Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Концептуальные и методические основы совершенствования системы дистанционного образования вуза 13
1.1. Постановка задачи совершенствования системы дистанционного образования вуза 13
1.2. Основные характеристики системы дистанционного образования вуза 18
1.3. Концептуальные положения и методика оценки эффективности системы дистанционного образования вуза 21
1.3.1. Концептуальные положения оценки эффективности системы дистанционного образования вуза 21
1.3.2. Методика оценки эффективности системы дистанционного образования вуза 26
1.4. Концептуальные положения совершенствования системы дистанционного образования вуза 33
Глава 2. Система показателей оценки эффективности системы дистанционного образования и алгоритмы определения их значений 39
2.1. Система показателей эффективности системы дистанционного образования вуза 39
2.2. Алгоритмы определения показателей эффективности системы дистанционного образования вуза 44
Глава 3. Методико-алгоритмический аппарат формирования рекомендаций по совершенствованию системы дистанционного образования вуза 58
3.1. Анализ и выбор методов оптимизации структуры и процессов функционирования системы дистанционного образования 58
3.2. Адаптация матрично-табличного метода для совершенствования системы дистанционного образования 73
3.2.1. Сущность матрично-табличного метода 73
3.2.2. Характеристика матрицы оптимизации 76
3.3. Структура методико-алгоритмического аппарата формирования рекомендаций по совершенствованию системы дистанционного образования 88
Глава 4. Экспериментальное исследование эффективности функционирования подсистемы системы дистанционного образования 93
4.1. Характеристика объекта исследования 93
4.2. Основные виды угроз информационной безопасности системы дистанционного образования 103
4.3. Показатели эффективности комплексной системы обеспечения безопасности распределенной локальной компьютерной сети 108
4.4. Математическая модель оценки эффективности комплексной системы обеспечения безопасности распределенной локальной компьютерной сети 119
4.5. Проведение эксперимента и его результаты 129
Основные результаты исследования и выводы 136
Список литературы
- Концептуальные положения и методика оценки эффективности системы дистанционного образования вуза
- Алгоритмы определения показателей эффективности системы дистанционного образования вуза
- Адаптация матрично-табличного метода для совершенствования системы дистанционного образования
- Основные виды угроз информационной безопасности системы дистанционного образования
Введение к работе
Проблемы, с которыми сталкиваются сегодня в цивилизованном мире, приводят к пониманию того, что все они сосредоточены в самом человеке. Поэтому основной акцент делается на образовании, как главном механизме согласования ценностей и целей отдельного человека и общества. Для этого нужно в первую очередь уточнить само понятие «образование». Исследуя научную, педагогическую, методологическую литературу, становится очевидным, что за последнее время понятие «образование» изменилось радикально. Раньше образование понималось как результат усвоения систематизированных знаний, умений и навыков, необходимое условие подготовки человека к жизни и труду.
В конце XX века происходит переход от индустриального к информационному обществу, в котором знания и информация становятся основными производительными силами. Важнейшей чертой в информационном обществе стало широкое использование информационных технологий, что существенным образом изменило стратегию образования.
В информационном обществе интеллектуальные процессы становятся массовыми, и более половины работников в развитых странах заняты в сфере интеллектуальной деятельности. Возросшие информационные потоки и высокотехнологические производства предъявляют повышенные требования. В связи с тем, что знания в современном обществе быстро «устаревают», современным специалистам необходимо непрерывно повышать свою квалификацию. При этом повышение квалификации и переподготовка кадров в большинстве случаев должна проводиться без отрыва от производственной деятельности, что становится возможным с использованием технологий дистанционного образования (ДО). Дистанционным образованием считаем
систему, в которой реализуется процесс дистанционного обучения и осуществляется индивидуумом достижение и подтверждение образовательного ценза [1].
В результате перехода экономики стран к рыночным отношениям многие специалисты с высшим образованием оказались невостребованными, и встает вопрос их переквалификации. В результате потребителями образовательных услуг являются не только школьники и студенты, но и значительная часть взрослого населения, а это в свою очередь означает, что в современном мире отмечается резкое увеличение спроса на образовательные услуги.
