Содержание к диссертации
Введение 2
Глава 1. Управление образованием как социально экономическая проблема
1Л Образование как социальный механизм адаптации человека к 1? внешнему миру
12 Иерархическая модель образовательных и управленческих процессов
1.3 Модели управления процессами обучения, ориентированного на качество знаний.
2. Распределенный образовательный процесс как объект управления 99
2Л Конструирование технологического процесса обучения как объекта управления,
2.2 Декомпозиция задач управления образовательного учреждения, 131
2.3 Математическое обеспечение синтеза стационарной информационной сети,
3. Управление представлением знаний в образовательной организацией
3.1 Критерии управления образовательной организацией 162
3.2 Декомпозиция общих знаний в процессах обучения. 174
3-3 Управление процессами обучения в образовательных структурах 195
3.4 Методика построения иерархии субъективных оценок значимости элементарных учебных знаний, предлагаемых обучаемому для усвоения.
4. Контроль качества обучения в образовательной организации 232
4.1 Формирования системы показателей при построении информационно логической модели процесса обучения
4.2 Контроль знаний в процессах обучения как оценка соответствия транслируемой и усвоенной информации
4.3 Алгоритм оценивания уровня знаний обучаемых. 257
4.4 Результаты экспериментальной отработки модели контроля уровня знаний студентов.
Глава 5 Информационное обеспечение системы управления учебным процессом-
5 Л Структура и функционирование учебного заведения, 279
5.2 Технология автоматизированного управления учебным заведением.
5.3 Подсистемы управления учебным заведением. 296
5.4 Автоматизированная система оценки знаний студентов 324
Заключение 343
Литература 350
Введение к работе
Актуальность. В плановой системе экономики функции управления образовательной деятельностью брало на себя и исполняло государство. В том числе, государство осуществляло:
долговременный прогноз необходимости специалистов по регионам и отраслям хозяйственной деятельности с учетом стабильной работы производственных предприятий, их развития и перспектив ввода новых мощностей;
планирование выпуска специалистов для обеспечения потребности всех отраслей хозяйственной деятельности и регионов, в том числе, обязательным распределением выпускников различных учебных заведений профессионального образования с обеспечением необходимых гарантий деятельности;
доведение государственного плана выпуска специалистов до каждого учебного заведения с соответствующим материальным обеспечением;
совершенствование структуры образовательных учреждений для выполнения плана обучения (открытие новых специальностей, вузов, техникумов, изменение образовательных стандартов и рабочих программ);
повышение качества образования за счет совершенствования материально технической базы, повышения квалификации преподавательских кадров, развития НИОКР и пр. Предполагалось, что общее образование (как важнейшее завоевание социализма) обязательно, всеобще и осуществляется по единому образовательному стандарту.
Централизация основных управленческих функций привела к тому, что деятельность образовательных учреждений была сведена к оперативному управлению "хозяйством" и регламентированной учебной деятельности в рамках «спущенных сверху» указаний. Оценка деятельности школ, техникумов, вузов, как правило, сводилась к сбору и анализу среднестатистических показателей, по которым принимались организационные и управленческие решения. Директора выполняли функции «организаторов производства», нацеленных на выполнение учебного плана в условиях централизованного, планируемого обеспечения образовательной деятельности необходимыми ресурсами и поддержки системы образования региональными органами власти Изменение экономической политики государства привело к коренным изменениям в организации и управлении системой общего и профессионального образования. Государство сократило или совсем отказалось от финансирования отдельных статей затрат (перевело на региональное финансирование), исчезло централизованное планирование и распределение специалистов. Вследствие изменений социально экономических условий населения регионов снизилось поступление в вузы абитуриентов из сельских и отдаленных районов страны, В условиях дефицита научной и производственной литературы, невостребованности науки, отсутствия возможности полномасштабного научного обмена и системного повышения квалификации преподавателей, планового распределения выпускников «престижных» вузов в регионы и системы их социальной поддержки, часть вузов теряет свою привлекательность, постепенно переходит в разряд «провинциальных». Это в свою очередь способствует снижению качества обучения, престижа знаний и высококвалифицированного труда.
