Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

УДК 519.68

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Інформаційна технологія планування та моніторингу обсягів навчальної роботи у вищих навчальних закладах

05.13.06 - інформаційні технології

Білощицька Світлана Василівна

Київ - 2009

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі прикладної математики Київського національного університету будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, доцент Лагутін Геннадій Володимирович, проректор з навчальної роботи та комплексного розвитку Київського національного університету будівництва і архітектури Міністерства освіти і науки України, завідувач кафедри менеджменту в будівництві (м. Київ)

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор Гриша Сергій Миколайович, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» Міністерства освіти і науки України, професор кафедри автоматизованих систем обробки інформації та управління (м. Київ);

кандидат технічних наук, доцент Данченко Олена Борисівна, Університет економіки та права «КРОК», доцент кафедри інвестиційного бізнесу (м. Київ).

Захист відбудеться «21» січня 2010 р. о 12⁰⁰ на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.056.01 при Київському національному університеті будівництва і архітектури за адресою: 03680, м. Київ, проспект Повітрофлотський, 31, ауд. 466.

З дисертацією можна ознайомитись в науково-технічній бібліотеці Київського національного університету будівництва і архітектури за адресою: 03680, м. Київ, проспект Повітрофлотський, 31.

Автореферат розісланий «18» грудня 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради доктор технічних наук, професор С.В. Цюцюра.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Успішне вирішення проблем, що стоять перед Україною на шляху її інтеграції в Світову економіку неможливе без спеціалістів з високим рівнем кваліфікації. Особлива роль в цьому процесі належить вищим навчальним закладам (ВНЗ). В умовах науково-технічного прогресу підвищуються вимоги до спеціалістів, якості їх знань, навиків та вмінь, безперервно збільшується обсяг інформації, яку необхідно засвоювати студенту при незмінних термінах навчання. Тому особливо важливим є забезпечення стабільної роботи вищих закладів освіти і розвитку нових освітніх програм. Прогресивні зміни, які відбуваються в галузі освіти України потребують вирішення важливих завдань забезпечення продуктивної роботи вищих навчальних закладів, розвитку нових освітніх програм, підвищення якості управління навчальним процесом.

В зв'язку з цим створення перспективних інформаційних технологій управління вищим закладом освіти потребує розвитку теоретичних основ і методів управління проектами, системотехніки, інформатики, прикладної математики, дослідження операцій, системного аналізу, теорії прийняття рішень, створених завдяки діяльності багатьох вчених в першу чергу В.М. Брябіна, С.Д. Бушуєва, В.М. Глушкова, М.З. Згуровського, М. Кейса, В.М. Левикіна, C.М. Гриші, Г. Майера, В.М. Міхайленко, О.А. Павлова, Т.П. Подчасової, І.В. Сергієнко, В.І. Скурихіна, Б. Тальхайма, Д.В. Ходакова,, Ю.К. Бабанського, Н.Ф. Тализіна, Л.Н. Русакова, І.Є. Булаха та інших.

Традиційні підходи до автоматизації учбового процесу не дозволяють ефективно вирішувати наведені задачі, оскільки мають один суттєвий недолік - навчальний процес розглядається в якості об'єкту автоматизації. І вирішується в традиційний спосіб на рівні деканатів, кафедр та навчального відділу. Потрібен інший підхід. Автоматизація повинна розглядатися як засіб удосконалення навчального процесу, приведення його до сучасних вимог. Саме навчальний процес повинен розглядатися як складна система, яка базується на реалізації багатьох дій по плануванню, реалізації і моніторингу навчання студентів і роботи викладачів. І при такому підході центральною проблемою є не саме планування навчального процесу, а формування інформаційного ресурсу систем управління навчальним процесом. Основною частиною якої є управління роботою студентів і викладачів. Наявність невирішених проблем з оптимізації обсягів навчальної роботи, що є передумовою до оптимізації самого навчального процесу і нагальна проблема їх розв'язання, обумовили актуальність наукових досліджень і розробок, яким присвячена дисертаційна робота.

Зв'язок роботи з науковими програмами та планами. Дисертаційна робота виконана в Київському національному університеті будівництва і архітектури в рамках наукових тем: «Розробка автоматизованої системи тестування для проміжного і підсумкового контролю знань студентів» (№ державної реєстрації 0109U005902), «Розробка системно-методологічної основи побудови інформаційної технології планування і моніторингу обсягів навчальної роботи у ВНЗ 3-4 рівня акредитації» (№ державної реєстрації 0109U008065).

Об'єктом дослідження є процеси планування і моніторингу обсягів навчальної роботи студентів і викладачів ВНЗ.

Предметом дослідження дисертаційної роботи є методи, моделі та засоби процесів планування і моніторингу обсягів навчальної роботи студентів і викладачів ВНЗ.

Удосконалення якості навчання студентів відповідно до вимог кредитно-модульної системи навчання можливе за рахунок підвищення ефективності процесів управління (зокрема, процесів планування та моніторингу обсягів навчальної роботи). Тому мета дисертаційної роботи полягає в підвищенні якості навчання за рахунок розробки й впровадження моделей, методів і засобів інформаційної технології оптимізації обсягів навчальної роботи студентів та викладачів вищих навчальних закладах.

