Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Исследование процессов информационного обеспечения системы управления образованием 14
Особенности менеджмента качества образования в филиале ВУЗа 14
Анализ системы управления процессом образования филиала ВУЗа 22
Анализ влияния внешних связей на процесс образования 38
Выводы по главе 1 51
Глава 2. Моделирование деятельности филиала ВУЗа 53
Функциональная модель филиала ВУЗа 53
Диаграмма «Филиал ВУЗа» 53
Диаграмма «Кафедра» 59
Анализ результатов исследования 73
Информационное моделирование деятельности филиала ВУЗа 81
Выводы по главе 2 86
Глава 3. Реализация и внедрение ИС 88
Выбор средств реализации и построение архитектуры ИС 88
Методика реализации 91
Реализация информационной системы 97
Подготовка информации 97
Интерфейсы для заполнения таблиц справочников 98
Выводы по главе 3 161
Заключение 162
- Анализ системы управления процессом образования филиала ВУЗа
- Диаграмма «Филиал ВУЗа»
- Анализ результатов исследования
- Реализация информационной системы
Введение к работе
Верхнекамье представляет собой замкнутый территориально-промышленный комплекс (ТПК) с общей численностью населения около 460 тыс. человек, в котором находятся крупные города Березники (180 тыс. человек) и Соликамск (149 тыс. человек).
Градообразующими являются предприятия химической промышленности, и регион нуждается в специалистах этого профиля.
Перед Верхнекамьем стоит проблема утечки кадров, т.к. в пределах ТПК нет ВУЗов, ориентированных на промышленность, хотя существует ряд филиалов. Люди, которые покинули родные города для учебы, как правило, не возвращаются, а остаются в областных центрах. Специалисты с высшим образованием поставляются на рынок труда силами образовательных учреждений Верхнекамского региона, т.е. силами филиалов.
В настоящее время в Верхнекамье создалась своеобразная ситуация с обеспеченностью населения возможностью получения высшего образования без выезда в другие города. В городе Березники (5,2 тыс. студентов), самом крупном промышленном центре Верхнекамья, существуют три филиала ВУЗов (Пермского государственного технического университета, Пермского государственного университета и Уральского государственного экономического университета), но нет ни одного самостоятельного ВУЗа. В Соликамске (2,5 тыс. студентов) имеется педагогический институт, но он не готовит специалистов для промышленности.
Все филиалы в Березниках управляются головными ВУЗами Перми и Екатеринбурга. Социальный заказ на подготовку специалистов формируется предприятиями ТПК и местным самоуправлением, но они не имеют возможности влиять ни на перечень подготовки специальностей, ни на процесс образования.
Местное самоуправление могло бы решить эту проблему, создав университетский комплекс в г. Березники из существующих филиалов. Это было бы рационально, т.к. хотя филиалы и управляются из областных центров, ма-
териально они поддерживаются предприятиями и жителями ТПК. Для создания комплекса имеется необходимая учебно-методическая и кадровая база.
По определению, университетским комплексом называется такая образовательная структура, которая играет в образовательной системе региона доминирующую роль (не только по масштабу своей учебной и исследова-тельской деятельности, но и по вкладу в формирование образовательной политики, по влиянию на общественную жизнь в целом). Университетские комплексы отражают основные мировые тенденции, как в науке, так и в образовании, являются формой самозащиты университетов в рыночной экономике. Реализация идеи создания университетского комплекса позволит обеспечить единство учебных, научных и инновационных процессов различных видов образовательных учреждений во взаимосвязи с экономикой и социальной сферой города и региона (рис 1.).
Разумно, чтобы выполнение социального заказа населения, предприятий и администрации в ТПК обеспечивал единый орган — Ученый совет. Таким образом, создание университетского комплекса позволит управлять процессом образования на месте, а также в полной мере обеспечить поддержку национальной образовательной программы.
Учитывая современные тенденции в сфере образования (Болонское соглашение), для управления образованием необходимо взаимодействие всех ступеней образовательного процесса, начиная со школ и заканчивая ВУЗами [38, 45, 51, 52, 113, 134, 137, 138, 145]. Следовательно, университетский комплекс должен включать (рис. 2):
Ученый Совет.
