Содержание к диссертации
Введение
1. Функциональная модель сельскохозяйственного производства как сложной организационно- технической системы 11
1.1. Структура сельскохозяйственного производства 11
1.2. Виды деятельности и задачи, выполняемые субъектами СТС СХП при реализации заданных функций 14
1.3. Выделение значимого показателя качества деятельности специалиста СХП 21
Выводы по первому разделу 34
2. Математическое обеспечение автоматизированной обучающей системы подготовки специалистов СХП .. 36
2.1. Показатели надежности деятельности специалистов и описание ими надежности выполнения обобщенных задач 36
2.2. Выведение обобщенного показателя надежности выполнения задач СХП 47
2.3. Определение требований к значениям показателей надежности 60
2.4. Математическая модель определения потребного для сельскохозяйственного производства уровня обученности специалиста 11
2.4.1. Анализ определений уровня обученности специалиста 71
2.4.2. Математическая модель уровня обученности 79
2.4.3. Связи показателей надежности деятельности специалистов с их уровнем обученности 83
2.4.4. Математическая модель назначения требуемого для практики уровня обученности специалиста 86
Выводы по второму разделу 99
3. Алгоритмическое обеспечение АОС СХП 103
3.1. Алгоритмическая модель оценки уровня обученности специалиста ... 103
3.2. Математическая модель качества функционирования АОС 116
3.2.1. Математические модели процесса изменения уровня обученности специалиста 122
3.2.2. Определение области функционирования АОС 126
3.2.3. Анализ факторов, влияющих на качество функционирования АОС 132
3.3. Методика задания требований к уровню обученности специалистов 138
3.4. Алгоритм определения исходного уровня обученности 143
Выводы по третьему разделу 147
Заключение 149
Список литературы 151
Приложения 161
- Структура сельскохозяйственного производства
- Выделение значимого показателя качества деятельности специалиста СХП
- Показатели надежности деятельности специалистов и описание ими надежности выполнения обобщенных задач
- Алгоритмическая модель оценки уровня обученности специалиста
Введение к работе
В настоящее время эффективность любого производства всё в большей степени зависит от качества деятельности обслуживающего персонала, которое, в свою очередь определяется уровнем их обученности и способностью использовать в своей деятельности имеющуюся информацию.
Для последних десятилетий, как отмечают учёные, характерно ежегодное удвоение общей суммы знаний, что порождает странную парадоксальную ситуацию - накопленный информационный потенциал человек не может использовать в полном объёме в своей деятельности.
Очевидно, что такая ситуация характерна для тех, кто подготовлен к деятельности на конкретном уровне обученности, а не на обобщённом. Отметим, что в деятельности изменяются прежде всего алгоритмы преобразования предмета труда в продукт. Сами же предметы деятельности не изменяются или изменяются редко. Поэтому весьма актуальной становится проблема обеспечения взаимосвязи системы образования с практикой. Выделения обобщённых структур деятельности и обобщённого способа выделения предмета деятельности и оценки его свойств, внедрения этих методов в систему подготовки специалистов.
Широкое использование средств информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) в подготовке специалистов в настоящее время ограничено дисциплинарной (внутренней) функцией и не выходит на уровень междисциплинарных, цикловых функций (исключение есть в диссертации на соискание ученой степени к.п.н. Корнеенко Л.Г.) в подготовке специалиста, способного качественно выполнять задачи непосредственно на рабочих местах и иметь соответствующий сертификат качества. Поэтому современные ИКТ должны быть построены (сконструированы) так, чтобы реализовать личност-но-ориентированные методы, контекстуальные и развивающие методы. Именно реализация этих методов обеспечивает непрерывное обучение и раз-
5 витие человека в функции от осознания ими потребности и соотношения её с жизненной целью (личностный смысл и значение).
Всё перечисленное позволяет описать противоречия, сложившиеся в настоящее время в системе образования России:
с одной стороны - предметы деятельности специалистов не изменялись (но идёт процесс разделения целостного труда);
с другой стороны - внедряются современные информационные средства, которые дают большую информацию о свойствах предмета, средствах его преобразования;
с третьей стороны - последовательное внедрение ИКТ в образовательный процесс по содержанию остаётся прежним.
