Моделі та методи системного проектування інформаційних освітніх систем дистанційного навчання

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

МОДЕЛІ ТА МЕТОДИ СИСТЕМНОГО ПРОЕКТУВАННЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ ОСВІТНІХ СИСТЕМ ДИСТАНЦІЙНОГО НАВЧАННЯ

05.13.06 - автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології

ЛАНСЬКИХ Євген Володимирович

Черкаси-2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Черкаському державному технологічному університеті Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор ЛЕГА Юрій Григорович, Черкаський державний технологічний університет, завідувач кафедри комп'ютерних систем

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор ПОДЧАСОВА Тетяна Павлівна, Київський національний торгово-економічний університет, професор кафедри інформаційних технологій і систем

доктор технічних наук, професор ЗЛАТКІН Артур Анатолійович, Черкаський державний технологічний університет, завідувач кафедри управління проектами та інформатики

Провідна установа: Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій та систем НАН України і МОН України, відділ діалогових і навчальних систем, м. Київ

Захист відбудеться „02” жовтня 2003 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 73.052.01 у Черкаському державному технологічному університеті за адресою: 18006, Черкаси, бул. Шевченка, 460, зал засідань.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Черкаського державного технологічного університету за адресою: 18006, Черкаси, бул. Шевченка, 460.

Автореферат розісланий „29” серпня 2003 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради В.В. Палагін

системний інформаційний технологія навчання

АНОТАЦІЇ

Ланських Є.В. Моделі та методи системного проектування інформаційних освітніх систем дистанційного навчання. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 - Автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології. - Черкаський державний технологічний університет, Україна, Черкаси, 2003.

Проблема оптимізації процесів навчання і підвищення їхньої якості викликана відсутністю в даний час єдиного підходу і конструктивної методології до створення сучасних ефективних інформаційних освітніх систем (ІОС), а основна причина полягає в складності процесів моделювання і оптимізації сучасних досліджуваних об'єктів. Проблема прискорення процесів створення прогресивних ІОС багатоаспектна, в ній істотне місце займають задачі вдосконалення організації навчання і управління, впровадження нових інформаційних технологій, що забезпечують реалізацію основних стратегій розвитку, включаючи сучасні тенденції інформатизації, інтелектуалізації, інтеграції і індивідуалізації навчання.

Розв'язання указаної проблеми головним чином базується на розробці теоретико-методологічних основ і нових інформаційних технологій управління процесами створення ІОС на всіх етапах їх ЖЦ

Основу цих процесів складають методи системного проектування на базі системного моделювання і системної оптимізації, а також організаційно-методичний базис автоматизації управління і створення об'єктів нової техніки.

Ключові слова: системне проектування, інформаційні освітні системи, пакет динамічних операцій, банк математичних моделей.

Ланских Е.В. Модели и методы системного проектирования информационных образовательных систем дистанционного обучения. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 - Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии. - Черкасский государственный технологический университет, Украина, Черкассы, 2003.

Проблема оптимизации процессов обучения и повышения их качества вызвана отсутствием в настоящее время единого подхода и конструктивной методологии к созданию современных эффективных информационных образовательных систем (ИОС), а основная причина заключается в сложности процессов моделирования и оптимизации современных исследуемых объектов. В результате затраты на автоматизацию отдельных задач управления в условиях учебных заведений практически не приводят к повышению эффективности учебных процессов в целом.

Эффективность обучения в современных условиях непосредственно зависит от практической реализации достижений научно-технического прогресса, поэтому существенно вырастает действие науки (через новую технику) на эффективность обучения и качество подготовки студентов. Проблема ускорения процессов создания ИОС многоаспектная, в ней существенное место занимают задачи совершенствования организации обучения и управления, внедрение новых информационных технологий и средств вычислительной техники, что обеспечивают реализацию основных стратегий развития, включая современные тенденции информатизации, интеллектуализации, интеграции и индивидуализации обучения.

Решение указанной проблемы главным образом базируется на разработке теоретико-методологических основ и новых информационных технологий управления процессами создания ИОС на всех этапах их ЖЦ, что реализуются в условиях функционирования современных интегрированных автоматизированных систем в виде программно-методических комплексов и комплексов технических средств, которые обеспечивают эффективную образовательную деятельность учебных организаций.