Осложнилось и управление деятельностью образовательных учреждений. В числе актуальных задач руководителей учебных учреждений появились задачи самостоятельного финансового и материального обеспечения, соответствующего уровню научно технического и технологического развития, обеспечения качества обучения, удовлетворяющего требованиям промышленности, экономики, условиям региона, государственных стандартов образования и, наконец, требованиям обучаемых как полноправных заказчиков и потребителей образовательных услуг.
Как альтернатива государственным образовательным учреждениям возникли негосударственные образовательные институты1. Особенностью их функционирования является использование в необходимой мере концепций, опыта, лучших традиций государственных образовательных учреждений, но привнесение динамики, мобильности, ориентации на собственные ресурсы и учета региональных особенностей, которые необходимы для достижения устойчивого хозяйственного положения в условиях переходной экономики. В бюджетных образовательных учреждениях образовались формы внебюджетного обучения студентов, требующие новых подходов в юридическом и организационном обеспечении образовательного процесса.
Отмеченные выше обстоятельства по времени совпадают с трансформацией общественно экономических отношений в связи с переходом социума от индустриальной формы своего развития к постиндустриальной или информационной, характеризующейся интенсификацией коммуникативных связей и процессов переработки информации. Информатизация общества влечет коренную перестройку его социальной структуры: изменится структура экономики, что повлечет отмирание одних и появление других профессий, усилится потребность общества в творческом и интеллектуальном труде, потребуется интенсификация процессов переподготовки специалистов.
В силу психофизиологических факторов не все население приспособится к новым реалиям, обострится проблема занятости. Интенсификация на информационной основе социально - экономических процессов в обществе сопровождается возрастанием потребности личности в профессиональном развитии и совершенствовании, потребности в оперативном получении знаний, переобучении, углублении навыков и умений, в творческом развитии и самосовершенствовании. Возникает потребность в повышении квалификации специалистов, изменении уровня подготовленности в различных областях профессиональных знаний, их трансформации, связанной со сменой профессии или её совершенствованием. Многофункциональность специалиста в его контактах со средой обитания, в том числе, его основная роль в разработке и внедрении производств, прогнозе последствий, планировании и управлении технологическими объектами и других видах деятельности определяют характер специализированного образования лиц, способных решать данные проблемы. Возрастает спрос на различные дополнительные образовательные услуги.
Как известно, преодоление противоречий между изменяющейся социально экономической средой и отдельными её членами - индивидуумами достигается специальным социальным институтом - системой образования, который одновременно ориентируется:
- на готовность личности к профессиональной адаптации в условиях экономических и технологических изменений экосоциотехносферы;
- на возможности совершенствования и развития организационно образовательной среды как основного способа адаптации личности к изменяющимся условиям окружающей среды и потребностям рынка труда.
Однако, современная система образования, развившаяся в условиях плановой экономики, оказалась не способна гибко перестраиваться к изменениям потребностей общества и личности в условиях конкретного региона, в связи с отсутствием:
- научно обоснованных методов оперативного управления образовательными учреждениями в условиях ресурсного дефицита, высоких темпов научно технологического развития и одновременного снижения уровня жизни населения;
Институте смысле социального механизма, направленного на достижение целей социума [13]
- возможности ориентации на региональный социальный заказ, основными чертами которого являются отсутствие эффективной системы прогнозирования потребности в специалистах, отсутствие механизма трудоустройства и социальной защиты молодых специалистов в регионе. Аналитический обзор исследований, посвященных управлению профессиональным образованием, в том числе анализ практики управления региональными вузами в условиях переходной экономики России выявил круг противоречий:
1. Регион испытывает потребность в специалистах, адаптированных к местным экономическим условиям и развивающейся хозяйственной деятельности, возможно не в больших количествах. Вуз с традиционной системой подготовки, ориентированной на фронтальное обучение, не готов обучить таких специалистов.
2. Заказчик образовательной услуги обладает юридическим статусом равным или большим, чем её исполнитель не зависимо от формы контракта и способа оплаты обучения. В традиционных вузах эта коллизия до настоящего времени практически не обсуждается, но с развитием правового образования в стране игнорирование прав обучаемых станет не выгодным исполнителю.