Проблема системы образования заключается в поиске таких средств обучения, которые обеспечивали бы постоянное саморазвитие личности (на базе обобщённых ориентировочных основ действия (ООД)), способные обобщать конкретные явления на основе общего способа познания (о чём вели речь Гершунский Б.С., Леднёв B.C., Талызина Н.Ф.), а решение ее связано с отсутствием разработанных методов аттестации рабочих мест, обобщении конкретных задач, выделении обобщённых задач и их структуры ООД, проектирования автоматизированной обучающей системы (АОС), обеспечивающей достижение требуемого уровня обученности.
Выбор темы диссертационной работы во многом предопределён результатами практической деятельности автора в сельскохозяйственной промышленности (СХП) и непрерывным ростом количества продукции, который, как оказалось, существенно зависит от качества деятельности структурных подразделений и обслуживающего персонала СХП. Исследования были проведены по направлениям методологического, кибернетического, системотехнического и психолого-педагогического характера, касающегося проблем информатизации образования и задач проектирования АОС. Среди них, прежде всего, следует отметить работы таких научных направлений как:
концепции информатизации науки, техники, общества, образования (Гершунский Б.С., Денисова А.Л., Козлов О.А., Леднёв B.C., Монаков В.М., Павлов А.А., Роберт И.В., Романенко Ю.А. и др.);
теория моделирования (Архангельский СИ., Интельсон Л.Б., Морозов К.Е., Новик Н.Б. и др.);
положения теории познания, формирования личности, становления профессионала (Аверьянов А.И., Бабанский Ю.К., Гальперин П.Я., Давыдов В.В., Петровский А.П., Урсул А.Д. и др.);
-математическая теория обучения (Свиридов А.П., Растрижен Л.А., Робертсон Т., Мостеллер Ф. и др.).
Ключевым компонентом, определяющим уровень образовательных услуг, было и остаётся правильно поставленная (ые) цель (цели) подготовки специалиста и оценка исходного уровня обученности обучающегося. Несмотря на относительную проработанность вопросов планирования образовательного процесса, обеспечивающего достижение целей, всё ещё остаётся острая проблема в определении исходного уровня обученности и построении индивидуального плана подготовки специалиста.
Анализ проводимых исследований показал, что не нашли своего полного системного решения вопросы автоматизации определения исходного уровня обученности и построения индивидуального плана подготовки специалистов. Причина заключается в недостаточной разработке теоретико-алгоритмических основ выделения из практики целей подготовки, определения исходного уровня обученности и доведение его до требуемого, т.е. реализации АОС функций: ОУД>ВУД>УУД и приведение АУУД=ВУД-УУД к минимуму, где ОУД - объективные условия действия, ВУД - выделенные условия действия, УУД - усвоенные в вузе условия действия.
Все изложенное обусловило выбор направления исследования.
Объект исследования - автоматизированная обучающая система внутрипроизводственного функционирования.
Предмет исследования- алгоритмы функционирования АОС, обеспе
чивающие доведение уровня обученности до требуемого.
^ Цель исследования - восстановление и развитие уровня обученности
специалистов СХП на основе оценки исходного уровня обученности и построения технологии подготовки, обеспечивающей достижение требуемого уровня обученности.
Достижение поставленной цели исследования обеспечивается решением научной задачи - разработкой теоретико-алгоритмических методов построения АОС, обеспечивающей восстановление и развитие уровня обученности специалиста СХП.
Решение научной задачи обуславливает постановку и решение сле
дующих общих задач:
Разработка алгоритмов назначения требуемых значений показателей надежности деятельности специалистов, обеспечивающих повышение продуктивности СХП.
Разработка моделей, позволяющих определить требуемый уровень обученности специалистов, обеспечивающих достижение на практике требуемых значений показателей надежности их деятельности.
f 3. Разработка алгоритмов на основе построения вербальной модели
деятельности специалистов, позволяющих выявить элементы уровня обучен-ности, не соответствующие требуемым значениям, установить, какие элемен-- ты структуры ООД не сформированы.
4. Разработка алгоритмов выбора стратегии "доучивания" и доведение исходного уровня обученности до требуемого.