Основу этих процессов составляют методы системного проектирования на базе моделирования и системной оптимизации, а также организационно-методический базис автоматизации управления и создания объектов новой техники.

Для достижения цели в диссертационной работе решены следующие задачи: с позиций системного подхода проведено исследование функционирования системы дистанционного образования, которое является основой формирования комплекса задач эффективного управления учебным процессом в информационных образовательных системах; в соответствии с методологией системного проектирования проведена декомпозиция представленного комплекса задач, что обеспечивает постановку и решение задач оптимального управления образовательными процессами; предложены принципы разработки элементов подсистемы оперативного управления учебным процессом; построена логическая схема задач системного проектирования информационной образовательной системы; разработаны требования и сформулированы задачи выбора видов обеспечения; построены банк математических моделей и пакет динамических операций, предложенные математические модели используются для решение новых задач эффективного проектирования ИОС.

Ключевые слова: системное проектирование, информационные образовательные системы, пакет динамических операций, банк математических моделей.

Lanskikh E.V. Models and methods of the system planning of the informative educational systems of distance education. - Manuscript.

The thesis for a scientific's degree of the candidate of technical sciences on a speciality 05.13.06 - Automated systems of management and progressive information technologies. - Cherkasy state technological university, Ukraine, Cherkasy, 2003.

A problem of optimization of processes of teaching and rise of their quality was caused by absence presently sole approach and structural methodology to creation of the modern effective informative educational systems (IES), and the principal reason consists in complication of processes of design and optimization of modern explored objects. The problem of acceleration of IES creation processes has many aspects, in her substantial place occupy the tasks of perfection of organization of teaching and management, inculcation of new information technologies, that secure realization of basic strategies of development, including modern to the tendency informatizations, integrations and individualizations of teaching.

A decision of indicated problem mainly is based on development of theoretic-methodological bases and new information technologies of control of the IES creation processes on all stages of their life cycles.

Basis of these processes fold the methods of the system planning on base design and system optimization, and also organizational-methodical base of automation of management and creation of objects of new technique.

Key words: system planning, informative educational systems, package of dynamic operations, bank of mathematical models.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

системний інформаційний навчання

Актуальність теми. Відповідно до національної програми "Освіта. Україна ХХІ сторіччя" передбачено забезпечення розвитку освіти в країні на основі нових прогресивних концепцій, запровадження у навчально-виховний процес новітніх інформаційних технологій та науково-методичних досягнень.

Одним з напрямків реалізації даної програми є розробка та впровадження у навчальний процес інформаційних освітніх систем (ІОС). ІОС - середовище, що поєднує учбові, методичні та інформаційні ресурси з використанням сучасних інформаційних і телекомунікаційних технологій закладів освіти.

Аналіз та проектування ІОС вимагає створення математичних моделей та методів для їх цілісного осягнення, вивчення та побудови. Існуючі методи у більшості випадків досить потужні і ефективні, але моделі побудовані на їх основі є надто складними. Тому проблема пошуку нових більш прогресивних математичних методів аналізу та проектування ІОС як складних систем постійно актуальна.

Ефективний шлях рішення даної проблеми бачиться в автоматизації і координації всіх етапів процесу „життя” цих систем.

Даний процес розвивається по спіралі і на одному з витків представляє собою один із етапів життєвого циклу (ЖЦ) складної систем. На етапах наукових досліджень та проектування закладаються основні науково-технічні рішення і цільові характеристики майбутньої системи.

Необхідно відзначити досягнення у цій області таких видатних вчених як В.М. Глушкова, В.І. Скуріхіна, Г.С. Поспєлова, О.І. Кухтенко, O.Г. Івахненко, К.Д. Жука. Великий вклад внесли вчені М.З. Згуровський, В.І. Гриценко, Н.Д. Панкратова, Т.П. Подчасова, С.П. Кудрявцева, А.Ф. Манако, Г.О. Атанов, А.А. Тимченко і їх численні учні.