Экономический, Политехнический и Гуманитарный институты, реор-
ганизованные из существующих филиалов.
Образовательные учреждения среднего профессионального уровня.
Образовательные учреждения базового профессионального уровня.
. информация л N V
I со m О VD Ш О.
s с; a> i-s ю ф
I-o
Рис. 1. Карта процессов системы университетского комплекса
Университетский комплекс как единое целое должен взаимодействовать с общеобразовательными учреждениями в плане профориентации и довузовской подготовки.
*Р
в» V 4-й уровень
Рис.2 Концепция единого интеграционного образовательного пространства университетского комплекса
Но данное решение не подвластно исполнительной власти г. Березники. В современных условиях открытие ВУЗов сопряжено со значительными трудностями. Федеральное агентство по образованию, скорее, поощряет закрытие малых филиалов, чем создание ВУЗов на их основе. Таким образом, необходимо искать другие пути решения проблемы.
Второй вариант обеспечения процесса образования - пересмотреть способы организации образовательных учреждений и взаимодействия между ними.
В условиях рыночной экономики происходят глобальные изменения условий функционирования филиалов ВУЗов, вызывающие необходимость заново пересмотреть многие традиционные аксиомы их организации. Постоянная структура управления перестала обеспечивать конкурентоспособность ВУЗов, так как не позволяет адаптироваться к изменению конъюнктуры рын-
ка и росту значения требований заказчиков. Общие тенденции эволюции рынка образовательных услуг представлены в таблице 1 [48, 71,81, 112, 133].
Таблица 1
Вышеуказанные изменения экономического климата требуют пересмотра системы управления образовательными учреждениями. Кроме того, между филиалами происходит активная горизонтальная интеграция, в частности за счет совместительства преподавателей, а также совместного использования аудиторной и лабораторной базы. Таким образом, задача управления процессом образования в консорциуме филиалов ВУЗов в пределах замкну-
того ТПК является актуальной, и ее решение имеет большое практическое значение [30].
Для объективной оценки качества любой высокотехнологичной продукции, к которой, несомненно, относятся образовательные услуги высшей школы, кроме оценки степени соответствия требованиям, необходимо иметь также и заключение о том, каково качество самого процесса предоставления этих услуг, т.е. насколько он совершенен, упорядочен, организован, устойчив, обеспечен, нацелен на предотвращение появления отклонений, несоответствий и т.д [1,2, 79, 102]. Качество результатов деятельности высших образовательных учреждений должно обеспечиваться через управление качеством основных рабочих процессов вуза и качеством взаимодействия с внешними объектами.
Система*менеджмента качества ВУЗа может строиться в соответствии с рекомендациями международных стандартов серии ISO 9000, принципами Всеобщего менеджмента качества {Total Quality Management - TQM) или базироваться на модели Европейского фонда по менеджменту качества (EFQM) [41,42]!
Принципы TQM, например, заключаются в следующем.
S вся деятельность образовательного учреждения должна быть ориентирована на клиента (студентов, руководителей муниципальных органов и предприятий ТПК);
Анализ системы управления процессом образования филиала ВУЗа
В начале работы СУ задаются требуемые значения регулируемой величины Кх. На вход регулятора Рх подается вырабатываемый элементом сравнения сигнал (отклонение) текущего значения регулируемой координаты от ее заданного значения. Выходная величина регулятора Рх поступает в качестве управляющего воздействия на вход объекта управления, изменяя его состояние в сторону, противоположную отклонению [32].
В технических системах в качестве входных и выходных параметров используются непрерывные или дискретные скалярные величины, например температура (Г), расход (F), давление (Р) и т.д.
Иначе обстоит дело в области предоставления образовательных услуг. Входными и выходными параметрами являются не скалярные, а векторные величины, так как образовательный процесс зависит от комплекса величин. Так, параметры качества образования могут быть представлены в виде многомерного вектора (кортежа) Кх = {X,Y,Z,M,S}, который зависит от качества знаний, умений и навыков (ЗУН — X), компетенции студентов (У), качества педагогических кадров (Z), качества материально-технической базы (МТБ -М), качества связи между структурными подразделениями (S) [4, 6, 28, 36, 46, 107, 128, 131, 146]. Обоснуем выбор составляющих критерия качества.