Перечисленные задачи обусловили постановку и решение следующих
частных задач:
Ц 1) функциональное описание СХП и выделение обобщённых задач, вы-
# полняемых специалистами СХП, в выполнении функций;
анализ и выделение значимых показателей деятельности специалистов и качества, обеспечивающих выполнение выделяемых функций;
разработка математических моделей:
- надёжности выполнения задач специалистами СХП;
- обобщённого показателя надёжности выполнения функций СХП;
взаимосвязи уровня обученности специалиста с надёжностью вы
полнения им задач;
определения области допустимых решений для уровня обученности, обеспечивающего требуемую надёжность выполнения задач;
выделение значимых элементов уровня обученности, обеспечивающих требуемую надёжность выполнения задач;
4) разработка алгоритмов расчёта требуемых уровней обученности, не
обходимых для выполнения задач с требуемой надёжностью.
Теоретико-методологической основой исследования являются фундаментальные положения системного подхода к исследованиям систем, деятельного подхода к исследованию деятельности специалистов, общей теории управления и психологии.
При решении поставленных задач использовались методы анализа научной и учебно-методической литературы, нормативных документов по организации СХП, методы статистической обработки данных, личный опыт и наблюдения.
На защиту выносятся:
функциональная модель СХП;
математические модели определения требуемого уровня обученности, обеспечивающие требуемые значения надёжности выполнения задач специалистами;
алгоритмы построения АОС, которые обеспечивают определение исходного уровня обученности специалиста и доведение его до требуемого.
Научные результаты состоят в следующем:
Разработаны (выделены) предметы деятельности руководителей СХП, обеспечивающие его функционирование.
Разработаны вербальные модели деятельности специалистов СХП.
Разработаны математические модели расчета требуемых значений уровня обученности в зависимости от требуемых значений надёжности выполнения задач, реализующих функции СХП.
Выделены обобщённые составляющие уровня обученности и элементы их ООД.
Разработаны алгоритмы оценки исходного уровня обученности и выделены методы доведения его до требуемого значения.
Научной новизной результатов исследования является теоретическое обоснование взаимосвязи уровня обученности с надёжностью выполнения практических задач, отличающихся от известных решений тем, что разработанные математические модели оценки этой взаимосвязи и выделены функционально значимые элементы уровня обученности, определяющие высокие значения надёжности деятельности специалистов.
Практическая значимость результатов исследования заключается в обеспечении связей, требований практики к уровню обученности специали-" ста, постановке целей подготовки в АОС, обеспечивающей доведение исходного уровня обученности до требуемого и, как следствие, росту производства сырья в СХП.
Обоснованность и достоверность полученных результатов исследования обеспечивается опорой на фундаментальные положения общей теории управления, системологии и психолого-педагогических теорий, математических методов, эргономики, результатов функционирования СХП «Трубец-кое», опытом руководителя СХП.
Апробация результатов исследования.
Материалы исследования обсуждены на коллегии Министерства сельского хозяйства Калужской области и рекомендованы к широкому внедрению. Апробированы при подготовке будущих руководителей СХП, обучаю-
10 щихся на курсах повышения квалификации. Основные результаты работы опубликованы в 7 научных статьях.
Результаты диссертационной работы реализованы в Министерстве сельского хозяйства Калужской области в ряде предприятий СХП.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех разделов, заключения, списка литературы и приложений.
Структура сельскохозяйственного производства
Сельскохозяйственное производство (СХП) относится к сложным организационно-техническим системам, имеющим в своем составе: - руководителя; - технические системы с обслуживающим персоналом; - общий объект управления, который обеспечивает переработку предмета в требуемый продукт (определенного качества и количества). Особенностью сложной организационно-технической системы СХП является: - большое число элементов и выполняемых ими задач (которые относятся к системам человек-машина); - высокая (функциональная, предметная) связность элементов; - сложность алгоритмов (или их построения) управляющих воздействий в нестандартных ситуациях.