3. Социумом декларируется миссия образовательного учреждения: «Доступное и качественное профессиональное образование». Учебное учреждение как хозяйственная структура не имеет эффективного механизма управления качеством образования.
4. Обучаемый, как личность, обладает уникальными психофизиологическими особенностями и субъектным опытом обучения. Вуз, как учреждение массового образования, ориентируется на достижение среднестатистического знания специалистов, поэтому не учитывает и не управляет личностно - ориентированным познавательным процессом.
5- Современные технологии обработки, транспорта и представления учебных знаний позволяют осуществлять личностно ориентированный процесс обучения с большей долей самообучения индивидуумов и с существенным снижением стоимости образовательных услуг при повышении уровня знаний. Традиционные трансляционные технологии, не изменившиеся со времен плановой экономики методы планирования, организации и управления учебным процессом не способствуют планомерному внедрению и развитию информационных образовательных технологий,
6- Потребность заказчика в объективной оценке общих и профессиональных знаний обучаемых, возможность оперативной коррекции пробелов в течение учебного процесса. Субъективное оценивание знаний после цикла обучения как факта учебной деятельности.
Разрешение этого комплекса противоречий и определяет тему настоящего исследования: «Методы, алгоритмы и системы управления процессами обучения по критерию уровня профессиональных знаний».
Государственная образовательная система по праву занимает высокие рейтинги в мире, а ее выпускники пользуются уважением не только в нашей стране но и за рубежом. Не смотря на сложившуюся экономическую ситуацию, образовательные учреждения имеют относительно развитую материальную учебную базу, методическое и дидактическое обеспечение, достаточно подготовленное кадровое обеспечение. Следовательно, основным препятствием эффективного функционирования части региональных образовательных учреждений в современных условиях является низкая эффективность управления, причины которого:
- сложившиеся традиции, опыт, методы и приемы, эвристики как наследие плановой системы хозяйствования;
- отсутствие логически и научно обоснованного системного подхода к комплексному управлению образовательным учреждением как части социума и части образовательной системы страны, и в тоже время как способа направляемой адаптации индивидуума к реалиям внешней среды.
Доказательством актуальности и недостаточной проработанности названной выше проблемы можно считать фактическое игнорирование качества образования личности, выражаемого через уровень знаний обучаемого, как основного критерия, определяющего эффективность основной деятельности учебного учреждения, его имидж, его участие в решении региональных хозяйственных проблем.
Цель настоящей работы: исследование и разработка научных основ, теоретических положений, информационных технологий, моделей, алгоритмов и программных комплексов, методических рекомендаций по проектированию и эксплуатации информационно-управляющих систем образовательных учреждений, направленных на повышение эффективности обучения и воспитания индивидуума в целях его профессиональной адаптации к условиям экономико-социальной среды региона.
Сформулированная выше цель достигается выполнением следующих задач:
1. Анализом современного состояния управления образовательными структурами в стране и за рубежом.
2. Исследованием особенностей организации управления образовательными учреждениями страны как сложными системами, иерархии образовательных и управленческих процессов и учреждений, целей, критериев и моделей, направленных на повышение качества обучения, доказательством подобия образовательных и производственных структур по организации и управлению.
3. Разработкой критериев управления образовательным учреждением, ориентированного на повышение качества обучения.
4. Исследованием структурных составляющих технологии обучения и системы управления образовательным учреждением, ориентированной на повышение качества обучения индивидуумов, в том числе, исследованием процессов преобразования учебных знаний в системе «преподаватель - обучаемый» и обоснованием объективного контроля знаний как условия эффективного управления образовательным учреждением,
5, Разработкой методов и программных комплексов оперативного управления образовательным учреждением на основе расчета интегративных показателей качества учебного процесса в разрезе обучаемого, группы, курса, факультета.
В основу настоящего исследования положена гипотеза, что в условиях интенсификации процессов коммуникации и обработки информации как объективных свойств постиндустриального общества, профессиональное обучение и образование индивидуума должно адекватно отображать и удовлетворять социальный региональный заказ с учетом общемировых и государственных требований, накладываемых на состав и качество знаний специалиста.
