб: СПбГИЭА, 1998.

22. Молотков Ю. И. Система управления средним специальным учебным заведением. Новосибирск: Наука, 1989. 182 с.

23. Шурунов А. Н. Информационно технологическая модель управления учебными процессами на основе рейтингов // VI Санкт - Петербургская Международная конференция «Региональная информатика - 98» (июнь, 1998 г., Санкт - Петербург). Тезисы докладов, ч 3.

24. Данчул А. Н., Лазарев В. Н. Принципы автоматизации организационного управления учебным процессом // Информационные технологии в государственной службе. Сб. научн. трудов, вып. 3. М: Изд-во РАГС, 1999.

25. Ждамиров В. И. Обоснование задачи оптимизации управления качеством обучения в УЗ МВД // Высокие технологии в технике, медицине и- образовании: Межвуз. сб. трудов. Воронеж: ВГТУ, 1999, ч.1, с. 174- 178.

26. Жожинов А. В. Проблемы информационного наполнения и практического использования университетских компьютерных сетей. В сб. «Телем:атика - 95». Тез. докл. Всероссийской НМК. - СПб: 1995, с. 128- 129.

27. Г38. Юрасов В. Г. Синтез развивающихся компьютерных систем вуза на основе прогностических моделей. Воронеж: ВГТУ, 1999. 126 с.

28. Пойа Д. Математика и правдоподобные рассуждения. М.: Наука, 1957.

29. Опыт автоматизированной обработки информационных ресурсов/Григорьева Л. И, Львович Я. Е., Филонов Н. Г., Юрасов В. Г. // Информационные ресурсы России, № 45. М., 1996. с. 30-33.

30. Иванова Е.Г., Ефремов В.П. Системный анализ воспроизводства учебных ресурсов. Тезисы доклада НМК, посвященной 190-летию транспортного образования, ч.П. СПб: СПГУВК, 1999.с.107-108.

31. Иванова Е.Г., Зубков Н.М. Оптимизация сетевой информационной архитектуры распределенной научно-образовательной системы. Тезисы доклада международной НТК "ТРАНСКОМ-99". СПб:1. СПГУВК, 1999.C.256-257.

32. Алексеев М.А., Иванова Е.Г., Малышев В.В. Структура информационной сети обучающей системы. Сборник научных трудов под.ред.проф.А.С. Бутова. СПб: Российская Академия Транспорта, 2000.С.179-187.

33. Голинев C.B., Иванова Е.Г., Солдатов A.A. Системный анализ обеспечения обучающих комплексов ресурсами. Сборник научных трудов под ред.проф.А.С. Бутова. СПб: Российская Академия Транспорта, 2000.С. 131-145.

34. Тода М., Шуфорд Э. X. (мл.) Логика систем: введение в формальную теорию структуры. В кн. Исследования по общей теории систем. М.: Наука, 1969, с. 320 - 383.

35. Черчмен У., Акофф Р., Арноф J1. Введение в исследование операций. М. : Наука, 1968.

36. Синяева И.М. Паблик рилейшнз в коммерческой деятельности. М. ИЗд; Объединение "ЮНИТИ", 1998.

37. Гермоченова Л.Ю. Эффективная реклама в России. Практика и рекомендации. М.: "Рус партнер ЛТ" 1994.

38. Музыкант В.Л. Теория и практика современной рекламы. М.: компания "Евразийский регион" 1998.

39. Сэм Блэк. Паблик Рилейшнз. Что это такое ? М.: Модино пресс, Новости, АСЭС-Москва, 1990.

40. Федотова Л.Н. Реклама в опросах общественного мнения. ВЦИОМ, 1994.

41. Довузовское образование. Проблемы и перспективы взаимодействия вузов Санкт-Петербурга с регионами Северо-Запада и Крайнего Севера России. Доклады и тезисы. Первой межрегиональной научно-практической конференции Санкт-Петербурга. 17-19 марта 1998г.

42. Дистантное обучение. Проблемы и перспективы взаимодействиявузов Санкт-Петербурга с регионами России. Материалы второй межрегиональной научно-практической конференции. Санкт-Петербурга. 15-18 марта 1999г.