Прогресс в области информационных технологий и постоянное усовершенствование персональных компьютеров дает возможность использования их в качестве эффективного средства обучения. Автоматизация процесса обучения осуществляется с использованием компьютерных обучающих программ и электронных учебников, которые используются не только с применением магнитных носителей (лазерных дисков), но и с применением локальных и глобальных компьютерных сетей. В последнем случае происходит формирование специализированной информационно-образовательной среды, позволяющей реализовать современные технологии обучения. Для наполнения информационно-образовательной среды, а также для эффективного использования локальных и глобальных компьютерных сетей необходима оперативная разработка электронных учебных пособий высокого качества, отвечающих современному состоянию науки в данной предметной области.
Целью создания электронных учебных пособий является повышение эффективности процесса усвоения знаний.
Таким образом, сегодня образовательные процессы идут к тому, что в рамках традиционного образования будет осуществляться постепенное внедрение технологий дистанционного образования.
Эффективность дистанционного образования связана с достижением тех образовательных целей, которые ставит перед высшей школой современное общество и новые социально-экономические условия. Таким образом, эффективность ДО выявляет степень соответствия полученных результатов намеченным целям и задачам учебного процесса в лице подготовленного выпускника системы дистанционного образования (СДО) с наименьшими затратами времени, трудовых и материальных ресурсов. В СДО, говоря об эффективности образовательного процесса, необходимо учитывать педагогический, экономический, социальный аспекты. Чтобы судить об эффективности СДО, нужно иметь численный критерий ее оценки. Анализ функционирования СДО показывает, что есть разные критерии эффективности, и сегодня стоит задача совершенствования СДО, где будут показатели, которые желательно увеличить (например, качество подготовки), и те, которые желательно уменьшить (стоимость обучения).
В настоящее время проектирование СДО выполняется не на основе строгих математических предпосылок, реализация которых приводит к оптимальному решению, а на базе практического опыта разработчиков, что часто приводит не только к неоптимальным, но даже к нерациональным решениям. В связи с этим возникает необходимость создания инструментария по совершенствованию СДО.
Выработка рекомендаций по совершенствованию СДО даст возможность создания экономически выгодной системы дистанционного образования, то есть при сравнительно небольших затратах можно добиться получения высококачественного образовательного эффекта.
Сегодня актуальны проблемы разработки методико-математической теории по совершенствованию СДО, на базе которой можно было бы создать прикладной методико-алгоритмический аппарат (МАА) (рабочие методики и алгоритмы, оптимизационные математические модели) для тех, кто переходит с традиционной формы к дистанционной и кто модернизирует существующую СДО.
Целью диссертационной работы является разработка методико-алгоритмического аппарата совершенствования СДО для выработки рекомендаций по формированию рациональной структуры и процессов функционирования системы дистанционного образования вуза.
В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе решаются следующие задачи:
анализ особенностей организации и реализации дистанционного образования с применением современных информационных технологий в вузах России и формированием типовой структуры СДО;
разработка концептуальных положений и методики оценки эффективности и совершенствования СДО вуза;
разработка системы показателей для оценки эффективности СДО вуза и алгоритмов определения их значений;
адаптация матрично-табличного метода для совершенствования системы дистанционного образования вуза;
апробация предложенного аппарата на примере оценки эффективности функционирования комплексной системы обеспечения безопасности (КСОБ) распределенной локальной компьютерной сети (РЛКС) как подсистемы СДО вуза;
анализ эффективности функционирования КСОБ локальной сети вуза и выработки методических рекомендаций по их применению при проектировании СДО вуза.
Объект исследования. Объектом исследования является система дистанционного образования вуза.
Предметом исследования выступают параметры, процессы и показатели эффективности системы дистанционного образования.
Теоретическая и методическая основа исследования. Теоретическую основу диссертационного исследования составляют основополагающие положения экономической теории, системного анализа, педагогики, теории оптимизации и теории проектирования информационных систем. Источниками исследования явились научные школы и труды отечественных и зарубежных ученых (Андреев А.А., Олифер В.Г., Пятибратов А.П., Тихомиров В.П., Фокин Ю.Г. и др.). Использован матрично-табличный метод формирования оптимальной системы эргономического обеспечения человеко-машинных комплексов (автор А.П. Пятибратов).