Следовательно, образовательное учреждение должно гибко подстраиваться под требования региона, выполняя, в тоже время, все нормативные требования государства, В условиях ограниченной потребности региона в специалистах конкретной профессии и массовой номенклатуры профессий, а также не развитой системы планового перераспределения специалистов в стране образовательное учреждение должно перейти к подготовке высококвалифицированных специалистов по личностно ориентированным программам и технологиям. Управление такими образовательными учреждениями с целью повышения эффективности образования, определяемого уровнем знаний обучаемых в разрезе специальности должно строиться на учете личностных образовательных целей, психофизиологических свойств, качеств и ресурсных возможностей обучаемых и педагогов, а также на научно обоснованной системе планирования представления знаний обучаемому, объективном контроле уровня знаний автоматизированного обучения и оперативном учете экономических факторов образовательного процесса.
Методология исследования.
Выполнение задач диссертационной работы осуществлялось комплексным использованием методов аналитического исследования, системного анализа, моделирования и конструирования элементов образовательных технологий, систем контроля и управления ими, экспериментальной отработки разработанных систем, анализа полученных результатов и их обобщения- Анализ проблем управления образованием как сложной, распределенной системы осуществлен на основе трудов Ф ФЛ Перегудова, ВЛ Тарасенко, ФЛ Тарасенко, ЮЛ Титаренко, ЮЛ Ехлакова, Н.М Оскорбина, РЛ Люблинского, СКВ. Поповой, ПК. Шалаева, ВЗ Ямпольского- Научные и методические разработки, опыт и результаты создания и совершенствования управления образованием страны, отдельных вузов и процессов обучения, эффективности образовательных процессов изучался по трудам Б.Л Аграновича, К.Е. Афанасьева, С.А. Белькова, И.М Бобко, В Л Васильева, В,В. Валентинова, ВЛ Врагова, С.С Гончарова, Ю.Л Ершова, A3. Кобзева, О.Н, Любиева, ИЛ Макарова, О-М, Петрова, АЛ Тихонова, И.Л, Чудинова, ИЛ Чучалина. Особую значимость в решении поставленных в настоящем исследовании задач имеют монографии В.З. Ямпольского «Автоматизация управления высшей школой», 03, Поповой «Проектирование адаптивных технологий профессионального образования», В.В. Кручинина «Разработка компьютерных учебных программ», Ф.И. Перегудова и ФЛ Тарасенко «Введение в системный анализ», ЮЛ Ехлакова «Теоретические основы автоматизированного управления». Комплексному исследованию проблемы автоматизированного обучения посвящены работы HJL Брусенцова, работы в области конструирования автоматизированных обучающих систем изучены по трудам ILJL Брусиловского, С.А. Безносюка, С.Г. Григорьева, С.Л Гольдштейна, А.Д. Иванникова, ВЛ. Карташова, B.IL Кулагина, Ю.В. Карякина, В Л Котенко, В.В, Кручинина, А,Н. Татарникова, С.А. Христочевского,
Научная новизна:
1. Разработана модель декомпозиции государственной образовательной системы, определены межуровневые отношения, координирующие и управленческие связи и ограничения. Выделены четвертый и пятый уровни образовательной системы, обеспечивающие непосредственное качество профессиональных знаний индивидуумов. Доказана возможность уровневой и временной декомпозиций образовательных процессов и доказана возможность управления в декомпозированной образовательной системе по критерию уровня знаний обучаемых.
2. Разработана модель матричного представления учебных знаний как субъектного знания педагога в процессе обучения, предложена модель декомпозиции и планирования представления учебных знаний и обоснована возможность оперативного контроля качества их усвоения обучаемым.
3. Разработана методика выявления предпочтений образовательных областей в обобщенной предметной области знаний, позволяющая каждому преподавателю и коллективу преподавателей в целом построить согласованную модель учебной программы (пирамиды знаний) и формального представления учебного плана (матрица планируемых знаний), которую можно использовать как базис компьютерной системы обучения.
