Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Анализ проблемы управления образовательным маршрутом с учетом академической мобильности 11
1.1 Проблемы информационной поддержки принятия решений при управлении образовательным маршрутом с учетом академической мобильности 11
1.2 Анализ существующих подходов к организации информационной поддержки принятия решений при управлении образовательным маршрутом . 25
1.3 Анализ методов обработки слабоструктурированной информации и существующего программного обеспечения для управления ОМ с учетом АМ 33
1.4 Цели и задачи исследования 39
Выводы по первой главе 40
ГЛАВА 2. Разработка подхода к организации информационной поддержки принятия решений при управлении образовательным маршрутом в рамках академической мобильности 42
2.1 Разработка подхода к управлению ОМ 42
2.2. Системные модели СППР при управлении ОМ с учетом АМ 61
2.3 Разработка структурной схемы системы управления ОМ с учетом АМ 66
Выводы по второй главе 71
ГЛАВА 3. Математическое и информационное обеспечение сппр при планировании образовательного маршрута в рамках академической мобильности 73
3.1 Разработка системы поддержки принятия решений при управлении ОМ в рамках АМ 73
3.2 Информационное обеспечение СППР при управлении ОМ в рамках АМ 85
3.3 Математическое обеспечение СППР при управлении ОМ в рамках АМ 96
3.4 Программное обеспечение прототипа гибридной СППР при управлении ОМ в рамках АМ 110
Выводы по третьей главе 115
ГЛАВА 4. Результаты использования системы поддержки принятия решений при управлении образовательным маршрутом в рамках академической мобильности и оценка эффективности предложенного подхода 117
4.1 Сценарии реализации подхода к управлению ОМ с учетом АМ студента 117
4.2 Результаты использования СППР при управлении ОМ в рамках АМ 128
4.3 Анализ эффективности управления ОМ с учетом АМ с использованием программного средства реализации предложенного подхода и обеспечения интеллектуальной информационной поддержки 141
Выводы по четвертой главе 149
Заключение 151
Список литературы
- Анализ существующих подходов к организации информационной поддержки принятия решений при управлении образовательным маршрутом
- Системные модели СППР при управлении ОМ с учетом АМ
- Математическое обеспечение СППР при управлении ОМ в рамках АМ
- Результаты использования СППР при управлении ОМ в рамках АМ
Введение к работе
Актуальность темы
В период реформирования российского высшего образования и интеграции его в мировое образовательное сообщество одним из ключевых вопросов остается обеспечение сопоставимости образовательных программ. Основными параметрами, которые обеспечивают сопоставимость программ, являются их ориентация на результат обучения, модульная структура программ, системы обеспечения качества и переноса зачетных единиц.
Важным требованием при разработке образовательных программ (ОП) является определение результатов обучения, формулировка которых осуществляется в терминах компетенций. Среди аспектов, регулируемых системами обеспечения качества, следует отметить расчет зачетных единиц, определение дисциплин и компетенций, которые должны быть сформированы. Требования к результатам освоения основных образовательных программ (ООП) формулируются в Федеральных государственных образовательных стандартах. Также во ФГОС сформулированы требования к структуре ООП, в том числе требования к соотношению частей ООП и их объму, а также к соотношению обязательной части ООП и части, формируемой участниками образовательного процесса. Требованиями также предусмотрено формирование индивидуального образовательного маршрута (ОМ) в рамках стандартов и участие студента в академической мобильности (АМ). При планировании АМ необходимыми являются процессы сбора информации, ее обработки и анализа. Значительную долю используемой при планировании информации занимает слабоструктурированная информация.
Предусмотренная образовательными стандартами возможность участия студентов в программах академической мобильности активно развивается, объемы возрастают с каждым годом, что влечет за собой и возрастание объемов анализируемой информации.
Процесс планирования индивидуального ОМ также связан обработкой
большого объема слабоструктурированной информации. Так, при
планировании ОМ в рамках АМ используются документы, содержащие
перечень дисциплин (например, академическая справка, образовательная
программа). Результатом планирования ОМ также является документ,
включающий список дисциплин (например, протокол заседания
аттестационной комиссии, индивидуальный учебный план). Результат освоения ОМ может быть представлен в виде выписки к диплому. Однако, при оценке соответствия ОМ, который был освоен студентом в базовом вузе, и ОМ, освоенного студентами в принимающем вузе, в рамках компетентностного подхода требует сопоставления наборов компетенций одного и другого ОМ. Также нужны знания о соотнесении дисциплин и компетенций. Таким образом, при планировании ОМ необходимо решать задачи структурирования информации для организации информационной поддержки принятия управленческих решений, сопоставления двух фрагментов текста, соотнесения компетенций и дисциплин с использованием знаний экспертов, выбора из
множества альтернатив дисциплины для включения в ОМ. Решение указанных задач требует использования интеллектуальных технологий. В настоящее время для обработки слабоструктурированной информации разработаны методы, в частности, интеллектуального анализа данных, извлечения знаний и использования знаний при принятии решений.