В результаті аналізу ринку систем даного класу можна відзначити такі системи як Lotus Learning Space, WEBCT, Прометей II, Blackboard, TOPCLASS, Asymetrix Librarian, Web Course in Box, Кобра - 2000 та ін.

Основними недоліками цих систем є:

1. Відсутність в самій їхній концепції потенціалу і засобів для прогресивної еволюції як навчальних систем у базисі науково-технічного прогресу.

2. Орієнтація на обмежений склад задач - не враховується необхідність оновлення моделей об'єктів і процесів навчання. Існуючі системи не в змозі оперативно пристосовуватися до швидких змін зовнішнього середовища (новим вимогам, змінам характеристик процесів та об'єктів навчання).

3. Відсутність або слабкий розвиток логічно пов'язаної системи задач навчання як задач програмування (моделювання, планування і управління) життєвого циклу ІОС.

Тому при створенні сучасних та перспективних ІОС виникають наступні групи проблем:

- організація процесу навчання як деякого комплексного процесу з активною організацією колективної взаємодії;

- розвиток логічно пов'язаної системи задач навчання як задач моделювання, планування і управління життєвим циклом ІОС;

- створення комплексу засобів впорядкування всієї сукупності локальних задач освітнього процесу;

- застосування методів системного проектування для побудови моделей та логічних схем проектування ІОС;

- оптимізації загальної задачі проектування ІОС за принципом “цілі-засоби”;

- розробка організаційного, інформаційного і методичного забезпечення для комплексного обслуговування освітніх процесів всією необхідною інформацією, документацією і ресурсами.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана у рамках наукової тематики „Еволюційні моделі, методи і засоби підтримки прийняття рішень при створенні віртуальних підприємств” (ДБ № 141-03, наказ МОН України №633 від 5.11.2002) кафедри комп'ютерних технологій Черкаського державного технологічного університету (державний реєстраційний №0103U003686).

Мета і завдання дослідження. Метою дослідження є розробка принципів і методів побудови прогресивних інформаційних освітніх систем на єдиній системній основі, направленій на підвищення якості і ефективності навчального процесу.

У відповідності до поставленої мети визначено такі основні складові задачі дослідження:

з позицій системного підходу дослідити функціонування системи дистанційної освіти, яка є основою формування комплексу задач ефективного управління навчальним процесом в інформаційних освітніх системах;

у відповідності з методологією системного проектування виконати декомпозицію представленого комплексу задач, що забезпечує постановку та розв'язування задач розробки інформаційних освітніх систем;

побудувати логічну схему задач системного проектування інформаційної освітньої системи (формалізація процесу проектування);

сформувати системні вимоги до створення видів забезпечення;

сформувати вимоги та побудувати банк математичних моделей (модель будови (структури), модель функціонування (функціональної та ресурсної динаміки), модель адаптації) для розв'язування задач розробки ІОС;

розробити вимоги до побудови математичної моделі динамічної операції та побудови пакету динамічних операцій, що є основою системного моделювання ІОС;

розробити структуру віртуальної кафедри, яка є елементом підсистеми управління навчальним процесом ІОС.

розробити аналітичну модель для розрахунку рівня показника ефективності застосування дистанційного курсу.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному:

Реалізовано системний підхід до побудови логічної схеми задач системного проектування ІОС, що заключається у виділенні ієрархічних рівнів прийняття рішень, визначення етапів побудови рішень та поєднання їх в єдину логічну схему.

Сформовано структуру логічної схеми цілей та задач системного проектування перспективних ІОС, що функціонують в умовах розвитку інтеграції освітніх ресурсів.

Розроблено вимоги та побудовано системну модель ІОС.

Побудовано банк математичних моделей для розв'язування задач системного проектування ІОС.

Розроблено вимоги до побудови математичної моделі динамічних операцій, що є основою системного проектування ІОС.

Сформовано задачу оптимізації вибору видів забезпечення ІОС.

Розроблено аналітичну модель для визначення показника ефективності використання дистанційного курсу.