4. Предложен метод управления процессом обучения модульно рейтинговой технологией на основе использования в планировании учебного процесса иерархии информационных матриц учебных знаний, обоснованных точек объективного контроля уровня знаний обучаемых и коррекции образовательного процесса по результатам этого контроля. Разработанная модель является основой автоматизированного обучения индивидуума, по критерию уровня знаний обучаемого.
5. Разработана модель, система показателей и методика оценки эффективности образовательного процесса, основанная на оценке уровня знаний индивидуумов, групп обучаемых, формируемых по профессиональным или организационным признакам, а также в разрезе изучаемых дисциплин и предметов. Использование модели позволяет оперативно исследовать качество преподавания каждой предметной области знаний и вырабатывать управляющие решения, повышающие уровень усвоения знаний,
6. Обоснована структура и развита теория проектирования информационных систем для целей управления образовательными системами.
Автор выносит на защиту:
L Концепцию многоуровневого управления образованием, основанную на модели иерархии образовательных процессов. Модели и методы декомпозиции образовательных систем для целей управления.
2. Критерии управления образовательными системами и учреждениями, модели и методы их достижения в условиях переходной экономики.
3. Модель преобразования учебных знаний в процессе образовательной деятельности, объясняющую объективный субъективизм "учителя" в отборе и трансляции элементарных знаний.
4. Методику выявления предпочтений в отборе элементарных знаний и методы снижения субъективного фактора в обучении.
5. Модель и систему получения объективных оценок уровня знаний в разрезе специальностей направлений и отдельных дисциплин, по результатам тестирования отдельных обучаемых, групп, факультетов. Методы использования этих оценок в управлении процессами обучения.
Практическую значимость результатов диссертации представляют;
- Модели, методы, алгоритмы и разработанные системы информационного обеспечения управления распределенными образовательными системами, технические средства тестирования и программное обеспечение агрегации и анализа уровня знаний отдельных студентов, а также групп в различных разрезах обеспечивают обоснованное оперативное управление образовательным процессом по критерию качества получаемых знаний.
- Распределенная автоматизированная система управления включающая подсистемы «планирования личностно ориентированного образовательного процесса», "помодульного контроля знаний", "оплаты образовательных услуг", "учета студенческого контингента" обеспечивают решение комплексной проблемы оперативного управления образовательно - хозяйственной деятельностью по критерию качества (уровня) знаний обучаемого.
- Методы и алгоритмы проектирования плана представления учебного знания с учетом автоформализации субъектного опыта преподавателей, оценки результатов их усвоения и корректировки учебной информации как основы управляющей программы гибкой автоматической системы представления знаний.
Работы, описанные в настоящей диссертации, выполнялись в следующих тематических направлениях;
- Проект «Разработка и внедрение модульно-рейтинговой технологии в образовательный процесс на математической факультете» (Федеральная Программа «Университеты России» (1991 - 1995 г.г.)). Проект «Сущность и структура фундаментальной составляющей образовательных программ в многоуровневой системе» в Федеральной программе «Университеты России» (1991 - 1992 г.г.).
- НИР по теме «Цадик - Б» в соответствии с решением Государственной комиссии СССР по воєнно - промышленным вопросам № 58 от 24.04. 1991
г. (1991-1995 гг.) - Проект 2 25.1 «Создание региональной опорной точки доступа Алтайского региона (г-Барнаул)» в Межведомственной программе «Создание национальной сети компьютерных телекоммуникаций для науки и высшей ШКОЛЫ» (1995 - 1998 гг.) Проект «Создание университетского Центра ИНТЕРНЕТ в АлтГУ в Программе «Университетские Центры ИНТЕРНЕТ», 1997г., утвержденной Госкомвузом России, Миннаукой России и институтом «Открытое общество».
- Проект «Разработка концепции виртуальной выставки предприятий и организаций региона с использованием средств информационных технологий Интернет, как компоненты концепции межрегиональной системы поддержки деятельности предприятий и торгово-промышленных палат, базирующихся на структурах информатизации образования» в Федеральной программе «Наука регионам» (1997 - 1998 гг.).