43. Довузовское образование проблемы и перспективы развития. Материалы II международной научной конференции по проблемам довузовского образования и подготовки абитуриентов. Сочи 11-16 октября 1998. М.: "Уникум-центр" 1998.

44. Шрайберг Я.Л. Экспериментальная оценка чувствительности характеристик открытых сетевых стохастических структур при вариациях исходных данных и ограничений //Теория телетрафика в системах информатики: Сб.ст.-М.: Наука, 1989.-С.87-95.

45. Shraiberg Y.L. The State of Library Automation in Russia// Microcomputers for Inform. Management.-1993.-Vol. 10? №4/-P.293-310.

46. Zemskov A.I., Shraiberg Y.L. The Electronic Depositary of Full-Text Grey Literature Documents// IFLA 93. Poster session, 1993.-5P.

47. Shraiberg Y.L. Automated Online All-Russian Union Catalog of Sci-Tech Publications: Universal Availability of the Distributed Collection of Primary Sources // INSPEL: Intern. J. of Special Libr.-1994.-Vol.28, №2.-P.274-281.

48. Шрайберг Я.Л. Компьютеризация в библиотеке: как надо как не надо // Библиотеки и ассоциации в меняющемся мире: новые технологии и новые формы сотрудничества: Материалы конф.-М., 1997.-Т.1.-С. 160-161.

49. Архипова Н.И., Чанхиева Ф.Ю. Организация и направления развития архивного дела в современных условиях // Пятая международная конференция "Управление безопасностью сложных систем": Тезисы докладов. М., 1998.С.102-104.

50. Архипова Н.И., Кульба В.В., Косяченко С.А., Чанхиева Ф.Ю., Шелков А.Б. Введение в системы организационного управления. М.: Приор. 1998- 446 с.

51. Архипова Н.И., Курочкин Е.П., Чанхиева Ф.Ю. Компьютерное моделирование в университетском образовании // Российско-французская конференция "Управление высшим образованием": Тезисы докладов. М., 1994.С.56-57.

52. Зайцева A.B., Новицкий Л.П., Грибкова В.А. Разработка и применение автоматизированных обучающих систем на базе ЭВМ.-Рига: Зинатне, 1989.-174с.

53. Колмогоров А.Н., Драгалин А.Г. Введение в математическую логику.-М.: Изд-во МГУ, 1982.

54. Любанов Ю.И. Операционная среда преподавателей и студентов // Использование компьютерных технологий в обучении.- Киев: Ин-т кибернетики АН Украина, 1990.

55. Пугачев B.C., Латышов В.Л. Введение в терминологическую базу компьютерной технологии обучения: Учеб.пособие.- М.: изд-во МАИ, 1993.

56. Савинков Ю.А. Оптимизация процесса управления системой образования области. Воронеж: ВГУ, 1993.

57. Снапелев Ю.М., Старосельский В.А. Моделирование и управление в сложных системах,- М.: Радио и связь, 1974.-264с.

58. Толызина Н.Ф. Методика составления обучающих программ. М.: изд-во ТГУ, 1980.

59. Федянин В.И. Метод оптимального принятия решений при управлении процессами автоматизированного обучения // Высокие технологии в технике, медицине и образовании: Межвуз. сб. науч.тр. -Воронеж: ВТГУ, 1998.1У1

60. Швец В., Бурляев В., Ралеев Н. Экспертно-обучающие системы // Высшее образование в России.-1997. № 2.

61. Allen W., Rosental D., Fiduk К. The MCC CAD Framework. Methodology managment System.- Proceeding of 28th ACM/IEEE Design Automation Conference, June, 1991. P. 694-698.

62. Schukarenw A. Uber die energetischen Grundlagen des Gesetzes von Weber Fechner und der Dynamik des Gedächtnisses // Ann. Naturphilos. 1997.-# 6.

63. Toumazou C., Makris C. A., Berrach C.M. ISAID A methodology for automated analong 1С design. Proc. Int. Symp. On CAS. - New Orleans, USA, 1990.-P. 531-535/