Модели планирования учебной деятельности вуза в условиях рынка

Задачами применения вычислительной техники для информатизации учебного процесса в вузах, а также задачами автоматизации управления деятельностью вуза, как частично так и комплексно, занимаются практически все вузы, начиная с 60-х годов. Постановка и разработка задач базировалась на имеющейся в распоряжении вычислительной технике, а также существующих операционных системах и языках программирования. Участки для автоматизации деятельности и формы представления выходных документов выбирались с учётом специфики работы конкретного вуза.

В условиях плановой социалистической экономики со стороны государства делались неоднократные попытки унифицировать существующие АСУ высшей школы, предложить типовые подсистемы, сделать их совместимыми, основываясь на однотипном аппаратном и программном обеспечении. Наиболее широкое распространение в 80-х годах получила система, разработанная НИИ ВШ на базе АСОД «Марс», ориентированная на работу с семейством ЕС ЭВМ. Однако бурное развитие вычислительной техники, особенно персональных ЭВМ, предоставило ряд качественно новых 4 возможностей для информатизации учебного процесса и создания АСУ вуза.

Преобразования последних лет в общественной жизни страны затронули и сферу высшего образования. В условиях недостаточного государственного финансирования вузов и расширения рыночных отношений на сферу образования перед вузами возникла задача «выживания» и закрепления на рынке образовательных услуг.

Экономические отношения, складывающиеся как в сфере образования, так и в её взаимодействии с другими областями социально-экономической деятельности общества, поставили перед руководством вузов ряд новых проблем по обеспечению его функционирования. Сфера образования перестала быть полностью планируемой и финансируемой только государством. Она рассматривается как часть национального хозяйства, функционирующая по общим экономическим законам. Продуктом основной деятельности вузов являются образовательные услуги, обеспечивающие одно из социально значимых общественных благ. Свойства общественного блага [53] определяют необходимость и возможность взаимодействия рыночных и нерыночных механизмов регулирования производства образовательных услуг. Рыночный механизм исключает возможность для посторонних лиц извлекать пользу и выгоду иЗ внешнего эффекта образования, не оплачивая его. Долгосрочный же характер и огромная масштабность внешнего эффекта образования приводит к необходимости государственного вмешательства и регулирования образовательного процесса. Государственное регулирование образовательного пространства обеспечивается государственными образовательными стандартами (ГОС), а также системой лицензирования, аттестации и аккредитации вузов.

В этих условиях руководство вуза вынуждено выбирать экономическую стратегию и оптимизировать принимаемые решения с учётом имеющегося ресурсного обеспечения. Большинство решений принимается в условиях высокого уровня неопределённости, который увеличивается с удалением предполагаемого события во времени. Образовательный же процесс в вузе растянут по времени от 4-х до 6-и лет, что придаёт исключительную важность анализу неопределённости данных в процессе принятия решений. Задачу в условиях неопределённости практически невозможно решить, используя строго формализованные методы и процедуры. Для решения таких задач применяется системный подход, в котором тесно переплетены элементы науки и практики. Конкретизация целей, условий ограничения, задействованных ресурсов, выбор альтернативных решений и пр. основывается на личном опыте и интуиции. После чего строится информационно-аналитическая модель принятия решений.

Сам типовой объект управления — высшее учебное заведение — является сложной системой с большим количеством «элементов»: студентов и преподавателей с многообразными связями между собой. В вузе есть специальности и направления подготовки. Специальности подразделяются на специализации, что заставляет делить учебные группы на подгруппы. Подготовка по направлению предусматривает бакалавриат и магистратуру. Студенты и преподаватели объединяются на лекционные, лабораторные и практические занятия с учетом ограничений на пропускную способность аудиторного фонда. Кроме аудиторных занятий есть еще зачеты и экзамены, курсовые и дипломные проекты, приемные экзамены и итоговая аттестация. Есть также ряд других ресурсоёмких позиций по обеспечению учебного процесса.

Учебный процесс невозможен без учебно-вспомогательного персонала, без мебели, ремонта помещений, освещения, отопления и телефона, без обслуживающих все это хозяйственных подразделений. Координация учебного процесса, а точнее, всей деятельности учебного заведения, осуществляется администрацией, на содержание которой также требуются средства.

Успешное решение возникших задач невозможно без привлечения современных математических моделей и методов, современных информационных технологий. Актуальной становится разработка автоматизированных информационно-аналитических систем, которые удовлетворяли бы потребности учебных заведений в современных средствах как планирования и управления их деятельностью, так и формирования содержания подготовки. Эти средства должны также позволять органам управления образованием контролировать соответствие учебных планов требованиям ГОС.

При составлении учебной программы должны учитываться возможности учебного заведения по ресурсному обеспечению учебного процесса. Основными ресурсами выступают преподавательские кадры, аудиторный фонд (площади), а также стремительно развивающиеся программные и технические средства современных информационных технологий. Ресурсный потенциал учебного заведения существенно влияет не только на планируемое 'содержание учебной программы, но и на объем набора. Стесненные материальные условия большинства учебных заведений заставляют их весьма ответственно подходить к проблеме пополнения весьма дорогостоящих ресурсов, какими являются средства информационных технологий. Для учебных заведений, имеющих платные формы подготовки, появляются новые аспекты этой проблемы, а именно, возможность формировать набор и ресурсный потенциал одновременно. А так как компьютеры пронизали практически все процессы деятельности вуза, являясь сами по себе дорогостоящим оборудованием, то в условиях различных ограничений (чаще финансовых) задача информатизации деятельности вуза становится тем более актуальной.

Целью работы является исследование и разработка методов и моделей планирования учебной деятельности вуза, а также информационных систем управления и поддержки учебного процесса в условиях рынка образовательных услуг.