Описанные ранее задача, особенности и объемы информации, которая подвергается анализу, и на основе которой принимаются решения, приводят к необходимости с целью повышения эффективности управления ОМ разработать СППР.
Степень разработанности исследования
Разработкам в области управления образовательным маршрутом и процессам управления академической мобильностью посвящены работы следующих исследователей, таких как Е. А. Александрова, М. Башмаков, С. В. Воробьева, В. В. Лоренц, А. П. Тряпицына, Н. А. Лабунская, П. Блюменталь, Ф. Альтбах, Е. И. Артамонова, В. И. Байденко, Л. А. Герасимова, П. С. Красовский, С. С. Мкртчян, В. А. Садовничий, Б. А. Сазонов, Р. В. Светлов, О. Н. Сметанина. Вопросы формирования портфолио выпускников вузов рассмотрены в работах Д. В. Шестакова, С. А. Татьяненко, С. В. Панюкова, Н. Е. Есенина и др.
Вопросами информационной поддержки принятия решений при управлении в сложных системах в УГАТУ занимаются: В. И. Васильев, М. Б. Гузаиров, Б. Г. Ильясов, В. В. Мартынов, В. В. Миронов, С. В. Тархов, Л. Р. Черняховская, Н. И. Юсупова и др.
Современные методы поддержки принятия решений с использованием интеллектуальных технологий, инженерии знаний, рассуждений на основе прецедентов рассмотрены в работах таких российских и зарубежных ученых, как А. Н. Борисов, В. П. Гладун, В. В. Миронов, Г. C. Поспелов, Д. А. Поспелов, Э. А. Трахтенгерц, Н. Саймон, Б. Ален, Р. Бергман, М. Рихтер, Ж. Колоднер, Е. Плаза, Д. Лик, И. Уотсон, Ф. Марир.
Однако, несмотря на значительный объем исследований в данной
научной области, в указанных работах в недостаточной степени рассмотрен
комплекс особенностей предметной области и методов обработки информации:
использование понятия АМ в «широком» смысле этого слова; введение
дополнительного понятия портфолио выпускника, точнее его
профессиональной составляющей; учет особенностей ФГОС и ФГОС 3+, что
привело к новой постановке задачи; обобщение подхода к формированию
документов для разных видов АМ; введение словаря для повышения качества
результатов сопоставления; использование онтологической модели
представления знаний.
Объект и предмет исследования
Объектом исследования является образовательный маршрут, управление которым осуществляется в рамках академической мобильности студента.
Предметом исследования являются методы и средства организации
информационной поддержки принятия решений при управлении
образовательным маршрутом.
Целью диссертационной работы является повышение эффективности управления образовательным маршрутом в рамках академической мобильности и формирование профессиональной составляющей портфолио выпускника путем организации информационной поддержки управленческих решений.
Для достижения поставленной цели требуется решить задачи:
-
Разработать подход к организации информационной поддержки принятия решений при управлении образовательным маршрутом с учетом академической мобильности.
-
Разработать системные модели, позволяющие сформулировать требования к СППР при управлении образовательным маршрутом в рамках академической мобильности.
-
Разработать структурную схему предложенной СППР.
-
Разработать информационное и математическое обеспечение СППР при управлении образовательным маршрутом в рамках академической мобильности.
-
Разработать программную реализацию предложенного подхода и провести оценку его эффективности.
На защиту выносятся:
-
Подход к организации информационной поддержки принятия решений при управлении образовательным маршрутом в рамках академической мобильности на основе совокупности интеллектуальных технологий.
-
Системные модели для реализации гибридной СППР при управлении образовательным маршрутом в рамках академической мобильности.
-
Структурная схема гибридной СППР, в основу которой положен предложенный подход с использованием технологий экспертных систем, инженерии знаний и обработки слабоструктурированной информации, а также рассуждений на основе прецедентов.