Задачами даного дослідження є:

- аналіз існуючих підходів до побудови інформаційних технологій управління обсягами навчальної роботи у вищих навчальних закладах (ВНЗ) 3-4 рівнів акредитації;

- формалізація задач управління навчальним процесом в частині, що відноситься до збору та використання інформації про планування і моніторинг навчального процесу;

- класифікація й розробка моделей процесів діяльності та управлінських процесів вищих навчальних закладів;

- розробка методів і моделей інформаційного забезпечення дій по плануванню навчального процесу в частині, що відноситься до визначення та оптимізації обсягів навчальної роботи студентів і викладачів;

- створення ефективної технології формування інформаційного ресурсу дій по управлінню навчальним процесом в ході його моніторингу;

- розробка структури інформаційного середовища технології планування та моніторингу обсягів навчальної роботи;

- розробка методів прямого й зворотного розрахунку обсягів навчальної роботи студентів і викладачів ВНЗ;

- розробка математичної моделі функцій розрахунку та управління розрахунком обсягів навчальної роботи студентів і викладачів;

- розробка програмно-інформаційних засобів управління обсягами навчальної роботи студентів і викладачів ВНЗ.

Методи дослідження базувались на використанні теорії систем; теорії структурного моделювання; системотехніки; методів системного аналізу - для вивчення предметної області досліджень та виявлення закономірностей в розвитку систем автоматизації дій по плануванню і моніторингу навчального процесу; методів реінжинірингу бізнес-процесів - для побудови структур інформаційної технології планування і моніторингу обсягів навчальної роботи студентів і викладачів ВНЗ; методів оптимізації - для розподілу навчального навантаження по кафедрам і викладачам ВНЗ; теорії алгоритмів - для розробки програмних засобів інформаційної технології.

Наукова новизна дисертаційного дослідження полягає в тому, що автором розроблено науково-методологічні засади побудови інформаційних технологій планування та моніторингу обсягів навчальної роботи у ВНХ 3-4 рівнів акредитації, які включають нові моделі і методи формування оптимальних, під задані умови функціонування ВНЗ, навчальних планів й оптимальний розподіл навчального навантаження по заданим навчальним планам.

Вперше:

- запропоновано комплекс методів планування обсягів навчальної роботи, які формують новий підхід до управління навчальним процесом та забезпечують прямий і зворотній напрямки розрахунку навчальних планів, контингенту, навчального навантаження викладачів і аудиторного фонду;

- розроблено трирівневу концептуальну модель процесів ВНЗ, яка дозволяє виділити компонент планування і моніторингу обсягів навчальної роботи в окрему інформаційну технологію, що орієнтована на створення якісного інформаційного ресурсу для системи управління навчальним процесом.

Удосконалено:

- математичну модель планування обсягів навчальної роботи у ВНЗ, яка на відміну від традиційних дозволяє реалізувати й оптимізувати прямий і зворотній напрямки розрахунку навчальних планів, контингенту, аудиторного фонду та навчального навантаження викладачів;

- класифікацію функцій управлінських процесів і процесів діяльності, яка, на відміну від інших, враховує технологічні ознаки підсистеми планування та моніторингу обсягів навчальної роботи студентів і викладачів ВНЗ в системі управління навчальним процесом.

Отримала подальший розвиток:

- процесна модель інформаційної технології планування та моніторингу обсягів навчальної роботи, яка доповнена функціями прямого і зворотного розрахунку та забезпечує формування інформаційного ресурсу системи управління навчальним процесом.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що на основі узагальнення відомих результатів і наукових положень, отриманих автором закладаються сучасні методологічні основи підвищення ефективності навчального процесу на основі використання методів та засобів інформаційної технології планування й моніторингу обсягів навчальної роботи, як одного з найбільш важливих компонентів системи управління навчальним процесом.

Результати роботи впроваджені в Черкаському національному університеті ім. Б. Хмельницького та в Київському національному університеті будівництва і архітектури, а також в навчальному процесі ряду університетів України. інформаційний програмний начальний

Особистий внесок здобувача. Наукові положення, розробки та висновки дисертаційної роботи є результатом самостійно проведеного дослідження здобувача. Основні наукові результати, подані в дисертації, отримані претендентом особисто. У роботах опублікованих спільно автору належить: модель взаємозв'язку атрибутів планування навчального навантаження викладачів в умовах кредитно-модульної системи організації навчального процесу [1]; основні положення реалізації процесного підходу до побудови інформаційної технології планування і моніторингу обсягів навчальної роботи [2]; реверсивна модель взаємозв'язку атрибутів планування навчального навантаження з навчальними планами [3]; компоненти векторної інформаційної технології планування обсягів навчальної роботи у ВНЗ України [4]; схема управління обсягами навчальної роботи в ВНЗ 3-4 рівнів акредитації та прямий і зворотний методи розрахунку [5]; підхід і напрямки розробки інформаційної технології планування і моніторингу обсягів навчальної роботи [6]; компонент інформаційного забезпечення процесів операційної діяльності ВНЗ [7]; цілі діяльності ВНЗ і підходи до управління всіма діями, які забезпечують досягнення сформульованих цілей [8]; математичний опис множини технологічних векторів перетворення інформаційного ресурсу в інформаційний продукт в ВНЗ [9]; модель розрахунку навчального навантаження студентів і викладачів ВНЗ [10].

Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи доповідались та обговорювалися на таких конференціях: Міжнародній конференції «Управління проектами в розвитку суспільства. Тема: Моделі системної динаміки в проектах організаційного розвитку» (м. Київ, 2008 р.); Міжнародній конференції «Управління проектами в розвитку суспільства. Тема: Прискорення розвитку організацій на основі проектного управління» (м. Київ, 2009 р.); Другій міжнародній науково-технічній конференції «Інформаційні і моделюючі технології» (м. Черкаси, 2009 р.); науково-практичних конференціях Київського національного університету будівництва і архітектури: 66-ій (в 2005 р.), 67-ій (в 2006 р.), 68-ій (в 2007 р.), 69-ій (в 2008 р.), 70-ій (в 2009 р.).

Публікації. За результатами дисертаційної роботи опубліковано 10 наукових праць, 6 з яких у фахових виданнях ВАК України і 4 тези доповідей на міжнародних конференціях.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з основного тексту на 127 сторінках, що включає вступ, п'ять розділів, висновки, список літератури з 123 найменувань, який розміщений на 11 сторінках, а також 2 додатки - на 7 сторінках. У роботі містяться 19 малюнків та 19 таблиць.

Основній зміст

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, визначено мету, завдання і методи дослідження, окреслено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, подано загальну характеристику дисертаційної роботи.

У першому розділі виконаний системний аналіз проблем діяльності у вищих навчальних закладах в сучасних умовах. Показано, що основні тенденції розвитку систем освіти в Україні ґрунтуються на трьох взаємопов'язаних соціально-економічних і політичних чинниках: змінах в соціально-економічній формації України, наявних тенденціях глобалізації ринків, діяльності та інформації, процесах європейської інтеграції, що полягає в приєднанні до Болонського процесу. В процесі аналізу було виявлено, що з загостренням конкурентної боротьби в сфері вищої освіти та необхідністю приєднання до Болонського процесу на перше місце виходить проблема підвищення якості підготовки фахівців. Це викликає необхідність вдосконалення управління системою вищої освіти. І таке удосконалення може базуватися на впровадженні нових підходів, методів і засобів управління ВНЗ. Створення таких систем управління є кінцевою метою багатьох досліджень в цій сфері. З іншого боку в основі будь-якого управління знаходиться інформація. Чим точніша, своєчасніша, повніша інформація, і чим кращі методи і засоби її обробки, тим вища ефективність самої системи управління ВНЗ. Тому сформульована задача підвищення якості навчання через використання ефективних інформаційних технологій збору, зберігання, обробки і використання інформації в процесі управління навчальним процесом.

Виконано аналіз існуючих систем управління навчальним процесом. Як загальний недолік показано існування багатьох підходів, багатьох розрізнених систем, які є цілісним середовищем удосконалення навчального процесу. Практично не створюються такі системи по модульному принципу, на кшталт ERP систем. Крім того в таких системах не виділяються окремі компоненти інформаційного забезпечення систем управління навчальним процесом. В професійному управлінні вже давно процеси інформаційного забезпечення є самостійними, і для їх розв'язання створюються спеціалізовані системи. При вирішенні задачі підвищення ефективності управління навчальним процесом необхідно чітко визначити, які обсяги навчальної роботи необхідно виконати, а потім виходячи із структурно-логічних схем викладання дисциплін та наявного аудиторного фонду спланувати навчальний процес і проконтролювати його виконання. Тому першим етапом побудови такої системи є створення технології планування обсягів навчальної роботи студентів і викладачів ВНЗ.

Виходячи з цієї логічної схеми виконано постановку задачі дослідження, визначено об'єкт, предмет і мету цієї роботи.

У другому розділі запропоновано базову концепцію досліджень та визначені системно-методологічні основи побудови інформаційної технології планування та моніторингу обсягів навчальної роботи студентів і викладачів у ВНЗ 3-4 рівня акредитації.

Визначення 1: Сукупність методів і засобів збору, обробки, зберігання та використання інформації, що регламентує процес навчання студентів, які є цілісною технологічною системою і забезпечують планування і моніторинг обсягів навчальної роботи студентів і викладачів будемо називати інформаційною технологією планування та моніторингу обсягів навчальної роботи (ІТПМОНР).

Основним підходом, в рамках якого буде вестись планування обсягів навчальної роботи викладачів і студентів буде процесний. Виконано класифікацію процесів діяльності і процесів управління ВНЗ. Виділено процеси, задіяні в плануванні обсягів навчальної роботи студентів і викладачів. Це: планування штатної кількості викладачів і допоміжного персоналу; планування обсягів навчальної роботи студентів; планування обсягів навчальної роботи викладачів; моніторинг обсягів навчальної роботи студентів; моніторинг обсягів навчальної роботи викладачів. Удосконалення якості навчання студентів можливе лише за рахунок підвищення ефективності процесів управління (зокрема, процесів планування та моніторингу обсягів навчальної роботи).

В діяльності ВНЗ як організаційно-технічної системи виділяються функції, які реалізуються в межах об'єктів і суб'єктів управління. Такі функції будемо називати функціями процесів діяльності і функціями процесів управління.

Визначення 2: Функція процесу діяльності - це функція по отриманню деякого конкретного, зрозумілого, потрібного для реалізації процесів діяльності ВНЗ інформаційного чи матеріального продукту.

Визначення 3: Функція процесу управління - це функція по отриманню закінченого інформаційного продукту, який використовується для прийняття рішень по управлінню процесами діяльності ВНЗ чи ВНЗ в цілому.