Практичне значення одержаних результатів. Результати дисертаційних досліджень є науково-методичними основами розробки прогресивних інформаційних освітніх систем. Побудовані банк математичних моделей і пакет динамічних операцій є ефективним інструментарієм системного моделювання ІОС. Системні вимоги до створення видів забезпечення дозволяють якісно формувати систему забезпечень ІОС. Розроблена логічна схема задач системного проектування інформаційної освітньої системи дозволяє оптимізувати процес створення систем даного класу.

Основні результати дисертаційної роботи використовуються при розробці інформаційно-освітньої системи учбово-методичного центру дистанційної освіти при Черкаському державному технологічному університеті, а також у навчальному процесі при викладанні дисциплін „Методи та засоби комп'ютеризованих інформаційних технологій”, „Системотехніка”, „Системний аналіз об'єктів і процесів комп'ютеризації”, „Основи САПР”.

Особистий внесок здобувача. У роботах, що написані у співавторстві, автору належать: [1] - окреслене коло задач, які виникають при дистанційному навчанні, та проведений аналіз існуючих моделей та організаційних структур, [3] - сформульовані принципи організації завадостійкого кодування в системі передачі даних дистанційної освіти з використанням складових поліномів, [5] - розроблено моделі будови та функціонування ІОС, [6] - розроблено метод вибору оптимальної швидкодії обміну даними в технології ftp-сервісу системи дистанційної освіти, [9] - розроблена структура системи дистанційної освіти вищого навчального закладу, вибір програмних та технічних засобів її реалізації, [10] - сформовано основні задачі функціонування інформаційних освітніх систем та методику побудови дистанційного курсу.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на VII науково-методичній конференції „Роль комп'ютеризації навчального процесу в підготовці фахівців” (Івано-Франківськ, 2000); ІІІ міжнародній науково-практичній конференції „Наука і освіта 2000” (Дніпропетровськ-Черкаси, 2000); ІV міжнародній науково-практичній конференції „Наука і освіта 2001” (Черкаси-Житомир, 2001); VІ міжнародній науково-практичній конференції „Наука і освіта 2003” (Дніпропетровськ, 2003).

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 10 робіт, у тому числі 4 - у спеціалізованих виданнях ВАК України з технічних наук, 5 - тези доповідей. Структура та обсяг дисертаційної роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, чотирьох розділів, висновків та списку використаних джерел зі 107 найменувань та додатків. Робота містить 138 сторінок основного тексту, що ілюстрований 25 рисунками та 3 таблицями.

ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовується актуальність теми, формулюється мета та задачі дослідження, відзначається наукова новизна та практичне значення, а також апробація отриманих результатів.

У першому розділі виконано постановку задачі дослідження та розглянуто існуючі підходи до її розв'язання. Проаналізовано об'єкт проектування - інформаційна освітня система (ІОС). Проведено порівняльний аналіз існуючих напрямків у розв'язанні проблеми. Сформовано системні вимоги та представлено формалізовану проблематику системної оптимізації процесів навчання.

У другому розділі викладено сформовану методику системного підходу до проектування інформаційних освітніх систем. Проведено декомпозицію процесу проектування по етапам та об'єкта проектування по рівням на логічну сукупність цілей і задач, що забезпечують вирішуваність останніх в класі сучасних ефективних методів моделювання і оптимізації. Виконано побудову логічної схеми задач проектування (ЛСП). Вказано на те, що задача проектування ІОС не може бути декомпозована тільки на певну сукупність локальних задач, кожна з яких може бути представлена і вирішена у вузьких традиційних постановках інженерного проектування. Системний підхід до проектування ІОС дозволяє виділити принципово нові задачі, які можуть бути вирішені тільки новими (системними) методами. Такими новими задачами є:

задача синтезу структури ІОС;

задача синтезу законів функціонування ІОС, що задовольняють заданій сукупності системних властивостей;

задача побудови функціональних підсистем в заданому

(передбачуваному) базисі елементів.

Перераховані вище задачі розглядалися як компоненти загальної задачі системного проектування, що об'єднані логічною схемою задач проектування.

Загальна математична частина апарату досліджень ускладнюється і конкретизується під об'єкт проектування - складні системи з керованою структурою, і орієнтована на реалізацію сучасними обчислювальними системами.