-
Информационное обеспечение, представленное комплексом информационных баз (базы данных, знаний, прецедентов, словарь), информационными ресурсами интернет, а также набором унифицированных документов, и математическое обеспечение в виде методов, направленных на решение интегрированной задачи по формированию образовательного маршрута.
-
Программная реализация предложенного подхода к организации информационной поддержки принятия решений при управлении образовательным маршрутом в рамках академической мобильности и результаты анализа эффективности предложенного подхода.
Научная новизна результатов работы
1. Разработанный подход к организации информационной поддержки принятия решений при управлении ОМ в рамках АМ студента, отличающийся
решением новой интегрированной задачи при формировании ОМ и использованием совокупности интеллектуальных технологий.
-
Разработанные системные модели в виде моделей бизнес-процессов, сетевых моделей и комплекса диаграмм, характерных для задач рассматриваемой предметной области и позволяющие сформулировать требования к предлагаемой СППР.
-
Разработанная структурная схема гибридной СППР при управлении ОМ с учетом АМ студента, которая дополнительно к стандартным включает блоки, реализующие технологии экспертных систем (при соотнесении дисциплин и компетенций); обработки слабоструктурированной информации (при сопоставлении компетентностных моделей); инженерии знаний (при формировании базы данных, содержащей факты), а также рассуждения на основе прецедентов (при формировании ОМ).
-
Разработанные информационное обеспечение гибридной СППР в виде комплекса информационных баз (данных; знаний онтологического типа и продукционных правил; прецедентов; словарь); информационных ресурсов Интернет, а также набора унифицированных документов, и математическое обеспечение в виде методов для проведения сопоставительного анализа компетентностных моделей; получения экспертных оценок и оценок «качества» соответствия прецедентов и подбора дисциплин для формирования документов.
Практическая значимость
Практическую значимость работы представляют следующие результаты.
Разработанный алгоритм формирования документов при планировании ОМ в рамках АМ, в основу которого положено решение интегрированной задачи: сопоставление двух наборов компетенций, соотнесении компетенций и дисциплин, формирование альтернатив с рациональными наборами дисциплин.
Разработанные база знаний и программное решение, реализующие
предложенный подход, применение которого позволяет повысить
эффективность принятия решений при управлении образовательным маршрутом в рамках академической мобильности.
Полученные результаты сопоставления компетентностных моделей выпускника разных направлений подготовки в трех случаях: без использования словаря, с использованием словаря и с участием эксперта позволяют повысить сопоставимость наборов компетенций с двух до десяти процентов, что подтверждает целесообразность использования предложенного подхода.
Результаты экспериментальных исследований эффективности
предложенного подхода к управлению ОМ в рамках АМ и поддержки принятия решений с использованием разработанного программного решения показывают сокращение времени формирования документов, и, соответственно принятия решения при планировании ОМ в рамках АМ.
Методология и методы исследования
При проведении диссертационного исследования были использованы методы системного анализа, искусственного интеллекта, принятия решений,
теории планирования, иерархических систем, CBR-технологии, разработки интеллектуальных информационных систем, инженерии знаний.
Достоверность и апробация полученных результатов
Основные научные и практические результаты диссертационной работы
докладывались на следующих конференциях и семинарах: 8 Всероссийская
зимняя школа-семинар аспирантов и молодых ученых, Уфа, 2013;
Международные конференции «Информационные технологии
интеллектуальной поддержки принятия решений», Уфа, 2013; Уфа, 2014; Международные конференции «Компьютерные науки и информационные технологии», Вена-Будапешт-Братислава, 2013; Шеффилд, Англия, 2014; 2-я Международная конференция «Интеллектуальные технологии обработки информации и управления», 10–12 ноября, Уфа, 2014; 4-я Международная конференция «Информационные технологии и системы», оз. Банное, 2015.
Публикации
Основные положения и результаты исследований, выполненных по теме
диссертации, опубликованы и непосредственно отражены в 14 публикациях, из
них – 4 в рецензируемых научных журналах, входящих в список ВАК,
получено 1 свидетельство о государственной регистрации базы данных,
1 свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.
Связь темы исследования с научными программами
Работа является частью научных исследований, выполненных в рамках научно-исследовательских работ, поддержанных грантами РФФИ 12–07– 00377–а «Алгоритмическое и программное обеспечение поддержки принятия решений в задачах управления сложными социально-экономическими системами при наличии слабоструктурированных данных», 13–07–00273–а «Интеллектуальная поддержка принятия решений в задачах ситуационного управления сложными социально-экономическими системами (на примере управления образовательным маршрутом)».