Всі ці функції реалізуються різноманітними підрозділами ВНЗ з використанням різноманітної інформації, матеріально-технічних засобів на основі існуючої ієрархічної системи цілей. Налагодження несуперечливості та адекватності загальним для ВНЗ проблемам організації, планування і моніторингу діяльності, а також звітності перед МОН України покладається на підрозділи вищого навчального закладу в тій мірі, в якій вони відповідають чи забезпечують реалізацію функцій управління. В дисертації розглянуто розподіл відповідальності між підрозділами ВНЗ при реалізації функцій діяльності, та управлінських функцій.

Третій розділ присвячено розробці математичної моделі планування і моніторингу обсягів навчальної роботи викладачів і студентів вищих навчальних закладів. Аналіз, виконаний над предметною областю дослідження, дозволив виділити ряд функцій, які необхідно реалізувати для ефективного планування і моніторингу обсягів навчальної роботи в умовах Болонського процесу.

Формальне подання вхідної, вихідної інформації, а також функцій, що реалізуються в процесі планування і моніторингу обсягів навчальної роботи наведено в дисертаційній роботі у вигляді SADT діаграми. Основними інформаційними компонентами наведених функцій є: навчальні плани; множина обмежень на формування навчальних планів спеціальностей; контингент студентів; контингент викладачів; нормативи МОН України. Ці інформаційні компоненти лежать в основі математичної моделі планування і моніторингу обсягів навчальної роботи.

Розглянемо функції процесу планування і моніторингу обсягів навчальної роботи більш детально:

1. Формування структурно-логічних схем підготовки по спеціальностям:

,

де зміст модулів дисциплін навчального плану А_i - інформаційний ресурс функції

2. Функція розробки і затвердження графіку навчального процесу:

,

де R - навчальний рік (наприклад, 2009/2010);

M (R) - вимоги МОН України до графіку навчального процесу;

К - календар;

Ti - тривалість навчального процесу по навчальному плану Аi ;

3. Функція формування і затвердження навчальних планів спеціальностей:

,

де Ci - державний стандарт навчання по спеціальності навчального плану;

Vi - множина вибіркових дисциплін (за вибором ВНЗ та студента) навчального плану;

- прогнозована кількість студентів, що будуть навчатися по навчальному плану А_i.

4. Функція формування і затвердження робочих навчальних планів спеціальностей:

.

5. Функція розрахунку контингенту студентів:

,

6. Функція розрахунку навчального навантаження на навчальний рік по ВНЗ:

.

Цей розрахунок регламентується наказами МОН України. Загальне навантаження по навчальному плану:

,

Аудиторне навантаження по навчальному плану:

.

Зв'язок між обсягами навчальної роботи студентів і викладачів задаються алгоритмічними функціями ІТПМОНР і подаються у вигляді таблиці.

7. Функція розрахунку нормативної кількості викладачів:

,

8. Функція планування обсягів навчальної роботи викладачів:

,

де C - множина експертних оцінок можливості проведення занять викладачами.

В результаті реалізації цієї функції формуються планові обсяги навчальної роботи викладачів на навчальний рік - індивідуальний план викладача. Для оптимізації розподілу обсягів навчальної роботи по викладачам застосуємо методи лінійного програмування. Представимо її як задачу розподілу ресурсів. Види занять прирівняємо до підприємств, які випускають 1 одиницю продукції в одиничній кількості. А викладачів - до споживачів цих ресурсів. Тоді цільову функцію можна записати у вигляді:

де ,

с_ij - пріоритет розподілу викладача j на дисципліну i (0 с_ij 1}).

Балансові рівняння:

Граничні умови: x_ij={0,1}. Ця задача є задачею булевого програмування. Вирішується методом гілок і границь. Розв'язок цієї задачі дає значення коефіцієнтів розподілу ресурсів (дисциплін) по споживачам (викладачам).

9. Функція планування обсягів навчальної роботи студентів:

,

10. Функція планування розкладу: .

11. Функція моніторингу плану:

,

Четвертий розділ присвячено розробці методів побудови інформаційного та функціонального середовища в інформаційній технології планування і моніторингу обсягів навчальної роботи. Задані цілі розробки ІТПМОНР. Метою планування обсягів навчальної роботи викладачів є формування відповідного державним нормативам та відповідного класифікації викладачів навчального навантаження на вибраний термін (найчастіше - рік). Метою планування обсягів навчальної роботи студентів є отримання такого навчального навантаження, яке дозволяє органічно та послідовно формувати знання, вміння та навики студентів під впливом викладачів у відповідності з потребами держави в підготовці висококваліфікованих фахівців. Метою моніторингу обсягів навчальної роботи студентів і викладачів є отримання інформації про відповідність фактично виконаних обсягів навчального навантаження плановим для несилового стимулювання роботи викладачів та створення таких коригуючих впливів на процес планування, що приведуть до його удосконалення.

Досягнення поставлених цілей можливе тільки за рахунок ефективного управління процесом планування та моніторингу обсягів навчальної роботи. Схема управління на базі ІТПМОНР показана на рис. 1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Загальна схема управління обсягами навчальної роботи

Звертає на себе увагу наявність двох зворотних зв'язків, походження та функції яких різні за своєю природою та характером впливу:

- s₁ - це зворотний зв'язок, який є наслідком аналізу розрахованого навчального навантаження та розкладу занять;

- s₂ - це зворотний зв'язок, пов'язаний з оцінкою відповідності розрахованих обсягів навчальної роботи бажаному ходу навчального процесу.