Для построения функциональной модели СХП примем (А.Д. Цвиркун. Структура сложных систем): - СХП как сложная организационно-техническая система предназначена для производства конкретного продукта (например, молока); - своим предназначением система определяет свою структуру, взаимосвязи между подсистемами и требуемое качество их функционирования; - под структурой СХП будем понимать организацию системы из отдельных подсистем с их взаимосвязями, которые определяются распределением функций и целей, выполняемых системой.
При этом подсистемы СХП являются человеко-машинными системами, функции которых описываются задачами, выполняемыми субъектами этих систем. Поэтому будем считать, что если удается построить систему взаимосвязанных задач, выполняемых подсистемами, обеспечивающих надежное функ ционирование системы в целом то тем самым мы построим функциональную модель сложной организационно-технической системы, что не противоречит (А.Д. Цвиркун. Структура сложных систем), где под структурой организационной системы понимается форма распределения задач между лицами, составляющими организационную систему, направленную на достижение стоящих перед ней целей.
Под задачей будем понимать описание объективного состояния предмета и требуемое состояние продукта, которое должно быть достигнуто выполнением алгоритма. В изученных источниках отсутствует определение СХП. Сформируем его. СХП является элементом агропромышленного комплекса (АПК), под которым понимается совокупность взаимосвязанных отраслей народного хозяйства, производств и видов деятельности, взаимодействующих в ходе обеспечения потребностей населения в продуктах питания и товарах народного потребления из сельскохозяйственного сырья. Условно подразделяется на 3 сферы: сельскохозяйственное производство; группа отраслей, осуществляющих производство средств производства для сельского хозяйства, его материально-техническое обеспечение и производственное обслуживание; группа отраслей и производств, обеспечивающих переработку и движение продукции сельского хозяйства к конечному потребителю (пищевая, соответствующие отрасли легкой промышленности, предприятия по транспортировке, хранению, реализации). АПК как одно из проявлений агропромышленной интеграции складывается в большинстве экономически развитых стран с сер. 20 в.
Аналогично можно дать определение СХП: совокупность взаимосвязанных СТС (по видам деятельности), взаимодействующих между собой в процессе производства сырья для продуктов питания. Исследуемая система включает в себя (рис. 1.1): - стадо коров, которые в течение года могут находится в состояниях сухостойных, новотельных, производства молока. Кормление коров осуществля ется на пастбище или стойлах; - сложную техническую систему главного механика, которая предназначена для обеспечения своевременной доставки кормов и автоматизированной дойки коров, а также своевременной доставки молока на перерабатывающие заводы; - сложную техническую систему главного зоотехника, которая предназначена для обеспечения высокой продуктивности стада и поддержание его физиологического состояния на требуемом уровне; - сложную техническую систему главного энергетика, которая предназначена для бесперебойного обеспечения электроэнергией автоматизированных систем, а также обеспечение требуемого температурно-влажностного режима содержания коров в стойловый период.
Таким образом, исходя из предназначения СТС очевидно, это всеобщим объектом управления является стадо коров (его производительность). На продуктивность стада влияют внутренние и внешние факторы среды. Противодействие внутренним факторам осуществляют руководители СТС, а противодействие внешним факторам осуществляет руководитель СХП.
Разработанная структура СХП изначально определила функции подсистем через предметы деятельности их руководителей, тем самым управление СХП построено по принципу управления по целям (предметам деятельности) и стимулам, что в свою очередь, характеризует систему как централизованную для принятия решений и децентрализованную для их реализации, чтобы при заданных целях полнее использовать профессиональные знания или сформированный уровень обученности. Последнее особенно важно в связи с тем, что задачи, выполняемые СТС, в большинстве своем нестандартные.
Исходя из выделенных функций СТС, представленных в виде их предназначения, опишем виды деятельности руководителей СТС и задачи их реализующие.
Под сложной технической системой будем понимать систему человек-машина, включающую в себя субъекта труда, орудия труда (средства труда) и объект управления (который преобразует предмет труда в продукт), функционирующую в определенной среде.
Основное предназначение СХП - это производство молока как сырья для молочных заводов, которое реализуют специалисты, выполняя организационные и эксплуатационные задачи с включением технических и информационных средств, образуя целостное образование - систему человек - машина - среда.