Объем и структура работы
Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы. Объем основной части диссертации составляет 163 страницы.
Анализ существующих подходов к организации информационной поддержки принятия решений при управлении образовательным маршрутом
В период реформирования российского образования и интеграции его в мировое сообщество, а также в связи с ростом популярности академических обменов становятся первичными проблемы управления образовательным маршрутом с учетом академической мобильности.
Современные исследования в области управления образовательным процессом в вузе посвящены проблемам повышения качества и конкурентоспособности образования с учетом соответствия международным и российским образовательным стандартам [56], оптимизации управления ресурсами образовательных учреждений, сближения с европейскими образовательными системами. При рассмотрении вопросов качества образования принято ориентироваться на следующие подходы: объективистский, релятивистский и концепцию развития. Объективистский подход оценивает опыт работы вуза на «входе» (уровень подготовки преподавателей, оснащенность техникой, уровень поступивших на первый курс обучающихся) и «выходе» (трудоустройство, рейтинг выпускников) в рамках ОМ. Релятивистский подход предполагает соответствие цели образовательного процесса, в частности, успешное завершение ОМ студентом при сопоставлении подготовки в разных вузах. Данные подходы относятся к внешней оценке качества образования, в то время как концепция развития, направлена на внутреннюю оценку деятельности вуза (совершенствование образовательного процесса, ОМ путем разработки учебных программ, участие в международной деятельности и др.).
Образовательный процесс, представляя собой открытую систему, характеризуется содержанием, средствами и методами обучения, и требует соответствующего управления. Управление образовательным процессом основывается на общей теории управления системами.
В вузе образовательным процессом называют профессионально организованное взаимодействие преподавателя со студентом. Образовательный процесс, как и любой другой, имеет структуру, компоненты, содержание, значения, функциональную направленность.
Адаптируя формулировки образовательного процесса П.А. Анисимова [3] к тематике диссертационного исследования и выделяя его особенности можно отметить: Объект управления - студент - не является пассивным, обладает своими собственными целями и средствами их реализации. В образовательных системах одновременно реализуется процесс обучения и процесс самообучения. Оба процесса развиваются как результат информационного взаимодействия преподаватель и студент. Процессы взаимодействия могут быть: односторонними преподаватель студент и двухсторонними, когда добавляется студент преподаватель. Взаимодействие студент преподаватель можно и должно рассматривать как отрицательную обратную связь. На фиксированном интервале времени (например, в семестре) оно имеет две составляющие: спонтанное и программное. Программное взаимодействие организуется как точечный мониторинг (контрольные работы, опросы, экзамены, зачеты и т. Д.).
Целью точечного мониторинга для фиксированного студента является восстановление виртуальной синтетической системы знаний по ограниченному набору измерений (тестов) и установление правильности ее по отношению к эталонной модели и образовательному стандарту.
От качества образования, освоенных обучающимся компетенций, а так же от получения других профессиональных достижений во время прохождения образовательного маршрута (ОМ), составляющих портфолио выпускника, во многом зависит их успешное трудоустройство.
Портфолио выпускника вуза - комплект документов, подтверждающих индивидуальные достижения студента по различным направлениям деятельности за время обучения в вузе [72]. Портфолио в виде документов или в электронном виде, состоит из нескольких составляющих: профессиональной, личностной, социальной.
Характерной особенностью Федеральных государственных образовательных стандартов подготовки обучающихся в вузе, кроме ориентации на требования рынка труда, является и направленность на академическую мобильность (АМ).
В последние годы программы АМ активно развиваются и становятся популярными. Статистические данные ряда ведущих российских вузов, таких как Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет [51], Московский Государственный Университет имени М.В. Ломоносова [44], Высшая Школа Экономики [38], Новосибирский Государственный Технический Университет [45], Омский Государственный Университет имени Ф.М. Достоевского [47], Дальневосточный Федеральный Университет [39] и др., показывают активное участие студентов и аспирантов в программах АМ, ежегодный рост желающих пройти стажировку. В качестве примера можно привести статистические данные по Санкт-Петербургскому Государственному Политехническому Университету. Количество участников программ международной академической мобильности за период с 2001 по 2014 годы возросло с 91 до 416 человек в год. Несмотря на то, что в УГАТУ показатели международной АМ ниже, однако, суммарные значения показателей АМ в целом высоки, и составляют несколько десятков только на одном факультете.