Согласно принципам TQM и ГОСТ Р 52614.2-2006, СМК образования должна быть ориентирована на потребителя и на другие заинтересованные организации. Потребителями образовательных услуг являются, во-первых, работодатели, которым в первую очередь интересны знания, умения и навыки (ЗУН) персонала (X). Во-вторых, непосредственно студенты, для которых важна степень их компетенции (7). Но невозможно получить хорошие ЗУН без наличия качественной МТБ (М) и квалифицированного профессорско-педагогического состава (Z).
Другой принцип TQM гласит: все управленческие решения должны быть основаны на достоверных, актуальных, непротиворечивых и фактических данных. Этот принцип можно обеспечить только при хорошем качестве связей между структурными подразделениями (S).
Надо отметить, что хотя СМК ориентируется не на процессы, а на конечный результат, промежуточные результаты, из которых складываются компоненты критериев, являются наблюдаемыми и поддающимися оценке результатами технологически важных промежуточных процессов. Поэтому в качестве параметров, пригодных для их идентификации, разумно выбирать именно их.
Одноконтурная система применительно к СУ ВУЗа имеет один существенный недостаток - время регулирования вектора параметров составляет 4...6 лет (продолжительность процесса обучения), т.е. наблюдается сравнительно медленная реакция на отклонения входных параметров на входе. Для того чтобы устранить этот недостаток, теория автоматического управления рекомендует от одноконтурной системы регулирования перейти к двухкон-турной. Это также соответствует принципам TQM, согласно которым деятельность предприятия должна ориентироваться как на достижение стратегических целей (внешний контур) так и на решение текущих задач (внутренний, каскадный контур).
Регулятор Р2 является стабилизирующим, а регулятор Pi корректирующим. На вход регулятора Р2 поступает оперативная информация с малоинерционного канала объекта управления. В соответствии с этой информацией регулятор Р2 формирует оперативное управляющее воздействие, прикладываемое к информационному потоку на входе объекта управления. Заданием регулятора Р2 служит управляющее воздействие, формируемое регулятором Р\ в соответствии с отклонением выходной величины от заданного значение.
Диаграмма «Филиал ВУЗа»
Для создания ИС необходимо произвести функциональное и информационное моделирование предметной области на основе особенностей филиалов ВУЗов (см.главу 1).
Для изучения источников и потребителей всех информационных потоков проведено моделирование предметной области с применением методологии SADT. Получена функциональная модель (DFD) филиала ВУЗа, которая отображает функциональную структуру объекта и внутренние связи. Результаты работы могут быть использованы при исследовании широкого круга образовательных учреждений [19, 24, 75, 77, 80].
Внешняя сущность «Головной ВУЗ» представляет генерирующую организацию, для которой проектируемая система является дочерней организацией, и между собой они обмениваются следующей информацией: приказы головного ВУЗа - любые приказы и распоряжения из головного ВУЗа в филиал (приказы, распоряжения, нормативно-справочная документация и т.д.); отчеты головному ВУЗу - любые отчеты о проделанной работе; S перевод - перевод (продолжение обучения по любым формам: дневной, заочной, очно-заочной) студентов из головного ВУЗа в филиал или наоборот.
Внешняя сущность «Общество» моделирует организации и предприятия города, которые взаимодействуют с системой и обмениваются с ней следующей информацией: S социальный заказ - потребность предприятий города и области в специалистах, работающих в заданной области; документация — любая документация, которой обмениваются организации и предприятия и проектируемая подсистема (договоры, письма, заказы совместные разработки, отчеты и т.д.); спонсорская помощь; программы практик - документация, описывающая требования, предъявляемые для прохождения практики студентами на предприятиях и организациях; возможности прохождения практик — документация, содержащая информацию о количестве мест для прохождении практики. Внешняя сущность «Другие филиалы» моделирует все образовательные учреждения (БПО, НПО, школы), обменивающиеся с системой следующей информацией: кадры - преподаватели совмещающие профессиональную деятельность сразу в нескольких образовательных учреждениях; методическое обеспечение; научная работа - различные совместные научные мероприятия (научные проекты, конференции и т.д.); перевод студентов - перевод студентов между различными образовательными организациями; перезачеты - возможность перезачесть ту или иную дисциплину, изученную ранее в другом образовательном учреждении и (или) у другого преподавателя; мероприятия - любые виды совместно проводимых мероприятий (внеучебная работа, волонтерская работа, повышение квалификации и т.д.).