Для достижения этой цели решаются следующие задачи:

1. Разработка математических моделей планирования набора с учётом имеющихся ресурсов и возможности их трансформации.

2. Анализ влияния неопределённости данных на эффективность плана в задачах планирования набора в вуз.

3. Оценка и выбор ресурсов на основе концепции их полезности.

4. Организационное моделирование деятельности вуза.

5. Разработка информационной системы управления вузом.

6. Разработка подсистемы управления процессом обучения.

7. Разработка подсистемы управления информационной структурой вуза.

Методы исследования. В работе используется системный подход к решению задач с применением методов линейного, целочисленного и динамического программирования, а также теории вероятностей и математической статистики.

Научная новизна работы состоит в следующем:

— разработана и исследована оптимизационная математическая модель объёмно-номенклатурного планирования набора в вуз с учётом имеющихся ресурсов и возможностью их трансформации;

— исследовано влияние неопределённости данных в задачах планирования набора в вуз;

— исследованы функции перевода физических критериев в относительные, а также операторы агрегирования критериев в скаляр;

— предложен подход к созданию подсистем управления вузом как к совокупности функциональных бизнес-процессов;

— понятие жизненного цикла развивающегося объекта адаптировано на процессы деятельности вуза;

Практическая ценность полученных в работе результатов заключается в следующем:

— создана и отлажена математическая модель формирования объёмно-номенклатурного плана подготовки специалистов в условиях возможной трансформации ресурсного потенциала;

— разработана методика и проведены расчёты по учёту неопределённости данных в задачах планирования набора в вуз;

— разработана методика выбора решения по многим критериям для оптимизации компьютерного обеспечения вуза на основе концепции полезности ресурсов;

— разработан подход к построению организационной модели вуза и принципы создания информационной системы управления деятельностью вуза;

— разработаны прототипы подсистем управления процессом обучения и управления информационной структурой вуза.

Автор защищает;

— оптимизационную математическую модель планирования набора в вуз с учётом имеющихся ресурсов и возможности их трансформации;

— методику учёта влияния неопределённости данных в задачах планирования набора в вуз;

— метод оценки и выбора ресурсов на основе концепции полезности ресурсов;

— подход к построению организационной модели деятельности вуза и принципы построения информационной системы управления вузом;

— реализацию прототипов подсистем управления процессом обучения и управления информационной структурой вуза.

Реализация результатов работы. Научные и практические результаты, изложенные в диссертации, внедрены и использованы в организациях: Снежинский физико-технический институт МИФИМосковский государственный инженерно-физический институтОзёрский технологический институт МИФИМосковский институт повышения квалификации, на что имеются соответствующие акты внедрения.

Апробация работы. Основные положения результатов работы доложены на: НАУЧНОЙ СЕССИИ МИФИ-99 (Москва, 1999) — И-й Межвузовской отраслевой научно-технической конференции «Автоматизация и прогрессивные технологии» (Новоуральск, 1999).

Публикации. Полученные в работе результаты опубликованы в трёх статьях и по результатам работы выпущен научно-технический отчёт.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы и приложения. Содержит 162 страницы, в том числе 30 рисунков и 32 таблицы.

Список использованных источников

состоит из 66 наименований.

Заключение

.

На основании проведённых исследований и разработок сформулируем следующие результаты и выводы по диссертационной работе:

1. Рассмотрены особенности деятельности вуза в условиях рыночных отношений. Отмечены важность и необходимость создания информационной системы управления вузом Разработана математическая модель формирования объёмно-номенклатурного плана подготовки специалистов по критерию максимума доходности, в которой учитываются имеющиеся в вузе ресурсы.

2. Создана оптимизационная математическая модель планирования набора с возможностью трансформации ресурсов. Модель позволяет избыток ресурсов одного вида преобразовывать в ресурсы другого вида, при этом учитываются затраты на преобразование.

3. Разработана и отлажена структурно-технологическая схема подсистемы оптимизационного планирования на базе пакета линейного программирования «Linprog». Проведены расчёты для различных моделей планирования набора.

4. Исследовано влияние неопределённости данных в задачах планирования набора в вуз и оптимизации эффективности плана для случаев безрискового и вероятностного подходов к реализуемости планов. Проведено сравнение задачи планирования набора с задачей портфельного инвестирования.

5. Разработана схема вычислительного эксперимента анализа влияния неопределённости данных на показатели доходности и риска. Результаты эксперимента показали, что неопределённость в удельных затратах ресурсов и в имеющихся ресурсах может приводить как к завышенным, так и к заниженным оценкам.

6. Предложен многокритериальный подход к оценке и выбору ресурсов на основе концепции полезности ресурсов. В работе рассмотрен пример выбора рабочих станций по соотношению «качество-цена».

7. Предложен подход к построению организационной модели вуза в виде совокупности бизнес-процессов. Организационная модель получается в результате совмещения двух моделей: функциональной и структурной.

Затем функциональная модель преобразуется в процессную модель (каждой функции присваиваются входные и выходные параметры) и осуществляется количественное описание бизнес-процессов.

8. Разработаны принципы построения информационной модели вуза на основе концепции жизненного цикла развивающегося объекта и информационной стратегии CALS. Определена архитектура информационной системы по принципу корпоративной информационной сети.

9. Разработаны прототипы подсистемы управления процессом обучения в вузе и подсистемы управления информационной структурой вуза.

Практическая ценность полученных в работе научных и практических результатов подтверждается внедрением и использованием их в Снежинском физико-техническом институте МИФИ, непосредственно в МИФИ, в Московском институте повышения квалификаци, Озёрском технологическом институте МИФИ.