Потік інформації через зворотній зв'язок s₂ дозволяє внести зміни в навчальні плани, чи активізувати дії по збільшенню контингенту студентів. Таким чином виникає необхідність в розробці методу зворотного розрахунку обсягів навчальної роботи студентів і викладачів ВНЗ.

Подамо інформаційне середовище ІТПМОНР сукупністю інформаційних шаблонів.

Визначення 4: Інформаційний шаблон ІТПМОНР - це форми вхідних, вихідних і робочих документів, наказів, розпоряджень, повідомлень, звітів, структури таблиць баз даних, стандартів електронного обміну інформацією та інших макетів, які використовуються в процесі планування і моніторингу обсягів навчальної роботи студентів і викладачів:

Кожен шаблон характеризується:

Конкретизованим інформаційним шаблоном ІТПМОНР, що забезпечує подання інформації по плануванню чи моніторингу обсягів навчальної роботи є екземпляр інформаційного шаблону ІТПМОНР. Екземпляри інформаційного шаблону ІТПМОНР заповнюються в процесі реалізації інформаційних функцій ІТПМОНР, які повинні забезпечити ефективну реалізацію бізнес-процесу планування і моніторингу обсягів навчальної роботи студентів і викладачів.

Визначення 5: Інформаційна функція ІТПМОНР - це модель відношень між типами інформаційних шаблонів ІТПМОНР, яка дозволяє в автоматизованому режимі реалізувати одну чи кілька функцій процесу планування і моніторингу обсягів навчальної роботи студентів і викладачів, чи його інформаційного забезпечення.

Визначення 6: Компонент ІТПМОНР () - це множина інформаційних функцій ІТПМОНР, які формують значення аргументів іншої функції ІТПМОНР

.

На відміну від інформаційних функцій ІТПМОНР компонент ІТПМОНР дає закінчений в технологічному плані інформаційний продукт. Тоді, інформаційне середовище ІТПМОНР це сукупність екземплярів інформаційних шаблонів і компонентів ІТПМОНР. Під інформаційним середовищем ІТПМОНР будемо розуміти підмножину, яка входить в декартовий добуток HEZ.

Використовуючи математичну модель функціонального середовища процесу планування і моніторингу обсягів навчальної роботи та наведену формалізацію інформаційного середовища ІТПМОНР було розроблено методи планування обсягів навчальної роботи студентів і викладачів ВНЗ. Із схеми (рис. 1) слідує необхідність створення двох методів планування цих обсягів - прямого і зворотного.

Метод прямого розрахунку обсягів навчальної роботи студентів і викладачів в інформаційному середовищі ІТПМОНР.

Даний метод полягає в реалізації наступних кроків обчислень і перетворень інформації:

1. Формування інформаційного базису ІТПМОНР. Полягає в наповненні інформаційної бази ІТПМОНР навчальними планами; описом груп студентів, кафедр, викладачів, аудиторій, лабораторій; введенням графіку навчального процесу, нормативів розрахунків.

2. Розрахунок робочих навчальних планів. Виходячи з існуючих навчальних планів та графіку навчального процесу розраховуються робочі навчальні плани.

3. Розрахунок навчального навантаження на навчальний рік. На основі робочих навчальних планів, з врахуванням контингенту студентів розраховується навантаження на навчальний рік. Реалізуються функції f₅ і f₆.

4. Планування обсягів навчальної роботи. Виходячи з отриманого в п.3 навчального навантаження та контингенту студентів розраховується (див. рис. 1): нормативна штатна кількість викладачів (f₇); плановий обсяг навчальної роботи викладачів (f₈); плановий обсяг навчальної роботи студентів (f₉).

5. Розрахунок розкладу занять. В ІТПМОНР не виконується. Виконується розрахунок ступеня завантаження тих аудиторій і лабораторій, які є найбільш проблемним елементом при розрахунку розкладу.

6. Моніторинг планів. Реалізується шляхом автоматизації дій по реалізації функції f₁₁. Вхідною інформацією є плановий обсяг навчальної роботи студентів і викладачів ВНЗ, оцінка рівня знань студентів по дисциплінам та виконання навчального навантаження студентами і викладачами.

Реалізація наведеного методу дозволить сформувати планові обсяги навчального навантаження студентів і викладачів ВНЗ і перевірити їх виконання. Але у випадку, коли результатом моніторингу є незадовільний стан навчального процесу, необхідно вносити зміни у планові обсяги роботи студентів і викладачів. Для цього використовується метод зворотного розрахунку обсягів навчальної роботи - від бажаного навчального навантаження викладачів і студентів, до обсягів навчального навантаження, прописаного в навчальних планах.

Метод зворотного розрахунку обсягів навчальної роботи. Метод забезпечує розрахунок планових обсягів навчальної роботи у відповідності зі зворотними зв'язками s₁ та s₂ (див. рис. 1). В основі цього методу лежить адаптація навчальних планів до вимог ВНЗ. Його реалізація включатиме етапи:

1. Розрахунок навчального навантаження по наявним навчальним планам.

2. Якщо розраховане навчальне навантаження відповідає вимогам: наявні аудиторії і лабораторії; бажане навчальне навантаження на одного викладача - закінчення оптимізації навчальних планів.

3. Розрахунок навчального навантаження, яке відповідає заданим вимогам. По суті визначається доля від наявного навчального навантаження з урахуванням пріоритетів у викладанні дисциплін (в яких можна зменшувати аудиторне навантаження, а в яких ні) та завантаженість аудиторій.