В работах [10, 25, 68], посвященных образовательной системе, дается несколько определений ОМ. Образовательный маршрут, являясь частью образовательного процесса в целом, имеет его особенности и характеристики.
В данном исследовании под ОМ понимается структурированная программа действий обучающегося на некотором этапе обучения, обеспечивающую ему возможность обладать компетенциями, знаниями, умениями, навыками, предусмотренными образовательными стандартами.
Вопросам по формированию образовательного маршрута с учетом различных факторов посвящен ряд работ [13, 21, 25, 26]. В данной диссертационной работе рассматривается формирование образовательного маршрута с учетом одного фактора – академической мобильности (АМ) студента. Однако, понятие АМ в работе используется в широком смысле слова и отличается от понятия, используемого в указанных работах. Специалисты [79] в области АМ дают несколько определений академической мобильности. Например, в области международного образования под академической мобильностью понимают период обучения студента в стране, гражданином которой он не является. Этот период ограничен во времени, также подразумевается возвращение студента в свою страну по завершении обучения за рубежом. Термин «академическая мобильность» не отражает процесса миграции из одной страны в другую.
Другое, более общее определение приводится в рекомендациях Комитета Министров Совета Европы в 1996 г.: «академическая мобильность – это перемещение кого-либо, имеющего отношение к образованию на определенный (обычно до года) период в другое образовательное учреждение (национальное или в другой стране) для обучения, преподавания или проведения исследований, после чего учащийся, преподаватель или исследователь возвращается в родное учебное учреждение. Данное понятие не связано с иммиграцией или длительным периодом обучения (работы) за рубежом» [64]. В диссертационном исследовании АМ определяется как право студента на свободу выбора места, форм и средств обучения с учетом его потенциальных возможностей и способностей адаптироваться к системам обучения в различных российских или зарубежных высших учебных заведениях в целях продолжения образования.
К основным субъектам академической мобильности в «болонской» трактовке относятся: студенты всех циклов высшего образования (бакалавриат, магистратура, аспирантура); выпускники первого и второго циклов высшего образования; профессорско-преподавательский состав; администраторы и сотрудники вузов; исследователи [73].
Системные модели СППР при управлении ОМ с учетом АМ
Управленческая деятельность, согласно Новикову Д.А. определяется [32] характеристиками; логической структурой и временной структурой.
При рассмотрении методологии управления ставятся акценты на взаимодействие субъекта управления и объекта системы управления. В рамках диссертационной работы рассматривается взаимодействие лица, принимающего решение и процесса реализации образовательного маршрута.
В качестве характеристик управленческой деятельности рассматриваются следующие: особенности деятельности (субъективность, творческий характер, ответственность и др.), принципы (иерархии, открытости, целенаправленности, ресурсного обеспечения, обратной связи, эффективности, адекватности и др.), условия (мотивационные, кадровые, информационные, организационные и др.) и нормы (правовые, управленческой этики и др.).
Компонентами логической структуры (таблица 2.2), c одной стороны, выступают субъект (ЛПР), объект/процесс/система (процесс реализации образовательного маршрута), предмет (информированность участников академической мобильности, ограничения и нормы деятельности участников, цели и предпочтения участников, последовательность реализации ОМ), результат (результат деятельности участника процесса реализации ОМ, результат завершения ОМ), функции (планирование, организации, контроль), формы организации (процессное управление, под которым для данной работы понимается эффективный подход по выстраиванию работы структурного подразделения, основанный на интеграции ее ключевых функций и структуризации бизнес-процессов).
С другой стороны, компонентами логической структуры управленческой деятельности являются: задачи (планирования, мониторинга, контроля, регулирования (корректировки)), механизмы (информационное управление (управление информацией, которой обладает ЛПР на момент принятия решений), институциональное управление (целенаправленное воздействие на ограничения и нормы деятельности участников)) и др.), средства (все виды документации образовательного маршрута: расписание, учебное соглашение, и пр.).
Содержание деятельности, связанной с управлением, того или иного объекта или процесса определяется составом функций (задач). Как было определено ранее, в работе рассматриваются функции планирования ОМ, его мониторинг, корректировка (регулирование), реализация.