Внешняя сущность «Кадры» обменивается с системой следующей информацией: поступление на работу; увольнение. На рис. 11 изображена диаграмма верхнего уровня Филиал ВУЗа, отражающая иерархическую структуру филиала ВУЗа. Перечисленные структурные подразделения (подсистемы) обмениваются между собой информацией с помощью информационных потоков. Кроме того, внешние информационные потоки разделены между структурными подразделениями, согласно выполняемым ими функциям.
Анализ результатов исследования
Количество входных и выходных информационных потоков ИС филиала сравнительно невелико (см. рис. 9), но внутри образоватеьного учреждения в . каждом его подразделении осуществляются десятки функций, порождающие внутренние потоки (см. главу 2). Выходные данные одного подразделения/ часто являются входными для нескольких других.
Применительно к данной ситуации, рекомендуется создание программно-аппаратного комплекса системы управления филиалом ВУЗа, основанного на использовании архитектуры «клиент - сервер баз данных -web-сервер - www-приложение». Данный комплекс учитывает особенности и специфику предметной области исследования, описанные выше. Так, например, БФ ПГТУ осуществляет работу в двух удаленных корпусах и взаимодействие между ними реализуется через интерфейс www-приложений («тонких клиентов»). Этот метод также позволяет обращаться к данными информационной системы большому числу пользователей, работающих с ней на удаленных рабочих местах, с учетом их полномочий.
Методология поддержки полного жизненного цикла организации (CALS) предусматривает не только хранение и оперативное предоставление информации, но и выработку управляющих воздействий (рекомендательных или непосредственно исполняемых). Следовательно, неотъемлемой подсистемой ИС класса ERP является управляющая часть, основанная на хранении и анализе: управляющих воздействий (приказов, распоряжений, стратегических и оперативных планов) - пп. 1.1.11, 1.1.26, 2.1.5, 2.1.6, 2.1.7 и др.; реакций системы на управление (отчетов, графиков выполнения, «процентовок» и т.п.) - пп. 1.1.27, 1.1.29, 2.1.15, 2.1.16 и др., а также значительная часть динамической информации.
Исходным материалом для управляющей подсистемы является структурированная и формализованная часть информации из статических накопителей. Кроме того, некоторая статическая информация является исходной для заполнения динамических накопителей и наоборот, статические документы (например, отчет кафедры) могут быть оперативно сформированы из динамической информации.
Таким образом, показано, что существенная часть информации, необходимой для обеспечения работы кафедры (основного звена филиала ВУЗа), является статической и не нуждается в хранении в ИС в виде таблиц баз данных (см. рис. 23). Вполне достаточно обеспечить доступ к централизованному структурированному хранилищу документов (файлов -текстовых, графических и других видов), поддерживать его в адекватном и актуальном состоянии. Только малая часть информации, непосредственно используемой для управления, нуждается в отображении в информационной модели ИС (ERD) и реализации в базах данных ИС. Это позволяет сделать информационную структуру ИС компактной, гибкой, но, тем не менее, покрывающей все практические потребности в данных для оперативного управления.
Реализация информационной системы
Выше подробно поставлены все задачи, которые должна решать проектируемая система. Для реализации этой задачи необходимо входные потоки информации (о студентах, группах, специальностях, кафедрах, учебных планах, преподавателях, успеваемости студентов и пр.) соотнести с таблицами в соответствии с разработанными функциональными и информационными моделями. Для заполнения таблиц необходимо клиентское приложение, в том числе, алгоритмически осуществляющее контроль достоверности и целостности вводимых данных. Так, например, нельзя добавить в базу специальность, не добавив кафедру, которая является выпускающей по этой специальности. Следовательно, до решения основных необходимо произвести ряд вспомогательных мероприятий: разработать интерфейсы для заполнения таблиц-справочников («Ученое звание», «Ученая степень», «Плательщик», «Вид практики», «Справочник дисциплин», «Цикл дисциплин», «Специальность» и т.д.); реализовать модули, непосредственно осуществляющие подготовку информации для принятия решений и управления процессом образования. Интерфейсы для заполнения таблиц справочников.