Таким чином, засобами системного проектування ІОС є розроблена математична теорія нового класу систем і програмні засоби, що забезпечують як дослідження внутрішніх властивостей проектованого об'єкта (стійкість, керованість, якість і т.п.), так і рішення задач синтезу з використанням методів ідентифікації.

Запропонований в рамках роботи підхід дає можливість представити модель ІОС (об'єкта управління) у вигляді динамічної системи з керованою структурою. Така структурна модель інваріанта відносно структурних змін об'єкта, тобто вид моделі не змінюється при варіаціях структури ІОС, а зміна задається зміною елементів матриць зв'язків, що дуже зручно при програмуванні і моделюванні (зміна структури зводиться до зміни тільки початкових даних, а не програми моделювання).

Розроблено системну модель складної системи, що покликана відображати різні аспекти будови (структури), функціонування (протікання процесів) і розвитку (адаптації) складної системи. Ці аспекти інтерпретуються різними її рівнями - цілей, задач, алгоритмів та засобів.

В третьому розділі сформульовано задачі моделювання ІОС, вирішувані апаратом логіко-диференціальних рівнянь, альтернативних мереж і пакетів динамічних операцій. Побудовано моделі будови (структури), функціонування (протікання процесів) і розвитку (адаптації) ІОС.

Показано, що у структурі об'єкта проектування одним із основних відношень є відношення <частина - ціле>, яке можна зобразити теоретико-множинною операцією об'єднання , де пробігає індексну множину , що становить сукупність частин, які об'єднують в одне ціле - . Для моделі будови ІОС характерною є багатоярусна піраміда таких відношень.

При багаторазовому вкладенні операцій об'єднання модель будови об'єкта зручніше зобразити графом , в якому множини вершин і ребер відбиватимуть структуру об'єднання, а інцидентор буде визначати упорядкування трійок елементів . Визначено двомісні предикати: дуга виходить з вершини , дуга заходить у вершину , суміжні ребра та .

Характерною ознакою, за якою із моделі будови виділяється функціональна частина ІОС, є можливість побудови системи упорядкованих елементів для об'єкта (підсистеми), що розглядається: , де і - перехідна й вихідна функції підсистеми, перші чотири елементи - це множини відповідно до моментів часу , входів , станів і виходів підсистеми.

Функціональна модель ІОС слугує для подання процесів досягнення цілей об'єктом (його функціонування), які здійснюються функціональними елементами, підсистемами, ІОС в цілому.

Ієрархія функціональної динаміки складної системи може мати чотири рівні: диференціальна динаміка підсистеми, динаміка зміни структурних станів, динаміка функціональної взаємодії підсистем і динаміка зміни операцій.

Основним елементом функціональної динаміки ІОС є динамічна операція D_k, що становить модель процесу досягнення цілі G_k. Скінченій множині цілей G {G_k} багатоцільової ІОС відповідає адекватна множина операцій D {D_k}.

Прикладом динамічних операцій інформаційної освітньої системи є: передача дистанційного курсу студенту, збірка курсу на відстані, формування індивідуального плану навчання, тощо. Динамічна операція виступає регламентуючою функціональною категорією, що визначається концепцією ІОС і всіма положеннями та документами, що нормують її використання.

Кожній операції властиві цілком визначені процеси функціонування підсистем і їх взаємодій. У зв'язку з цим сукупності операцій повинні бути об'єктом статистичних досліджень для отримання прогнозованих інтегральних характеристик ІОС і програмування процесів їх експлуатації.

Модель динамічної операції, яка базується на описі ЛДС і мереж взаємодії може мати наступний вигляд. Неподільним елементом моделі D_k є модель функціонування підсистем з керованою структурою, яка задана континуальною множиною динамічних станів , скінченною множиною S = {s} рівнянь стану

і виходу

при і порядком зміни структурних станів на множині .

У загальному випадку необхідно розглядати як предикати, область визначення яких є моменти часу , що відлічуються, залежності та відношення, що задаються у фазовому просторі Х= {х}, а також випадкові події , зовнішні по відношенню до причинно-наслідкових зв'язків, що визначаються законом функціонування підсистеми .