Временная структура управленческой деятельности характеризуется фазами, стадиями, этапами (таблица 2.3). Таблица 2.3 – Временная структура управленческой деятельности
Структурная схема системы управления ОМ выявляет общую конфигурацию системы: совокупность блоков, осуществляющих функциональные преобразования и связи между ними. Предложенная структурная схема разработана с учетом результатов проведенного анализа. В системе управления образовательным маршрутом с учетом академической мобильности в качестве процесса управления выступает процесс реализации образовательного маршрута (рисунок 2.13).
При управлении ОМ в рамках АМ особое внимание уделяется этапу планирования. В результате анализа разделов 2.1 и 2.2 диссертационного исследования было выявлено, что значительная часть информации, необходимой для принятия решения, в частности при планировании ОМ с учетом участия обучающегося в программе АМ, является слабоструктурированной.
Используя информационные технологии, в том числе и технологии экспертных систем, при организации планирования можно повысить эффективность управления ОМ. Под субъектом управления понимается ЛПР, которое принимает решение при управлении ОМ, в частности при его планировании с учетом АМ. Лицом, принимающим решение по вопросам управления ОМ, может являться работник деканата.
С точки зрения теоретико-множественного описания, систему управления ОМ можно представить в виде кортежа SYS= EL, SUR, REL, V , где EL={Y, G}– множество компонентов процесса управления; SUR – множество отношений с окружающей средой; REL – множество связей, V={U,f, E} – множество, содержащее управляющие воздействия U= {u1, u2,…, um} и воздействия внешней среды f= {f1, f2,... fi}. Y = {y1, y2,..., yi} – параметры, которые характеризуют результат функционирования процесса реализации ОМ;G = {g1, g2,..., gk} – предписанные значения основных параметров (ОМ согласно учебному плану, ФГОС, уточняющая информация); E = {e1, e2,..., el} – отклонения реализованного ОМ от начального, ФГОС, программы АМ.
В качестве управляющего воздействия U выступает сформированный образовательный маршрут с учетом АМ. В него могут быть внесены корректировки с учетом возмущающих воздействий внешней среды f в виде различных факторов (заболевание студента, изменение расписания, законодательства и др.), вызывающих отклонения параметров ОМ у1, у2, ..., yi от их требуемых значений.
Схему системы управления ОМ с учетом АМ с включением в нее СППР можно представить следующим образом:
Система управления ОМ с учетом АМ представлена субъектом и объектом (процессом) управления. Для организации информационной поддержки ЛПР в структуру системы управления включена СППР, состоящая из модуля поиска решений, модуля сопоставительного анализа, модулей поиска решений в базе прецедентов и базе данных, содержащей факты, модуля предварительной обработки информации, которые, в свою очередь, взаимодействуют с базами данных, знаний, прецедентов, моделей и со словарем. Накопление данных в СППР осуществляется при помощи модулей пополнения. Необходимость использования технологий инженерии знаний и экспертных технологий требуют введения в структуру инженера по знаниям и эксперта.
Эксперт обеспечивает изменение структуры моделей и пополняемость базы моделей, прецедентов, знаний, базы данных, содержащей факты, если для анализа ситуации требуется дополнительная информация (включенное обучение, перевод из другого вуза). Инженер по знаниям обеспечивает наполнение СППР. ЛПР с помощью «механизма поиска решений» СППР может сформулировать новый ОМ с учетом АМ. ЛПР анализирует полученное решение на эффективность и соответствие требованиям. Документы, полученные в процессе планирования, являются управляющим воздействием на функциональный блок «Процесс реализации ОМ».
Математическое обеспечение СППР при управлении ОМ в рамках АМ
Сопоставляются два набора компетентностных моделей выпускника базового и принимающего вузов S1i={S11, S12,…,S1P} и S2j={S21, S22,…,S2M}. Сопоставительный анализ выполняется при помощи перебора всех слов компетенций набора S2j со словами компетенций набора S1i. Если слова совпадают, то считаем число совпадений в компетенции набора S2j: число совпавших слов компетенции набора S2j делим на общее число слов компетенции из набора S2j. Если этот процент удовлетворяет условию (Proc1 75%), то такая компетенция считается совпавшей. Далее следует переход к следующей компетенции набора S2j. Результатом работы алгоритма является некоторое множество совпавших компетенций S3l. В отличие от предыдущих исследований, для обработки текстовых данных предлагается использование словаря семантически близких по значению слов, что повышает точность сравнения компетенций [44]. Второй решаемой подзадачей является соотнесение компетенций и дисциплин.
