Введение к работе
Актуальность темы. Сеть учреждений профессионального образования (УПО) представляет собой совокупность начальных, средних и высших образовательных учреждений, функционирование которой направлено на согласование, удовлетворение и опережающее формирование спроса на образовательные услуги и выпускников в рамках заданных институциональных ограничений и ресурсного обеспечения [Новиков Д.А., 2001]. Анализ статистических данных с сайта Росстатистики показывает, что существующая в России сеть УПО выполняет свои задачи в недостаточной степени. При этом качество функционирования конкретной сети УПО существенно зависит от экономических, климатических, географических и других особенностей региона. Например, сеть УПО Ханты-Мансийского автономного округа - Югры не обеспечивает требующиеся региону ежегодно структуру и объем выпуска по уровням профессионального образования, а также ежегодную структуру выпуска по укрупненным группам специальностей.
Поскольку система профессионального образования Российской Федерации с начала по конец XX века развивалась в слабой зависимости от зарубежных систем образования, она приобрела настолько существенные различия, что зарубежные модели системы образования слабо интегрируются с ней [Положение о государственной аккредитации высшего учебного заведения, 1999; Kirby W.C., 2004; Болотов В.А. и др., 2007; Riedinger, J.M., 2009]. В настоящее время отечественные модели сети УПО [Новиков Д.А, 2001; Питухин Е.А. и др., 2006; Болотов В.А., 2007; Алексеев В.И. и др., 2008; Каплан Р.С. и др., 2008; Пузырев СЕ. и др., 2008]: условно можно разбить на две группы «потоковые» и «аккредитационные». Первая группа отображает баланс между спросом на образовательные услуги со стороны населения и спросом на выпускников со стороны работодателей, вторая - оценивает деятельность УПО по базовым показателям.
Основным недостатком моделей в обеих группах является отсутствие причинно-следственной связи между входными и выходными данными. Дополнительные сложности связаны с тем, что в моделях: может использоваться большое количество параметров, отображающих состояние сети УПО; отражение региональных особенностей, как правило, не предусматривается; постановки задач оптимизации, и управления слабо формализованы и т.д. Указанные недостатки приводят к возникновению проблемной ситуации, связанной с недостаточной обоснованностью прогнозирования динамики сети УПО, отсутствие решений по которой приводит к снижению эффективности при планировании развития региона. Результаты исследований показывают, что одним из перспективных видится выход из этой проблемной ситуации посредством синтеза преимуществ моделей обоих групп [Колоколов Ю.В., Моновская А.В. и др., 2008].
Преимуществом моделей первой группы является теоретический подход с использованием традиционных формализованных методов теории управления и методик расчета социально-экономических показателей региона, в результате которого модель сети включает практически все известные показатели деятельности любого УПО. Преимуществом моделей сети УПО второй группы является меньшее на порядок число их параметров, что позволяет на практике с периодичностью в пять лет анализировать динамику показателей деятельности каждого УПО. Таким образом, для решения задачи обоснованного прогнозирования динамики региональной сети УПО актуальным представляется формирование таких моделей, численных методов и программного обеспечения, которые предоставляют возможность выявления и исследования закономерностей деятельности сети УПО.
Целью диссертационной работы является совершенствование деятельности сети УПО посредством использования кратко- и среднесрочного прогнозирования ее динамики на основе моделирования и исследования структуры выпуска всех уровней образования с учетом экономических потребностей региона. Достижение поставленной цели предполагает решение следующих задач:
анализ моделей сети УПО, проблемной ситуации и постановка задачи прогнозирования динамики региональной сети УПО;
исследование и формирование модели элемента сети УПО;
исследование и формирование моделей входных и выходных данных сети УПО;
формирование и исследование одно- и многоуровневых моделей сети УПО с обратной связью и управлением по отклонению;
разработка алгоритма итерационного вычисления структуры выпуска сети УПО и формирование численного метода прогнозирования ее динамики;
разработка комплекса программ и методики для компьютерного моделирования и исследования динамики сети УПО.
Методы исследования базируются на теориях системного анализа, управления, математической статистики, а также методах прикладного программирования. Для реализации программных продуктов использовалась среда MATLAB и технологии визуально-имитационного моделирования. Научная новизна диссертационной работы включает:
-
Предложена математическая модель сети УПО, отличительной особенностью которой является отображение закономерностей динамики структуры выпуска сети УПО на основе синтеза преимуществ потоковой и аккредитационной моделей и введения управления по отклонению;
-
Предложено развитие численного метода прямого поиска для целей прогнозирования динамики сети УПО, который позволяет выполнять итеративное вычисление структуры выпуска по уровням образования
при неопределенности входных данных сети УПО и ограничениях выходных данных; 3. Разработан и реализован комплекс программ, отличительной особенностью которого является реализация новых методик для проведения вычислительных экспериментов по исследованию и прогнозированию динамики сети УПО. На защиту выносится:
-
Многоуровневая модель сети УПО с использованием обратной связи;
-
Алгоритм, формализующий метод численного прогнозирования динамики сети УПО;
-
Программный комплекс и методики для реализации вычислительных экспериментов.
Практическая значимость заключается в том, что полученные результаты исследования, включая разработанное программное обеспечение и методики проведения вычислительных экспериментов:
могут быть использованы для совершенствования имеющихся и формирования новых технологических решений, которые позволят сотрудникам научных и образовательных организаций всех уровней принимать управленческие решения более взвешенно и обоснованно;
могут способствовать развитию научно-технического направления «Прогнозирование динамики сложных социальных систем» и могут быть использованы в качестве постановки задач для последующих НИР.
Связь работы с научно-исследовательскими программами В 2008 году исследования поддержаны в рамках госбюджетной научно-исследовательской работы, проводимой Югорским государственным университетом для Департамента науки и образования Ханты-Мансийского автономного округа - Югры, тема «Разработка прогноза и выработка рекомендаций по совершенствованию (расширению) сети учреждений начального, среднего и высшего профессионального образования в разрезе муниципальных образований автономного округа с учетом развития рынка и региональных особенностей» (государственный контракт № 10/08.0623/НУ-ЮГУ-294).
С 2009 года на период по 2013 год исследования поддерживаются в рамках ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, мероприятие «Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров», тема «Снижение риска и уменьшение последствий аварийных ситуаций обусловленных нелинейными явлениями в динамике импульсных систем преобразования энергии», в разделах, посвященных развитию и планированию образовательной деятельности на примере ВПО (государственный контракт №02.740.11.0034).
Апробация работы.
Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на IV Международной научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, образовании и производстве» (г. Орел, 2010 г.) и научно-практической конференции преподавателей и студентов «Молодёжь и наука: реальность и будущее» (г. Невинномысск, 2010 г.), а также на ежегодных научных конференциях Югорского государственного университета в 2009-2010 гг. и научных семинарах кафедры АСОИУ в 2009-2010 гг. Публикации.
По теме исследования опубликовано 13 печатных работ, включая 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 2 свидетельства на программу ЭВМ, 5 отчетов по НИР регионального и федерального уровней.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, 6 приложений, заключения, списка использованных источников, включающего 139 наименований. Основное содержание работы изложено на 179 страницах машинописного текста, включая 14 таблиц и 69 рисунков.