4. Розрахунок обсягів аудиторних годин в навчальних планах відповідних новому навчальному навантаженню.

5. Розрахунок, погодження та затвердження нових навчальних планів.

6. Розрахунок навчального навантаження по кафедрам ВНЗ.

7. Планування розкладу занять.

8. Закінчення оптимізації навчальних планів.

Реалізація цього методу дає можливість сформувати оптимальні та адаптовані до умов ВНЗ навчальні плани, що в свою чергу нормалізує навчальне навантаження викладачів, обсяг роботи студентів та завантаження наявних аудиторій і лабораторій.

У п'ятому розділі виходячи із запропонованої схеми та підходів до управління ВНЗ через функції діяльності та управлінські функції, система управління ВНЗ подана у вигляді ієрархічної структури, в якій виділяються рівні: стратегічний (функціональний) - рівень управління ВНЗ як організаційно-технічною системою; тактичний (управлінський) - рівень технологій вирішення функціональних задач в підрозділах ВНЗ; оперативний (технічний) - рівень реалізації методів і засобів ІТПМОНР. Запропоновано об'єднати засоби ІТПМОНР в єдину програмно-інформаційну систему (ПІС). В ПІС виділено два ортогональні напрямки перетворення інформаційного ресурсу в інформаційний продукт процесу планування і моніторингу обсягів навчальної роботи - це системна інформаційна технологія та інформаційна технологія користувача.

Засоби програмно-інформаційної системи ІТПМОНР це набір програмних, інформаційних і методологічних компонентів та модулів до яких відносяться: інформаційна база ІТПМОНР; компонент ведення навчальних планів; компонент розрахунку навчальних планів; компонент розрахунку навчального навантаження; компонент ведення довідників системи; компонент планування навчального навантаження.

Реалізація розробленої технології планування та моніторингу обсягів навчальної роботи показала ефективність і своєчасність запропонованого підходу для практики управління навчальним процесом у вищих навчальних закладах.

Висновки

Дисертаційна робота вирішує важливу науково-технічну задачу, яка полягає в розробці та впровадженні методів і моделей оптимізації навчального навантаження в інформаційній технології планування і моніторингу обсягів навчальної роботи студентів і викладачів. В процесі вирішення цієї задачі були отримані наступні результати:

1. Виділено основні тенденції розвитку систем освіти в Україні, які ґрунтуються на трьох взаємопов'язаних соціально-економічних і політичних чинниках: змінах в соціально-економічній формації України; наявних тенденціях глобалізації ринків, діяльності та інформації; процесах європейської інтеграції, що в освіті полягає в приєднанні до Болонського процесу. Показано, що основними напрямками удосконалення діяльності ВНЗ при впровадженні кредитно-модульної системи навчання є перехід до застосування процесного підходу до управління ВНЗ та його інформатизація. На цій основі потрібна розробка нових, більш сучасних систем управління ВНЗ, що відповідали б новим вимогам до управління багатофункціональними об'єктами і реалізовувала їх у вигляді процесних схем.

2. Виконано аналіз особливостей управління ВНЗ в Україні і за кордоном. Наведені відмінні риси системи управління ВНЗ в Україні.

3. Класифіковано функції діяльності та управлінські функції ВНЗ та наведено матрицю відповідальності при реалізації функцій діяльності в ВНЗ та матрицю розподілу управлінських функцій між підрозділами ВНЗ. Дана характеристика цих функцій з позицій їх автоматизації.

4. Дано визначення інформаційної технології планування обсягів навчальної роботи студентів і викладачів. Визначено процеси управління, реалізація яких буде базуватися на використанні інформаційної технології планування обсягів навчальної роботи студентів і викладачів.

5. Розроблена формальна модель інформаційних компонентів процесів планування і моніторингу обсягів навчальної роботи в умовах впровадження кредитно-модульної системи навчання.

6. Запропонована математична модель функціональних компонентів процесів планування і моніторингу обсягів навчальної роботи. Задано формальне подання інформаційних функцій, що реалізуються в процесах планування і моніторингу обсягів навчальної роботи.

7. Наведено загальну схему управління обсягами навчальної роботи. Виокремлено компоненти управління та дана характеристика двох зворотних зв'язків, походження та функції яких різні за своєю природою та характером впливу на функції розрахунку обсягів навчального навантаження. Реалізація цих зворотних зв'язків вимагає розробки методу зворотного розрахунку обсягів навчальної роботи студентів і викладачів ВНЗ.

8. Розроблено методи прямого та зворотного розрахунку планових обсягів навчальної роботи студентів і викладачів. Методи базуються на запропонованих в моделях інформаційного і функціонального середовища ІТПМОНР і методі розрахунку навчального навантаження студентів і викладачів ВНЗ.

9. Запропоновано структуру та розроблено засоби програмно-інформаційної системи ІТПМОНР, які є набором програмних, інформаційних і методологічних компонентів та модулів. Подано загальну характеристику програмно-інформаційної системи «Навантаження», яка забезпечує реалізацію інформаційної технології планування і моніторингу обсягів навчальної роботи студентів і викладачів ВНЗ.

10. Науковий результат цієї роботи полягає в тому, що вперше розроблені двоорієнтовані методи і моделі розрахунку навчального навантаження в інформаційній технології планування і моніторингу обсягів навчальної роботи студентів і викладачів. Реалізація цих методів в ІТПМОНР забезпечує підвищення якості навчання за рахунок оптимізації обсягів навчальної роботи студентів і викладачів ВНЗ.