Любая организационная или эксплуатационная задача имеет свой предмет, на который направлена деятельность специалиста и, который должен быть осознан каждым рабочим СХП. Очевидно, это для описанных ранее СТС дол 15 жен существовать один единственный объект эксплуатации и организации, на который направляются все действия специалистов и рабочих СХП.
Таким всеобщим объектом для СХП является стадо, обладающее определенными физиологическими свойствами, которые потребляются средой (температурой, влажностью, временем и др.) и рабочими и которые восстанавливаются в определенные периоды жизненного цикла.
Выделение значимого показателя качества деятельности специалиста СХП
Для построения АСО необходимо определить показатель эффективности СХП, который оценивал бы степень приспособленности системы к выполнению поставленных перед ней задач в условиях воздействия на нее факторов среды.
Известно, что наиболее широко используются следующие основные показатели эффективности: вероятность выполнения системой поставленной задачи, живучесть, надежность, быстродействие, пропускная способность, способность к перестройке. Выбор показателя эффективности определяется спецификой рассматриваемой работы. Специфика проводимого исследования такова, что необходимо построить модель, позволяющую оценить: - уровень обученности специалиста; - влияние уровня обученности на надежность выполнения задач персоналом; - влияние надежности выполнения задач на обобщенный показатель надежности СХП; - и, в конечном итоге, влияние на количество произведенного сырья. Поэтому показателем эффективности СХП будем считать надежность его функционирования (или надежность выполнения задач).
Выделим показатели надежности деятельности специалиста и опишем надежность выполнения специалистами выделенных обобщенных задач.
Обычно [50, 64, 65, 68, 81] качество выполнения задачи СХП определяется следующими показателями: быстродействие, точность и надежность. Ими же описывается и качество деятельности номера расчета, как составной части ВТС [50, с.ЗЗ].
Однако специалист в процессе выполнения какой-либо задачи осуществляет свою целенаправленную деятельность, которая регулируется его психикой. В этом случае говорят [99], что часть управляет целым: психикой - деятельностью в результате интериоризации последней. Это особенность деятельности человека описывается четвертым показателем качества деятельности психологической напряженностью.
Таким образом, четыре показателя характеризуют качество любой деятельности человека: быстродействие, точность, надежность и психологическая напряженность. Изучим перечисленные показатели качества деятельности на примере выполнения задач специалистами СХП. Быстродействие - временной показатель решения задачи специалистом. Любая задача, которая возникает в процессе эксплуатации СХП задана во времени. Так, доставка кормов и доение ограничены по времени. Однако, в период стойлового содержания ситуация может измениться, что потребует в минимально короткие сроки выполнить поставленную задачу без нарушения требований, правил и мер безопасности. Любая задача эксплуатации СХП может быть выполнена за определенное время - Tj. Это время включает в себя: временные характеристики технических средств, которые функционируют в процессе выполнения задач; технологические ограничения; психофизиологические процессы человека, которые имеют свои ограничения. Таким образом, Ті=ім+іпф, (1.1) где tM - время функционирования машины в процессе выполнения задачи; пф " время выполнения операций специалистом (как внешних, так и внутренних). В связи с тем, что время функционирования технических средств является их неотъемлемой характеристикой и изменяться не может, поэтому время выполнения задачи Tj зависит, в основном, от временных характеристик действий специалиста. Время решения эксплуатационной задачи зависит от условий, в которых она дана. Эти условия могут быть известными для исполнителя, а могут быть и неизвестными. Последнее требует определенных временных затрат на поиск решения задачи. В первом же случае решение задачи может начаться «сразу» (по известным способам). Кроме того, исполнительные операции могут быть различными по временным затратам. Поэтому к і пф = Е1РІ + Е оп (1-2) j=l n=l к где 2J1PJ " сУммаРное время, затрачиваемое специалистом на анализ j=l возникшей ситуации и принятие решения; Е і ton - суммарное время выполнения операций специалистом. п=1 Отсюда каждая задача эксплуатации выполняется за время к і Ti = tm + tpj + ton. (1.3) j=l n=l Так как при подготовке техники к применению решается ряд задач, поэтому общее время подготовки ее будет определяться, как m Т=ІТІ5 (1.4) і=1 где m - количество задач, решаемых специалистами при подготовке к применению.