Отже, предикат замикає опис підсистеми , виконаний мовою диференціальної динаміки автомат A^f. Такий предикат є двозначним, багатомісним і неоднорідним.

Наступним рівнем опису ІОС є динаміка взаємодії підсистем . Усі процеси взаємодії можна звести до чотирьох операцій: об'єднання, альтернативний вибір, очікування й роз'єднання. Окремим випадком операції очікування (t = 0) є операція тотожного переходу. Динаміка взаємодії представлена моделлю динамічної операції ІОС. Математично -- це мережа сукупності висячих вершин, що точно визначається, еквівалентних структурним станам підсистем . Виділення , однозначно сполучає декомпозицію моделі будови ІОС зі структурою банка моделей.

Розроблені таким чином моделі дозволяють вирішити багато прикладних задач моделювання ІОС, в яких отримані достатньо строгі умови математичного узгодження диференціальних динамічних моделей з автоматними моделями, їхніх “гібридів” -- з альтернативними мережами. Ці умови дозволяють отримати моделі динамічних операцій і, нарешті, побудувати і дослідити пакети динамічних операцій.

Розглянуто моделі координації взаємодії ЛДС в складних режимах. В якості моделі ІОС з керованим складом ЛДС прийнята дискретна мережа.

Розроблено вимоги до побудови математичної моделі динамічної операції, що складається з логічної схеми (мережа) і системи логіко-диференціальних рівнянь, процес розв'язання яких формується системою предикат на множині операцій взаємодії. Логічна схема операції будується на основі технологічної схеми взаємодії всіх підсистем об'єкта .

Показано, що в основу системного моделювання ІОС можуть бути покладені пакети динамічних операцій, з яких можна отримати ряд часткових моделей при збереженні логічних зв'язків між ними.

Виділено системні задачі, які є складовими моделювання ІОС. Представлена задача оптимізації ресурсів ІОС, що розв'язується за допомогою описаних моделей.

Поставлено вимоги та наведено принципи розробки видів забезпечення ІОС.

Формальна постановка задачі вибору видів забезпечення має наступний вигляд:

Вважаємо, що задано:

а) Архітектуру виду забезпечення (методичного, інформаційного, програмного, технічного), що представляє собою систему , де - структура виду, що характеризується парою , де:

.

Позначимо:

- вхід системи;

- множина зв'язків;

- вихід системи, причому .

Будемо також вважати, що .

б) Сукупність елементів виду забезпечення та відповідність , що визначає для кожного елементу його місце в структурі виду забезпечення. Вважаємо, що - сюр'єкція, тобто множина елементів утворює „повне покриття” архітектури виду забезпечення.

в) Сімейство відображень , що визначають для кожного та інформаційного вектора на вході елемента інформаційний вектор на виході елементу .

г) Сімейство функцій , що визначають для кожного та інформаційного вектора на вході елемента працеємність переробки цього вектору елементом .

д) - стандартний інформаційний сигнал на вході .

Необхідно визначити функцію

,

яку ми будемо називати функцією вибору, яка задовольняє наступним умовам:

1) , де - тотожне відображення множини на себе.

2) Нехай інформаційна функція, що задовольняє системі рівнянь

(1)

і умовно

,

у припущенні, що така функція існує, тобто система (1) розв'язувана.

Позначимо - повну працеємність переробки вхідного інформаційного вектора сукупність елементів . Повинна виконуватись умова

.

Дана постановка та рішення можуть бути використані для вибору алгоритму проектування при відомій логічній схемі задач проектування, програмного забезпечення при заданому алгоритмі проектування і т.д.

Обґрунтовано основні напрями підвищення результативності виробничої діяльності учбового закладу, що включає технічні, технологічні, організаційні, економічні і інші аспекти даної проблеми.

В четвертому розділі викладено структуру та розглянуто напрямки діяльності електронної (віртуальної) кафедри. Сформовано вимоги до видів навчально-методичного забезпечення кафедри. Сучасна кафедра є інваріантним елементом структури університету з варіативними функціями, що забезпечують якість освітнього процесу. Розроблено алгоритм формування дистанційних курсів (ДК). Сформовано етапи організації і управління підготовки ДК, практична реалізація яких може здійснюватися паралельно: розробка дидактичних вимог до ДК, розробка технічних вимог до ДК, розробка структури ДК, вибір інструментів для реалізації ДК в мережі, розробка вимог до викладачів-предметників, розробка методики підготовки учбового матеріалу для викладачів, що готують мережені підручники, розробка методики навчання для викладачів, розробка методики навчання за допомогою ДК для студентів.