11. Практичне значення отриманих результатів полягає в тому, що створено ефективну технологію формування інформаційного ресурсу систем управління навчальним процесом в ході розрахунку на оптимізації обсягів навчальної роботи на базі розроблених автором методів та програмних засобів. Інформаційна технологія впроваджена в Київському національному університеті будівництва і архітектури та Черкаському національному університеті імені Богдана Хмельницького.

Список опублікованих праць за темою дисертації

Статті у наукових фахових виданнях:

1. Білощицька С. В. Математична модель задачі планування обсягів навантаження викладачів з врахуванням ризиків та відповідно до кредитно-модульної організації навчального процесу / С. В. Білощицька, Т. Ю. Олєйнікова, Т. В. Савельєва // Вісник ЧДТУ. - 2008. - № 4. - С. 3-10.

Автором запропонована модель взаємозв'язку атрибутів планування навчального навантаження викладачів в умовах кредитно-модульної системи організації навчального процесу.

2. Білощицький А. О. Інформаційна технологія планування обсягів навчальної роботи у ВНЗ III-IVрівнів акредитації / А. О. Білощицький, С. В. Білощицька // Зб. наук. праць «Системи обробки інформації». - Х. : Харківський університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба, 2009. - С. 120-124.

Автором викладено основні положення реалізації процесного підходу до побудови інформаційної технології планування і моніторингу обсягів навчальної роботи.

3. Білощицький А. О. Оптимізація обсягів аудиторної роботи в інформаційній технології планування навчального навантаження / А. О. Білощицький, С. В. Білощицька // Вісник Східноукраїнського національного університету ім. В. Даля.- Луганськ : СНУ ім. В. Даля, 2009. - № 6 (136), ч. 1. - С. 298-302.

Автору особисто належить розробка реверсивної моделі взаємозв'язку атрибутів планування навчального навантаження з навчальними планами.

4. Білощицький А. О. Теоретичні основи векторних інформаційних технологій та їх застосування до побудови планування обсягів навчальної роботи у ВНЗ III-IV рівнів акредитації / А. О. Білощицький, С. В. Білощицька // Восточно-европейский журнал передових технологий. - 2009. - № 3/2 (39). - С. 35-41.

Автором представлено основні компоненти векторної інформаційної технології планування обсягів навчальної роботи у ВНЗ України.

5. Білощицький А. О. Методи розрахунку навчального навантаження в інформаційній технології планування і моніторингу обсягів навчальної роботи студентів і викладачів ВНЗ III-IV рівня акредитації / А. О. Білощицький, С. В. Білощицька // Восточно-европейский журнал передових технологий. - 2009. -№ 4/2 (40). - С. 57-62.

Автором наведена схема управління обсягами навчальної роботи в ВНЗ 3-4 рівнів акредитації. Виділено прямий і зворотний методи розрахунку.

Друковані праці наукових конференцій:

6. Білощицький А. О. Використання інформаційних технологій у вищих навчальних закладах / А. О. Білощицький, С. В. Білощицька // Наук. конф. молодих вчених, аспірантів і студ. КНУБА : тези доповідей. - К. : КНУБА, 2007. - С. 95-96.

Автором запропоновано підхід і напрямки розробки інформаційної технології планування і моніторингу обсягів навчальної роботи, як елементу системи управління навчальним процесом.

7. Білощицький А. О. Векторна інформаційна технологія планування обсягів навчальної роботи у ВНЗ III-IV рівнів акредитації / А. О. Білощицький, С. В. Білощицька // Матеріали другої наук.-тех. конф. «Інформаційні і моделюючі технології (ІМТ-2009)». - Черкаси, 2009. - С. 22-23.

Автором виокремлено компонент інформаційного забезпечення процесів оперативної діяльності ВНЗ.

8. Білощицький А. О. Проектный подход к реализации информационных технологий в высших учебных заведениях III-IV уровней аккредитации / А. О. Білощицький, С. В. Білощицька // Тези доповідей VI Міжнар. конф. «Управління проектами у розвитку суспільства». - К. : КНУБА, - 2009. - С. 16-17.

Автором сформульовані цілі діяльності ВНЗ і підходи до управління всіма діями, які забезпечують досягнення сформульованих цілей.

9. Білощицький А. О. Наукові засади застосування методів проектного менеджменту в векторних інформаційних технологіях управління підприємствами / А. О. Білощицький, С. В. Білощицька // Матеріали V Міжнар. наук.-практ. конф. «Управління проектами: стан та перспективи». - Миколаїв : НУК, 2009. - С. 129-130.

Автором математично описана множина технологічних векторів перетворення інформаційного ресурсу в інформаційний продукт.

10. Білощицький А. О. Модель розрахунку навчального навантаження і моніторингу обсягів навчальної роботи студентів і викладачів ВНЗ в умовах кредитно-модульної організації навчального процесу / А. О. Білощицький, С. В. Білощицька // Матеріали 70 наук.-практ. конф. КНУБА. - К. : КНУБА, 2009. - С. 4-11.

Автором розроблено модель розрахунку навчального навантаження студентів і викладачів ВНЗ.