Алгоритм соотнесения компетенций и дисциплин с последующим выбором рационального набора дисциплин для максимального перезачета. Алгоритм соотнесения компетенций с дисциплинами и выбор рационального набора дисциплин для перезачета рассматривает набор дисциплин того направления подготовки, куда переводится студент H2j={H21, H22,…,H2N}, и соответствующий набор компетенций S3l={S31, S32,…,S3k}. Осуществляется перебор дисциплин H2j и каждой дисциплине ставится в соответствие свой набор компетенций S2j={S21, S22,…,S2M}. Алгоритм в части сопоставления осуществляется аналогично алгоритму сопоставления компетентностных моделей (рисунок 3.14). Результатом выполнения алгоритма может быть набор(ы) дисциплин H3i={H31, H32,…,H3i} с определенным набором компетенций si. Проводится сравнение трудоемкостей T дисциплин H2j направления подготовки, на которое переводится студент и дисциплин H3i, полученных в результате соотнесения. Если T(H3i) T(H2j), то происходит соотнесение наборов компетенций si и полученных дисциплин, если T(H3i) T(H2j), то дисциплина считается не совпавшей. Таким образом, ЛПР может быть предложено для выбора от одного до нескольких альтернативных решений.
Вывод на основе прецедентов в СППР. Вывод на основе прецедентов -это метод принятия решений, в котором используются знания о предыдущих ситуациях или случаях (прецедентах). При рассмотрении новой проблемы (текущего случая) отыскивается похожий прецедент в качестве аналога. В данном исследовании под прецедентом понимается похожий случай перевода студента с одного направления на другое при внутренней АМ или участие в той же программе международной АМ в том же вузе.
Целесообразным в работе по переводу студентов будет использовать решение, принятое в сходной ситуации, предварительно адаптировав его под текущий случай. После того, как текущая ситуация будет обработана, она автоматически сохраняется в базе прецедентов вместе со своим решением для его возможного последующего использования в будущем.
Проблема выбора подходящего прецедента является одной из самых важных в СППР. Поиск подходящего прецедента перевода студента осуществляется по методу «ближайшего соседа». В основе метода лежит тот или иной способ измерения степени близости прецедента и текущего случая по каждому признаку. Предлагается при поиске прецедентов в информационной базе использовать метод «ближайшего соседа»: таким качественным и количественным признакам как направление подготовки, вуз, семестр и пр. назначают вес Wj (/-го признака), учитывающий относительную ценность признака. Полностью степень близости прецедента по всем признакам вычисляется путем применения обобщенной формулы: Zj, (3.1) где sim- функция подобия (метрика), xtj и xkj - значения признака Xj для текущего случая и прецедента, соответственно.
В качестве функции подобия используется мера сходства Хэмминга, которая определяется как: ( ) , (3.2) где – количество параметров, значения которых у прецедента и текущего случая совпадают, – веса (коэффициенты важности) параметров.
Найденные таким образом прецеденты ранжируются по убыванию значений их степеней сходства с текущим случаем и выдаются пользователю (ЛПР), который выбирает наиболее подходящие прецеденты для повышения эффективности принятия решений для текущего проблемного случая [8].
Метод экспертных оценок. При соотнесении компетенций и дисциплин могут возникать случаи, когда две (и более) дисциплин обладают одинаковым набором компетенций, но имеют разные названия. В таком случае, ЛПР получает два и более альтернативных набора дисциплин для перезачета. Для выбора рационального набора дисциплин, необходимо оценить значимость каждой из дисциплин относительно другой с помощью экспертных оценок. В диссертационном исследовании предлагается использовать метод экспертных оценок.
На начальном этапе формируется рабочая группа экспертов, уровень компетентности которых должен соответствовать следующему условию:
Для формирования рабочей группы последовательно выбирают экспертов из ранжированного ряда экспертов, начиная с эксперта, у которого уровень компетентности имеет наибольшее значение. Количество экспертов в рабочей группе должно быть не меньше числа сравниваемых вариантов, но не более 10.
Далее проводится оценка уровня компетентности рабочей группы, согласно условию (3.3). Если условие (3.3) выполняется, то рабочая группа считается работоспособной.