Выражение (1.3) определяет качество деятельности специалиста. Первая его составляющая характеризуется степенью обобщенности сформированной ориентировочной основой действий или сформулированными умениями решать задачи. Как известно [123] уровень сформированных умений характеризуется: качеством, разносторонностью, гибкостью и скоростью функционирования. Следовательно, от того как они будут сформированы в период подготовки специалиста зависит и время, затрачиваемое им на анализ ситуации и принятие решения в изменившейся обстановки. В связи с тем, что обстановка изменяется случайно, а сами умения способны утрачиваться со временем, поэтому и к ]Ttpj носит случайный характер и может принять значение, приводящее к j=l срыву выполнения задачи.
В значительной степени характер этой величины проявляется в задачах поиска и устранения неисправностей на СТС. Это определяется в первую очередь недостаточной сформированностью внутренних средств деятельности человека.
Вторая составляющая выражения (1.3) связана с временными затратами на отдельные исполнительные операции, выполняемые специалистами. В литературе [50, 65, 130, 148] приводятся справочные данные, характеризующие скорость выполнения отдельных элементарных операций от нажатия кнопок до восприятия и реагирования на них. Установлено [50, 65], что эти характеристики зависят от самых разнообразных факторов, начиная с характеристик раздражителя и условий его воздействия до психических и физиологических особенностей личности, на которую они воздействуют, ее состояние и решение ею задачи. Это обстоятельство существенно затрудняет прогнозирование временных показателей деятельности специалистов и выдвигает необходимость определения их применительно к конкретной их категории и конкретным условиям их работы. Как показали исследования [69, с. 142-143] «время действия оператора оказывается обусловленным не столько его скоростными возможностями, его состоянием, настроением (хотя немало важны и эти факторы), сколько разрешаемой им задачей ... . На основе анализа задач, возникающих у оператора в данной конкретной системе управления, и условий его деятельности открывается возможности прогнозировать показатели времени действия оператора при решении этих задач».
Из приведенного выводятся два фактора, влияющие на время выполнения задачи: временные ограничения на решения задачи и ее значимость для субъекта.
Введение ограничений на время решения задачи требует хорошей тренированности специалиста и доведение выполняемых операций до уровня навыка. Однако, навык обладает свойством интерференции, что может привести к ошибке при решении задачи. Так как «цена» ошибки, допущенной специалистом в процессе эксплуатации СХП велика, то формировать навыки в процессе подготовки необходимо до определенного уровня. Этот уровень должен быть таким, чтобы при необходимости специалист сумел вывести его на уровень осознаваемого действия.
Таким образом, вторая составляющая выражения (1.3) существенно зависит от уровня подготовленности специалиста и может изменяться от времени необходимого ему для выполнения задачи в стандартных условиях, до времени, необходимого ему для выполнения задачи в изменяющихся условиях. На ширину этого временного интервала влияет и уровень профессиональной подготовленности специалиста (умение контролировать свои действия, умения развернуть навык до уровня сознательно выполняемого действия и др.).
Показатели надежности деятельности специалистов и описание ими надежности выполнения обобщенных задач
Описание функций СХП через задачи и надежность их реализации, выполняемые обслуживающим персоналом, позволяет подойти к решению проблемы оценки использования субъектом труда «своих собственных средств деятельности» [63].
Так для обслуживающего персонала СТС главного зоотехника показатель своевременности выполнения задач при незначительном временном ограничении выполнения операций не играет значительной роли и может быть не очень высоким. В тоже время для обслуживающего персонала СТС главного механика (особенно обеспечивающих автоматизированное доение) этот показатель играет решающую роль в обеспечении высокого производства сырья.
В связи с тем, что функционирование объекта управления (стадо) осуществляется в два периода (пастбищное и стойловое), наиболее сложное из которых является второе, а также, исходя из необходимости непрерывно обеспечивать физиологические потребности объекта управления (потребление кормов, дойка). Опишем, в первую очередь, надежность выполнения задач СТС главного механика ответственного за безотказное, своевременное и безошибочное действие персонала обеспечивающего автоматизированную дойку стада.