Научная новизна. Научная новизна диссертационного исследования заключается в разработке методико-алгоритмического аппарата для формирования рекомендаций по совершенствованию структуры и процессов функционирования СДО вуза.
На защиту выносится следующие положения и результаты работы, содержащие элементы научной новизны:
концептуальные положения и методика оценки эффективности и совершенствования системы дистанционного образования вуза;
система интегральных и частных показателей целевой, образовательной и экономической эффективности функционирования СДО вуза и алгоритмы определения их значений;
адаптированный матрично-табличный метод выработки рекомендаций по совершенствованию структуры и процессов функционирования СДО вуза;
результаты экспериментального исследования - анализа эффективности функционирования подсистемы СДО - КСОБ распределенной локальной компьютерной сети Ереванского филиала МЭСИ. Отмеченные результаты соответствуют пунктам 1.1, 1.2, 2.5 «Паспорта специальности 08.00.13».
Теоретическая и практическая значимость. Основные положения работы представляют собой определенный вклад в теорию формирования рациональных структур человеко-машинных систем и оптимизацию процессов функционирования этих систем.
Выводы и результаты исследования ориентированы на использование в вузах, колледжах и других образовательных учреждениях и дают возможность проводить анализ и оценку процессов и результатов функционирования своих систем дистанционного образования и совершенствовать СДО.
Самостоятельное практическое значение имеют методика и алгоритмы оценки эффективности комплексной системы обеспечения безопасности, обеспечивающие определить соответствие системы ее назначению.
Материалы по оценке эффективности СДО с помощью показателей образовательной эффективности, учитывающих повышение качества обучения и увеличение объемов подготовки специалистов, могут быть использованы в учебном процессе вузов при подготовке бакалавров, специалистов и магистров любой специальности.
Апробация и внедрения результатов исследования. Основные положения диссертации докладывались на научно-практической
конференции «Новые информационные технологии в образовании» (Ереван, май, 2005 г.).
Основные результаты нашли практическое применение в Ереванском филиале МЭСИ при проектировании и создании распределенной локальной компьютерной сети филиала.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в пяти работах общим объемом 2,1 п.л.
Концептуальные положения и методика оценки эффективности системы дистанционного образования вуза
1. СДО вуза включает в себя ряд подсистем, которыми являются [1,16,33]: подсистема взаимодействия профессорско-преподавательского состава (ППС) и студентов (личный контакт в аудитории, лаборатории или дистанционное консультирование или тестирование через Интернет); - подсистема учебно-методического обеспечения (УМО), которая включает в себя подготовку, тиражирование, распространение, сопровождение учебных и методических материалов, экзаменационных билетов и т.п.; - подсистема технического и технологического обеспечения, одной из функций которой является разработка и внедрение новой техники и технологий (НТТ); - подсистема управления.
2. Эффективность функционирования СДО это - способность системы достигать поставленную цель в заданных условиях и с определенным качеством. Под целью понимается желаемый результат функционирования, достижимый в течение задаваемого периода. Система - это совокупность взаимосвязанных элементов - программных, информационных, технических средств, обслуживающего их персонала, ППС, ИТР, студентов, а также используемых в СДО технологий, непосредственно участвующих в данном процессе. Объектом исследования теории эффективности в данном случае является процесс функционирования СДО, упорядоченная совокупность взаимосвязанных действий элементов СДО, направленных на достижение заданной цели. Предметом исследования этой теории являются закономерности оптимальной организации процесса функционирования системы. Понятие эффективности относится к процессу функционирования системы, а не непосредственно к системе, когда используется другое понятие-качество [18]. Качество системы - это совокупность ее свойств, обусловливающих пригодность системы удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Понятие эффективности СДО более широкое, чем понятие качества системы. Эффективность функционирования системы определяется не только свойствами системы, но и способами и условиями ее применения.
В конце концов главной целью создания и внедрения СДО является повышение качества подготовки специалистов, увеличение количества выпускников, сокращение сроков подготовки специалистов.
3. Во время оценивания эффективности СДО нужно учитывать ее особенности.