Анотація

Білощицька С. В. Інформаційна технологія планування і моніторингу обсягів навчальної роботи у вищих навчальних закладах. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 - Інформаційні технології. - Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ, 2009.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливої науково-технічної задачі, яка полягає в розробці методів і моделей оптимізації навчального навантаження в інформаційній технології планування і моніторингу обсягів навчальної роботи студентів і викладачів. Виконано системний аналіз і виокремлено характерні риси управлінської діяльності ВНЗ. Розглянуті існуючі підходи, моделі, методи і засоби планування і моніторингу навчального процесу. Запропоновано використати процесний підхід в якості основного для удосконалення систем управління ВНЗ.

Розроблена формальна модель інформаційних і функціональних компонентів процесів планування і моніторингу обсягів навчальної роботи в умовах впровадження кредитно-модульної системи навчання. Наведено схему управління обсягами навчальної роботи. Виокремлено компоненти управління та дана характеристика двох зворотних зв'язків, реалізація яких вимагає розробки методу зворотного розрахунку обсягів навчальної роботи студентів і викладачів ВНЗ. Розроблено методи прямого та зворотного розрахунку планових обсягів навчальної роботи студентів і викладачів. Реалізація цих методів забезпечує підвищення якості навчання за рахунок оптимізації обсягів навчальної роботи студентів і викладачів ВНЗ.

Створено інформаційну технологію планування і моніторингу обсягів навчальної роботи студентів і викладачів (ІТПМОНР) на базі розроблених в дисертаційній роботі методів та програмних засобів. Розроблені моделі, методи та засоби впроваджені в ряді вищих навчальних закладів України.

Ключові слова: процесний підхід, навчальне навантаження, інформаційна технологія, планування і моніторинг обсягів навчальної роботи.

Аннотация

Белощицкая С. В. Информационная технология планирования и мониторинга объемов учебной работы в высших учебных заведениях. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.06 - Информационные технологии. - Киевский национальный университет строительства и архитектуры, Киев, 2009.

Диссертационная работа посвящена решению важной научно-технической задачи, которая заключается в разработке методов и моделей оптимизации учебной нагрузки в информационной технологии планирования и мониторинга объемов учебной работы студентов и преподавателей. В процессе решения задачи выделены основные тенденции развития систем образования в Украине. Показано, что основными направлениями усовершенствования деятельности является переход к применению процессного подхода к управлению ВУЗом и его информатизация.

Выполнен системный анализ и выделены характерные черты управленческой деятельности в ВУЗе. Рассмотрены существующие подходы, модели, методы и средства планирования и мониторинга учебного процесса. Предложено использовать процессный подход в качестве основного для усовершенствования систем управления ВУЗом. Определены процессы управления, реализация которых будет базироваться на использовании информационной технологии планирования объемов учебной работы студентов и преподавателей (ИТПМОНР). Дано определение ИТПМОНР. Разработана формальная модель информационных и функциональных компонентов процессов планирования и мониторинга объемов учебной работы в условиях внедрения кредитно-модульной системы обучения. Приведена общая схема управления объемами учебной работы. Выделены компоненты управления и дана характеристика двух обратных связей, реализация которых требует разработки метода обратного расчета объемов учебной работы студентов и преподавателей ВУЗа. Разработаны методы прямого и обратного расчета плановых объемов учебной работы студентов и преподавателей. Методы базируются на предложенных моделях информационной и функциональной среды ИТПМОНР и методе расчета учебной нагрузки студентов и преподавателей ВУЗа. Реализация этих методов обеспечивает повышение качества учебы за счет оптимизации объемов учебной работы студентов и преподавателей.

Предложена структура и разработаны средства программно-информационной системы ИТПМОНР, которые являют собой набор программных, информационных и методологических компонентов. Подана общая характеристика программно-информационной системы, которая обеспечивает реализацию информационной технологии планирования и мониторинга объемов учебной работы студентов и преподавателей ВУЗа. Создана информационная технология планирования и мониторинга объемов учебной работы студентов и преподавателей на базе разработанных в диссертационной работе методов и программных средств. Разработанные модели, методы и средства внедрены в ряде высших учебных заведений Украины.

Ключевые слова: процессный подход, учебная нагрузка, информационная технология, планирование и мониторинг объемов учебной работы.

Annotation

Biloshchitska S. V. Information technology planning and monitoring the academic work volume in higher education. - Manuscript.

Thesis for Ph.D. degree in specialty 05.13.06 - Information technology. - Kyiv National University of Construction and Architecture, Kyiv, 2009.

The thesis is dedicated to solving important scientific and technical problem which consists in developing methods and models to optimize the teaching load in the information technology planning and monitoring the students and lecturers academic work volumes. Completed system analysis and chosen the university managerial activities characteristics. Consider existing approaches, models, methods and means of planning and monitoring the educational process. We propose to use the process approach as the basic to university management systems.

Developed information and functional components formal model of the planning and monitoring the academic work volumes according to education credit-modular system introduction. The academic work volume management scheme has been adduced. Chosen management components and given two backward linkages characteristic, which implementation requires the students and lecturers academic work inverse calculation method development. Developed the students and lecturers planned academic work volumes direct and inverse calculation methods.

Implementation of these methods ensures quality training by optimizing the students and lecturers academic work volume.

Established information technology planning and monitoring the students and lecturers academic work volumes (ITPMAWV) based on the methods and software developed in this thesis. The developed models, methods and tools implemented in several universities in Ukraine.

Key words: process approach, the teaching load, information technology, planning and monitoring the academic work volumes.

Размещено на Allbest.ru