Живучесть - своеобразное свойство объекта управления. В отличие от большинства других свойств и характеристик, влияющих на эффективность объекта управления, живучесть не является, по сути дела, собственной характеристикой объекта управления, так как она зависит не только физиологических особенностей объекта, но и от воздействия на него факторов среды. Противодействие влиянию среды организуют руководители. От их успешных действий зависит значение Рж в рамках заложенных в объект управления возможных физиологических свойств, их сохранность и развитие обеспечивает выполнение задач противодействия влияниям среды, как активно, так и пассивно.
Таким образом, этот показатель имеет постоянную составляющую, которая закладывается в процессе создания объекта управления, и переменную составляющую, которая существенно зависит от качества деятельности об 40 служивающего персонала, от их способности противостоять действиям среды. При этом живучесть объекта управления обеспечивается применением широкого круга мер, которые могут быть объединены в следующие группы: - выбор и развитие физиологических свойств, их особенностей объекта управления, обеспечивающих наибольшую выживаемость элементов объекта управления на всех этапах и периодах его функционирования; - реализация и обеспечение соответствующих режимов содержания объекта управления и режимов функционирования СТС (дежурство, сбор информации, пастбища, хранилища и др.); - использование в процессе (производства) эксплуатации объекта управления различных обеспечивающих систем (технические средства эксплуатации, синоптических систем, диагностирующих систем и др.). К перечисленным группам необходимо дополнить комплекс мероприятий, применяемых руководителем СХП и руководителями СТС на основе знаний (вскрытие потенциальных возможностей) физиологических свойств объекта управления, которые обеспечивают противодействие факторам воздействия среды.
Известны показатели надежности технических систем [33, 46, 50, 52] и система показателей надежности эргатических систем [32, 63, 69, 154, 148]. Анализ приведенных работ показал, что нет единого обобщенного показателя СХП, который характеризовал бы влияние техники и деятельности персонала на выполнение задач, поставленных перед СХП. Однако в [38] и [174], не в явном виде, изложены подходы к выведению обобщенного показателя надежности СТС и СХП. Для построения программного обеспечения АОС СХП необходим показатель, который в явном виде выражал бы влияние на него надежности деятельности обслуживающего персонала.
Введем следующие условия решения задачи: - объект управления сформирован и обладает множеством эксплуатационных (производительных) и физиологических свойств, которые "потребляются" средой и обслуживающим персоналом; эксплуатационные (производительные) свойства со временем изменяются до определенного уровня; плановым порядком проводится обслуживание, в процессе которого обслуживающий персонал с техническими средствами реализует поставленные задачи с определенным качеством (результатом); при этом обслуживающий персонал обучен до требуемого уровня, а условия их жизни и труда обеспечивают их биологическую надежность; при возведении среды на объект управления руководители своевременно и безошибочно выбрали правильную стратегию противодействия ей и реализовали ее с обслуживающим персоналом из введенных условий видно, что СХП, как сложная система включает в себя три слоя свойств.
Организационная и эксплуатационная деятельность, как показано в [32, 69, 145, 146] существенно зависит от биологической надежности операторов (сильное переутомление, головные боли - приведут к невыполнению задачи) и от уровня обученности при выполнении каждой задачи.
Исследование этих двух составляющих можно вести на уровне управления этими свойствами или на уровне свойств отдельного человека - оператора, но при этом необходимо признать, что эти виды деятельности являются обеспечивающими организаторскую и эксплуатационную деятельность, а их влияние можно оценить переключающей функцией.
Для того, чтобы математически описать такую систему необходим нестандартный подход, который позволил бы выделить обобщенный показатель ее надежности и исследовать влияние свойств человека на его значение.
Поставленную задачу определить влияние человека на обобщенный показатель надежности СХП - можно решить двумя путями: первый - изучить каждый частный показатель обобщенного показателя надежности СХП [33, с. 107] и, выделив влияние на них надежности деятельности человека, сформировать обобщенный показатель надежности системы; второй - описать вероятность выполнения задачи (применения ОУ) СХП в технологической последовательности выполнения задач и их вероятностями (безошибочного, точного и своевременного выполнения).