Викладено вимоги до структури (складу та наповнення) та використання дистанційного курсу. Розроблено структурно-логічну схему учбового плану.

Запропоновано аналітичну модель для розрахунку рівня показника ефективності використання дистанційного курсу. Аналітична модель для розрахунку рівня показника ефективності представляє собою лінійну залежність загальної, комплексної оцінки рівня якості освіти від оцінок окремих властивостей і має вигляд:

,

де - номер групи характеристик (включаючи знання, уміння і навички); - вага важливості групи; - номер характеристики в групі; - вага важливості -ої характеристики (); - число характеристик в -ій групі.

ВИСНОВКИ

З використанням принципів системного підходу проведено аналіз існуючих систем дистанційного навчання. Запропоновано методику формування логічної структури задач системного проектування перспективної ІОС.

Виконано системну декомпозицію задачі розробки інформаційної освітньої системи, що забезпечує постановку та розв'язання нових задач проектування ІОС.

Розроблено організаційно-функціональну структуру узагальненої ІОС, як динамічної системи з керованою структурою.

Побудовано банк математичних моделей та пакет динамічних операцій, що є основою системного моделювання ІОС.

Результати дисертаційної роботи використовуються при розробці інформаційних освітніх систем дистанційного навчання Черкаського державного технологічного університету та ДЕК „Укренерго”.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1) Тесля Ю.Н., Колесников К.В., Ланских Е.В. Дистанционное обучение в высшей школе: модели и технологии // Вісник ЧІТІ, 1999.-№3.-С. 106-112.

2) Ланских Е.В. Дистанционное образование. Основные аспекты, достижения специалистов, проблемы развития // Вісник ЧІТІ, 2000.-№3.-С. 143-146.

3) Колесніков К.В., Швидкий В.В., Ланських Є.В. Використання складових поліномів для завадостійкого кодування // Вісник ЧІТІ, 2001.-№3.-С. 83-86.

4) Ланських Є.В. Системна модель автоматизованого проектування інформаційно-освітніх систем // Вісник ЧІТІ, 2002.-№4.-С. 22-24.

5) Тимченко А.А., Ланських Є.В. Моделі системного проектування інформаційних освітніх систем // Вісник ЧІТІ, 2003.-№1.-С. 31-33.

6) Тесля Ю.Н., Колесников К.В., Ланских Е.В. Основные типы организационных структур дистанционного образования. Метод выбора оптимального быстродействия обмена данными в технологии ftp-cервиса // Вісник ЧІТІ, 1999.-№2.-С. 29-32.

7) Ланських Є.В. Дистанційна освіта у вищій школі: моделі та технології. В кн.: Роль комп'ютеризації навчального процесу в підготовці фахівців // Матеріали науково-методичної конференції. - Івано-Франківськ: Факел, 2000.-С. 121-122.

8) Ланських Є.В. Системне проектування інформаційних освітніх систем // Матеріали третьої міжнародної конференції „Наука і освіта 2000”. -Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2000.-С.13-14.

9) Косенкова Е.Н., Ланских Е.В., Тесля Є.Ю. Модель дистанционного образования в высших учебных заведениях // Матеріали четвертої міжнародної конференції „Наука і освіта 2001”. - Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2001.-С. 16-18.

10) Лега Ю.Г., Тимченко А.А., Ночевнов Д.П., Ланских Е.В. Разработка и управление дистанционными курсами в современных информационно-образовательных системах // Матеріали шостої міжнародної конференції „Наука і освіта 2003”. - Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2003.-С. 23-24.

11) Ланских Е.В. Информационно-образовательная система как элемент дистанционного обучения // Матеріали шостої міжнародної конференції „Наука і освіта 2003”. - Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2003.-С. 22.

Размещено на Allbest.ru