4. Для оценки эффективности функционирования СДО необходимо показать и с помощью математического аппарата подтвердить наличие положительного целевого и экономического эффектов, обусловленных функционированием СДО, и определить основные источники экономического эффекта, обусловленные переходом к дистанционной форме обучения. Есть два подхода к оценке этих источников - внутривузовский и послевузовский. При первом подходе рассматриваются только те источники, которые обеспечивают получение экономического эффекта за счет СДО в период обучения. А при втором подходе рассматриваются те источники экономического эффекта, которые проявляются в ходе трудовой деятельности по своей специальности выпускников вуза, обучавшихся в СДО. Считается, что такие выпускники при прочих равных условиях своей профессиональной деятельностью обеспечат предприятию, где они работают, более высокую прибыль по сравнению с выпускниками, которые закончили вуз с традиционной формой обучения. Количественная оценка экономического эффекта в этом случае существенно сложнее, так как факторы, определяющие его величину, зачастую носят случайный характер, не всегда выступают в явном виде. Далее рассматривается только внутривузовская эффективность за счет СДО.
Внутривузовский экономический эффект за счет СДО можно разделить на две группы:
I) прямой экономический эффект, имеющий непосредственное стоимостное выражение, источниками которого являются сокращение численности ППС, управленческого, инженерно-технического и обслуживающего персонала за счет использования НТТ в СДО, увеличения срока службы средств информатизации, за счет использования в СДО более совершенных методов и технологий их эксплуатации и др.;
II) косвенный экономический эффект, не имеющий непосредственного стоимостного выражения, источниками которого являются: сокращение времени на изучение отдельной дисциплины или всех дисциплин по данной специальности, повышение качества подготовки специалистов и др.
Алгоритмы определения показателей эффективности системы дистанционного образования вуза
Показатели образовательной эффективности при переходе от традиционной формы обучения к дистанционной.
1. Коэффициент снижения (увеличения) себестоимости подготовки специалистов і-й специальности за счет увеличения объемов их подготовки (при неизменном качестве) в течение определенного периода времени при переходе к СДО (в%): где d i ,v nuj),v- себестоимость подготовки одного специалиста І-Й специальности, то есть суммарные текущие расходы и единовременные затраты на его подготовку в течение определенного периода времени соответственно при дистанционной (ДФ) и традиционной (ТФ) формах обучения; дф,у тф,у - суммарные затраты в течение определенного периода времени на подготовку специалистов і-й специальности соответственно при дистанционной и традиционной формах обучения в количестве У фи У тф при неизменном качестве подготовки.
Значение коэффициента Pcv может быть как положительным, когда себестоимость при переходе к СДО уменьшается, так и отрицательным, когда себестоимость увеличивается.
2. Коэффициент снижения (увеличения) суммарных затрат на повышение качества подготовки специалистов і-й специальности (при неизменном их объеме) в течение определенного периода времени при переходе к СДО (в %): где Ктф,„ )ф,п - суммарные затраты в течение определенного периода времени на подготовку одного и того же количества специалистов і-й специальности, но при разном качестве соответственно при традиционной и дистанционной формах образования. С" с" . тф дф- качество подготовки специалистов 1-й специальности в течение того же периода времени при использовании соответственно традиционной и дистанционной форм обучения; тф,п дф,п «себестоимость» одного балла при подготовке специалистов і-й специальности в одинаковых объемах в течение тех же периодов времени соответственно при традиционной и дистанционной формах обучения. Значение коэффициента Рсп так же может быть как положительным, так и отрицательным.
3. Коэффициент сокращения суммарных затрат на подготовку специалистов і-й специальности за счет уменьшения времени на их подготовку при переходе к СДО в течение определенного периода времени (в %). При этом количество и качество подготовки специалистов для ТФ и ДФ принимаются одинаковыми. сот тф,т тф,т пітф,т1 тф дф,т piлдф,т причем /У - /У і/ тф,т дф,т /-«г» іии, (17) (1.8) (1.9) где "тф,ті"дф,т суммарные затраты в течение определенного периода времени (естественно, неодинакового для ТФ и ДФ) на подготовку одного и того же количества специалистов і-й специальности с одинаковым качеством подготовки соответственно при традиционной и дистанционной формах обучения; / у тф- 1дф - время (в часах) на подготовку этих специалистов соответственно при ТФ и ДФ (для ДФ оно принимается усредненным): Цпф,т оф,т- себестоимость одного часа подготовки специалистов І-Й специальности в течение определенного периода времени (неодинакового для ТФ и ДФ) соответственно для традиционной и дистанционной формам обучения, когда количество и качество подготовки принимаются одинаковыми.