Алгоритмическая модель оценки уровня обученности специалиста
Поясним физический смысл составляющих, приведенного выше выражения и определим, где они формируются. Р0(А) - вероятность безошибочного выполнения действия до начала их выполнения. Значение этой вероятности не может быть равно нулю и определяется опытом выполнения аналогичных действий (и если ранее указанные задачи формируются целенаправленно, как обобщенные задачи, то это и есть опыт используемый в решении конкретной задачи). а = Р(Л/А)-Р(А/В) - характеризует безошибочность выполнения задачи при обеспечении занятий схемами ООД и другими организационными мерами (в том числе и методическое обеспечение). Р(А/А) - вероятность того, что студент в процессе выполнения действий не допустит ошибок. Из теории вероятности известно, что P(A/A)=l- -At, где X - интенсивность ошибок, допускаемых студентом в процессе решения задачи и зависит от методики проведения занятия, обеспечения его схемами ООД и ЭТД. Это фактически характеристика успешной учебной деятельности студента, что организованно и проводится в вузе. Р(А/в) - условная вероятность того, что студент при неверном выполнении действия способен перейти в состояние правильного его выполнения. Характеризует способность студента вести самоконтроль своих действий, индивидуальную работу преподавателя. Поэтому а - в целом характеризует качество элемента- дисциплина (как целостность). Малые значения а - характеризуют развитость элемента, а большие их зависимость от условий малой адаптационной способностью к воздействиям внешней среды. Кроме того а характеризует и затраты бюджета учебного времени для доведения уровня обученности по задаче до требуемого.
В этих условиях возникает проблема определения оптимальных условий для развития студента, какова должна быть степень самостоятельности выполняемых действий и как они должны быть методически обеспечены. Действительно, если студент оказывается в ситуации необеспеченности его действий, то Р(А/А) - резко уменьшается, а Р(А/в) - будет характеризовать индивидуальную работу со студентом; (подключение преподавателя в качестве подсказки).
Рассмотрим пассивный метод оценки уровня обученности функций от используемых учебных планов, программ, тематических планов и методов проведения занятий.
Лабораторные занятия Подтверждение научных законов - исследование свойств предмета;- овладение средствами исследования его;- построение конкретной ООД длявыполнения задач;- изучение структуры ЭТД;- решение практической задачи поразработанной самим студентомконкретной ООД;- формирование умений выборанеобходимой конкретной ООДдля выполнения задачи из ЭТД
Групповые занятия Изучение конкретной техники, способов ее применения Курсовое проектирование Выполнение задачи по разработке технических систем (использование знаний, обобщение их) Решение практической задачи по разработке алгоритма использования спроектированной системы
Как видно из приведенной таблицы перспективная система более ориентирована на самостоятельность и применение фундаментальных знаний в разработке обобщенной и конкретной ООД. Это определяется прежде всего ориентировкой дисциплин на формирование обобщенной задачи и формирование таких задач, как выделение конкретной задачи на практике, построение своих ООД (схем мышления), выделения требуемой ЭТД для решения задачи.
Под устойчивостью дискретных систем понимается способность системы стремиться из различных начальных состояний к некоторому равновесному (стационарному). Для непрерывных систем - устойчивость свойство системы возвращаться в установившееся или близкий к нему установившийся режим из различных начальных моментов.
Критерием устойчивости являются математически сформулированные правила, позволяющие сделать заключения об устойчивости системы.
Исходя из приведенных положений определим тип системы образования вуза. Образование как процесс познания является непрерывным, а его результат - уровень обученности - является случайной величиной. Результат - уровень обученности - характеристика субъекта учебной деятельности, ее организации и обеспечение. Поэтому можно представить результаты образования в виде определенным образом ограниченной области на плоскости в которую "попадает" уровень обученности специалиста. "Попадание" уровня обученности каждого выпускника в заданную область очевидно характеризует устойчивость функционирования системы образования вуза.
Однако, это характеристика результата способности системы «довести» студента до требуемого уровня обученности выпускника, но не самого процесса приведения системы к установившемуся режиму. При этом, установившийся режим для системы образования вуза, характеризуется установившейся учебной и обучающей деятельности студента и преподавателя, которые характеризуются в первом случае успешными учебными действиями студента, а во втором - состоянием педагогической среды.