Информационная модель БД (рис. 24 в главе 2) содержит статические таблицы-справочники («Ученое звание», «Ученая степень», «Плательщик», «Вид практики», «Должность», «Цикл дисциплин» и т.д.), для работы с которыми разработан унифицированный интерфейс (рис. 29), позволяющий выполнять стандартные операции просмотра, добавления, удаления и т.п [21].
Для работы с таблицами используются стандартные компоненты Delphi: DBGrid - для отображения данных; DBNavigator - для манипулирования данными (добавления, удаления, редактирования); ADOTable - непосредственно сами таблицы; DataSource - хранит данные таблиц во время работы.
К справочной информации также относятся динамические таблицы: «Кафедра», «Специальность», «Группа», «Справочник дисциплин» и др. Обращение к ним осуществляется не только с использованием стандартных компонентов Delphi, перечисленных выше, а также различных полей для ввода и раскрывающихся списков, которые содержат информацию из ранее заполненных таблиц-справочников (рис. 30). Приложение осуществляет проверку допустимости вносимых данных. Рис. 30 Форма для заполнения справочника Кафедра
Модуль хранения и использования учебных планов Из выводов по главе 1 следует, что готовность и качество учебного плана (U, компонент кортежа К2 на рис. 5), непосредственно влияет на процессы оперативного управления ВУЗом [21]. Следовательно, необходимо предусмотреть в составе ИС модуль работы с учебным планом, который должен решать следующие задачи.
На основании актуального учебного плана осуществляется распределение и расчет нагрузки преподавателей, он является основой для учебная деятельности в целом, например, позволяет рассчитать процент дисциплин, читаемых выпускающей кафедрой в каждый семестр. На основании предыдущих версий учебного плана осуществляется корректировка нового плана и анализ эффективности изменений.
Функциональная (см. рис. 17) и информационная (см. рис. 24) модели, в соответствии с которыми реализован модуль, приведены в главе 2. Учебные планы часто подвергаются корректировке, и поэтому для групп одной и той же специальности они могут существенно различаться. Для разрешения данной проблемы предусмотрено формировать собственный учебный план для каждой группы, идентифицируемый по году утверждения.
Для реализации данной задачи используется два интерфейса: «Продолжительность семестров» (рис. 31) и собственно «Учебный план» (рис. 32).
Первый позволяет добавить запись, содержащую год принятия учебного плана для каждой группы, а также недельную продолжительность каждого семестра, которая может быть разной для студентов разных направлений. Так, продолжительность 8-го семестра для направления «ИВТ» дневной формы обучения в ПГТУ составляет 15 недель, тогда как для других специальностей и форм обучения - 17 недель .
Очевидно, что общее качества образования образовательного учреждения складывается из качества образования каждого студента (см. главу 1). Студенты, также как преподаватели, являются основным звеном учебного процесса. Для работы со списком студентов необходим отдельный модуль, который должен решать задачи хранения и обработки следующей информации, относящейся к студентам [21].
Для ввода записи о новом студенте в БД необходимо и достаточно ввести его фамилию, имя, отчество, дату рождения и группу. Программно предусмотрено исключение ввода повторяющихся записей. Основная информация может быть занесена в строго предусмотренных форматах, для этого использованы компоненты MaskEd.it.
Кроме внесения кадровой информации о студенте реализована возможность ведения и просмотра личной карточки студента. Электронная карточка студента является точным аналогом бумажной карточки. Она должна содержать исчерпывающую информацию о студенте, включая его личные данные, а также информацию о том, насколько эффективно студент проходит учебный процесс. Другими словами, необходимо знать все результаты по сессиям, включая не только информацию о зачетах и экзаменах, но и обо всех проектах разрабатываемых студентам, и результаты прохождения практик.
Результаты курсовых проектов и работ отличаются от результатов по экзаменам и зачетам тем, что необходимо хранить темы проектов и информацию о руководителе.
Для формирования личной карточки конкретного студента необходимо выбрать его из списка. Для этого реализован посимвольный поиск. Уже при вводе первого символа он начинает просматривать таблицу.