Эффективная организация функционирования СДО обеспечивает положительное значение коэффициента/ . Это происходит вследствие того, что затраты оф,т совершаются за значительно меньшее время.
Адаптация матрично-табличного метода для совершенствования системы дистанционного образования
Основные виды угроз информационной безопасности системы дистанционного образования
При исследовании эффективности КСОБ РЛКС важно изучить и классифицировать основные виды угроз информационной безопасности.
Под угрозой информации понимается потенциально возможное событие, процесс или явление, которые могут привести к уничтожению, утрате целостности, конфиденциальности или доступности информации.
Все множество потенциальных угроз безопасности информации в компьютерных сетях (КС) СДО может быть разделено на два класса:
1. Случайные угрозы
Угрозы, которые не связаны с преднамеренными действиями злоумышленников и реализуются в случайные моменты времени, называют случайными или непреднамеренными.
Реализация угроз этого класса приводит к наибольшим потерям информации (по статистическим данным - до 80% от ущерба). Действие угроз данного класса приводит, прежде всего, к уничтожению, нарушению целостности и доступности информации и реже нарушается конфиденциальность информации.
Основными видами данного класса угроз являются: - стихийные бедствия и аварии; - сбои и отказы технических средств; - ошибки при разработке; - алгоритмические и программные ошибки; - ошибки пользователей и обслуживающего персонала. Характеризуя угрозы информации, не связанные с преднамеренными действиями, в целом, следует отметить, что механизм их реализации изучен достаточно хорошо, накоплен значительный опыт противодействия этим угрозам. Современная технология разработки технических и программных средств, эффективная система эксплуатации КС СДО и ее особенности, включающая обязательное резервирование информации, позволяют значительно снизить потери от реализации угроз этого класса.
Решением проблем, возникающим от случайных угроз в РЛКС Ереванского филиала МЭСИ, является резервное копирование на другие носители информации (CD, кассеты) централизованных баз данных пользователей, учебных материалов и т.д., и их архивация. Так же выделено отдельное, проветриваемое помещение для серверов с установленными источниками бесперебойного питания, что немаловажно при данном виде угроз.
Ошибки пользователей и обслуживающего персонала выявляются и ограничиваются установленной системой мониторинга, так же производится группировка пользователей по критериям релевантности, ставятся ограничения доступа к ресурсам сети.
Используется сертифицированное оборудование и лицензированное программное обеспечения, что уменьшает вероятность случайных угроз
2. Преднамеренные угрозы
Этот класс угроз безопасности информации в КС СДО составляют угрозы, которые сознательно, преднамеренно создаются человеком.
Данный класс угроз изучен недостаточно, очень динамичен и постоянно пополняется новыми угрозами. Угрозы этого класса в соответствии с их физической сущностью и механизмами реализации могут быть распределены по пяти группам: - традиционный или универсальный шпионаж и диверсии; - несанкционированный доступ к информации; - электромагнитные излучения и наводки; - модификация структур КС; - вредительские программы.
Учитывая специфику КС СДО, рассмотрим основные группы, особенно влияющие на корректную работу сети.
Несанкционированный доступ к информации
Термин "несанкционированный доступ к информации" определен, как доступ к информации, нарушающий правила разграничения доступа с использованием штатных средств вычислительной техники или автоматизированных систем [17].
Под правилами разграничения доступа понимается совокупность положений, регламентирующих права доступа лиц или процессов к единицам информации.
Право доступа к ресурсам КС СДО определяется руководством филиала для каждого сотрудника в соответствии с его функциональными обязанностями.
Выполнение установленных правил разграничения доступа реализуется за счет создания системы разграничения доступа (СРД).