На следующем этапе задаются правила использования экспертами стандартизированной ранговой системы. Варианту, который занимает первое место, эксперт должен присвоить ранг равный единице, за второе место – ранг, равный двум и т.д. Если варианты у эксперта равноценны, то их называют связанные, и они должны иметь у этого эксперта одинаковый ранг. Численное значение ранга варианта, входящего в состав связанных вариантов, представляет собой среднее значение суммы мест этих вариантов в ранговой системе эксперта. Вычисление ранга связанных вариантов ( ) эксперт выполняет по следующей формуле:
Результаты использования СППР при управлении ОМ в рамках АМ
Существуют различные виды эффективности управленческих решений: организационная, экономическая, технологическая, правовая, экологическая, социальная. Сокращая время на обработку информации и принятие решения можно говорить об организационной и социальной эффективности управленческих решений.
Оценка эффективности управленческих решений на стадии разработки и принятия осуществляется с использованием таких качественных показателей как, степень научной обоснованности решений, многовариантность расчетов. Получаемое в данном диссертационном исследовании решение научно обосновано.
С точки зрения организации процесса планирования ОМ в рамках АМ и формирования документов предлагаемый подход позволяет точнее определить дисциплины для перезачета и академические задолженности, которые студент должен ликвидировать в установленный срок. Мониторинг результатов прохождения ОМ позволяет отслеживать сдачу задолженностей студентом, отмечать результаты обучения на выбранном направлении и успешное завершение ОМ.
Технологии, используемые при обработке информации, например, сопоставлении наборов компетенций, позволяют, как показывают результаты, повысить сопоставимость от 2 до 10%. Использование прецедентов, также позволяет повысить качество принимаемых решений. При формировании набора дисциплин используется функция отображения, т.е. правило, по которому каждому элементу одного множества (множество дисциплин, которым соответствует множество компетенций, например, освоенных переводящимся студентом), называемого областью задания функции, ставится в соответствие некоторый элемент другого множества (множество дисциплин, которым соответствует множество компетенций, например, освоенных студентами той группы, в которую переводится студент), называемого областью значений. Определение правила с использованием предложенного алгоритма позволяет получить решение, которое по сравнению с тем, что используется сейчас, не хуже.
Временная составляющая эффективности. Оценка эффективности управления ОМ в рамках АМ была проведена на основе метода «ABC-costing (ActivityBasedCosting)», единицей оценки которого выступает время в минутах. В ActivityBasedCosting ОМ рассматривается как набор рабочих операций или бизнес-процессов. Бизнес-процессы определяют специфику ОМ в рамках АМ. Работы потребляют ресурсы (материалы, информацию, оборудование) и имеют какой-либо результат. На начальном этапе применения ABC анализа определяется перечень и последовательность элементарных работ (бизнес-процессов) при управлении ОМ в рамках АМ [63]. Метод ABC является инструментом принятия решений при управлении ОМ с учетом АМ, а также лежит в основе оценки эффективности применения разработанного подхода к оказанию информационной поддержки в данном исследовании. ABC-Costing в процессе проводимого исследования позволяет оценить целесообразность разработки программной реализации предложенного подхода к управлению ОМ с учетом АМ путем сравнительного анализа выполнения функций, отраженных в блоках разработанной модели бизнес процессов, т.е. оценить целесообразность реинжиниринга бизнес-процессов. Результаты анализа, приведенные в табл. 4.10, показывают, что эффективность решения задачи управления ОМ с учетом АМ с использованием программной реализации увеличивается, т.е. подтверждается целесообразность разработки программной реализации предложенного подхода.
При управлении ОМ с учетом АМ с использованием программной реализации значительную долю времени занимает пополнение базы данных, базы знаний и, если необходимо, базы данных, содержащей факты, сравнение компетентностных моделей, соотнесение компетенций и дисциплин, если требуется участие эксперта.
Согласно разработанной модели бизнес-процессов, процесс управления ОМ можно подразделить на 4 блока (глава 2). Наиболее затратным (временные ресурсы, экспертные знания) и требующим автоматизации некоторых процессов является блок планирования ОМ с учетом АМ. В этом случае оценка эффективности управления ОМ с учетом АМ определяется при использовании программной реализации предложенного подхода. Так же учитывается и количество обслуженных студентов. Среди критериев оценки эффективности управления ОМ можно выделить: время, затрачиваемое на решение каждой из задач управления ОМ; правильность принимаемых решений (перевод студента с одной специальности на другую, сопоставление компетентностных моделей, выбор рационального набора дисциплин для перезачета).