- - Проект «Разработка научных основ и создание баз данных по социально экономическим программам населения Алтайского края в технологиях Internet в региональной научно - технической программе «Алтай - наука» (1996-2000 гг.) Государственного эксперимента по развитию дистанционного образования в России (1997- 2002г.). Приказы Министра образования от 30.05.1997 г. №1050, от 22.06.1999 г. №41, от 27.06.2000 г. №1924.
- проект «Югорский научно-образовательный комплекс» (2000г. по настоящее время) Постановления Правительства Ханты-Мансийского автономного округа №191-п от 27 апреля 2001г.3 №324-п от 2 июля 2001г. Публикации и апробация результатов работы. По теме исследования опубликовано 2 монографии, 3 учебных пособия, 4 препринта, 12 статей. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 14 международных конференциях и симпозиумах в г.г. Москва (1998-2000 г.), Санкг Петербурге (1996, 2000,2001 г.), Томск (2000,2001 г.), Новосибирск (1999-20001 г,), Гурзуф (1996,2001 г.), всероссийских, межвузовских, региональных конференциях в г.г- Барнаул, Кемерово, Бийск, Томске, Новосибирске, Ханты - Мансийске. Результаты внедрения. Технология модульно рейтингового обучения внедрена с 1990 года и в настоящее время является признанной на математическом факультете Алтайского государственного университета, иерархия информационных матриц учебных знаний используется в системе управления качеством образования с 1998 года по 6 направлениям обучения (экономика, менеджмент, информатика и пр.) и различным вариантам личностно ориентированных графиков обучения. Методы структурирования учебных знаний, оценки рейтингов фрагментов учебных знаний на основе автоформализации субъектного опыта преподавательской деятельности педагога с 1998 года внедрены в планирование образовательного процесса в Бийском, Барнаульском, Новосибирском филиалах СГИ, пяти представительств дистанционного образования в г. Заринске, Алейске, Новоалтайске, районных центрах п. Тальменка, р.п. Алтайское, в которых обучается 1600 студентов дневной и более 400 студентов очно - заочной формы обучения.
Технологические решения и система управления образовательной деятельностью использованы как научная основа проектирования Ханты Мансийского Научно-образовательного комплекса, включающего Югорский НИИ информационных технологий и факультет информатики и прикладной математики Югорского государственного университета и Югорскую физико-математическую школу-интернат.
Структура и основное содержание работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографии и приложения. Общий объем диссертации составляет 373 стр.» список литературы включает 226 наименований.
Первая глава «Управление образованием как социально экономическая проблема» посвящена анализу современных особенностей организации и управления образованием России, Предложена иерархия образовательных и управленческих процессов, показана приоритетная роль образовательного учреждения в качестве образования. Рассмотрены социальные аспекты управления качеством и наиболее известные модели этих процессов.
Вторая глава диссертации рассматривает «Распределенную образовательную структуру вуза как объект управления». Образовательный процесс рассматривается как производственный, обсуждаются критерии управления и предлагается критерий уровня знаний обучаемого как основы эффективной учебно-хозяйственной деятельности учебного учреждения. Исследуются проблемы декомпозиции образовательных процессов и синтеза образовательной сети как информационной.
Третья глава работы «Управление представлением знаний в образовательной организацией» посвящена изучению проблем представления знаний обучаемому на основе формализации субъектного опыта педагога. Введена иерархия информационных матриц, описывающих процесс представления знаний некоторой предметной области. Рассмотрены алгоритм планирования, контроля и управления обучением с коррекцией по результатам контроля уровня знаний по изучению каждого модуля. Описана методика выявления субъектного опыта преподавателя и построения предпочтений в трансляции учебных порций знаний.
В четвертой главе диссертации описан алгоритм контроля уровня знаний индивидуумов и групп обучаемых в разрезах изучаемого предмета, специальности и пр. Приведены результаты использования алгоритма обработки данных об уровне знаний обучаемых и направления коррекции образовательного процесса с целью повышения результатов,
В пятой главе приводится краткое описание автоматизированной системы, поддерживающей управление учебным заведением по критерию качества знаний студентов. Описаны характеристики подсистем и их взаимосвязь в управлении. В заюгючении приведены выводы и рекомендации по продолжению работы.
