Автоматизированные системы управления учебным процессом в вузе

      (1.33)

      

    15. В семестре не должно быть  запланировано более 2-х курсовых  работ и проектов.

      (1.34)

     - количество курсовых работ и проектов в семестре .

1.6.2. Разработка критериев оптимизации.

    Задачу  оптимизации учебного плана можно  рассматривать с различных точек  зрения. В данной работе задача синтеза  ставится следующим образом: необходимо отобрать в учебный план наиболее важный для профессиональной деятельности материал и расположить его по семестрам оптимальным образом.

    В качестве критерия, характеризующего важность материала в плане для  профессии, могут служить, например, следующие функционалы.

    Критерий, максимизирующий суммарную значимость для профессиональной подготовки модулей, включенных в план.

      (1.35)

    m - количество модулей 
 

    Критерий, максимизирующий суммарную обобщенную значимость модулей, включенных в учебный план.

      (1.36) 

    В качестве критерия, определяющего оптимальность  расположения модулей по семестрам, во многих работах выбран критерий, минимизирующий суммарную величину временных разрывов между информационно  связанными модулями учебного плана с учетом тесноты связи (1.37). Обоснованность выбора этого критерия сделана в п. 1.3. Предполагается использовать этот критерий, определяемый следующими выражениями: 

 (1.37)

    где

      (1.38)

    Коэффициент определяется из соотношения

      (1.39) 

    Qmax - максимальное значение критерия. Его можно оценить исходя из  соотношения

      (1.40)

    nmax - номер последнего семестра.

    Таким образом, допускается нарушение ограничения (1.28), но эти нарушения включены в критерий. В результате задача "погружается" в другую, с более общей постановкой, минимум критерия которой совпадает с минимумом критерия первой. 

               Список  литературы по главе 1 

    

1. Абрамов Л.М., Капустин В.Ф. Математическое программирование. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1981. 328 с.
2. Агранович Б.Л., Кабанов В.И. Модель оценки качества подготовки специалистов в высших учебных заведениях. //Кибернетика и вуз. Вып.13. Томск, 1987 , с.19-22.
3. Алексеева Л.Н. Формирование гибкого содержания образования и обучения в средних специальных учебных заведениях. Автореф. дисс. ... канд. тех. наук. Москва, 1997.
4. Анисимов Б.В., Савельев А.Я. и др. Применение ЭЦВМ для автоматизации процесса составления учебных планов и расписаний. //Использование ЭВМ в организации и планировании учебного процесса. М.: «Высшая школа», 1972, с.121-142.
5. Архангельский С.И. Учебный процесс в высшей школе, его закономерные основы и методы. М.: «Высшая школа», 1980.  368 с.
6. Архангельский С.И., Михеев В.И. Теоретические основы научной организации педагогических исследований. М.: «Знание», 1976. 27 с.
7. Архангельский С.И., Михеев В.И., Машников С.А. О моделировании и методике обработки данных педагогического эксперимента. М.: «Знание», 1974. 48 с.
8. Архангельский С.И., Михеев В.И., Перельцвайг Ю.М. Вопросы изменения, анализа и оценки результатов в практике педагогических исследований. М.: «Знание», 1975. 42 с.
9. Бабинцев В.С., Подиновский В.В. Выбор решений по многим критериям, упорядоченным по важности. М., 1977. 44 с.
10. Белкин Е.Л. Разработка методов построения системы изложения учебного материала. Отчет о научно-исследовательской работе.
11. Белов В.В., Воробьев Е.М., Шаталов В.Е. Теория графов. Москва, 1976.
12. Бенайюн Р., Ларичев О.И. Линейное программирование с многими критериями. Метод ограничений. //Автоматика и телемеханика, 1971, №8.
13. Берж К. Графы и их применение. М.: Изд-во иностранной лит-ры, 1962. 319 с.
14. Беспалько В.П.  Основы теории педагогических систем. Воронеж, 1977, с. 40-86.
15. Бешелев С.Д., Гурвич Ф.Г. Математико-статистические методы экспертных оценок. Москва, 1980. 262 с.
16. Герман Э.И. Разработка моделей и алгоритмов многоцелевой оптимизации планов учебного процесса. Дисс. ... канд. тех. наук. Томск, 1975, 194 с.
17. Горбатова Р.Е. Системный анализ деятельности специалиста и моделирование  задач  подготовки  инженерных  кадров. Автореф. дисс. ... канд. тех. наук. Томск, 1981.
18. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. Москва, 1995.
19. Гусев И.Т., Мухин Э.В., Сорокин А.С., Сумароков Л.Н. Методика разработки учебного плана. //Использование ЭВМ в организации и планировании учебного процесса. М.: «Высшая школа», 1972, с.176-195.
20. Гусев И.Т., Мухин Э.В., Сумароков Л.Н. Некоторые семантические аспекты проблемы разработки учебных планов. //Использование ЭВМ в организации и планировании учебного процесса. М: ВШ, 1972, с.168-175.
21. Джоффрион А., Дайер Дж., Фрайнберг А. Решение задачи оптимизации при многих критериях на основе человеко-машинных процедур. Применение к задаче оптимизации учебного процесса факультета университета. //Вопросы анализа и процедуры принятия решений. М.: «Мир», с. 126-145.
22. Димова В. И др. К вопросу о методе составления тезауруса по специальности. //Современная высшая школа, 1978, №3.
23. Евланов Л.Г., Кутузов В.А. Экспертные оценки в управлении. М.: «Экономика», 1978. 133 с.
24. Информационная технология. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы. (ГОСТ 34.201-89, ГОСТ  34.602-89,  РД 50-682-80,  РД 50-680-88,  ГОСТ 34.601-90,  ГОСТ 34.401-90,  РД  50-34.698-90, ГОСТ 34.003-90, Р 50-34.119-90).  М.:1991. 144 c.
25. Каган В.И., Сычеников И.А. Основы оптимизации процесса обучения в высшей школе. Москва, 1987.
26. Карпов В.И. Составление учебных планов вузов с помощью ЭЦВМ. //Применение  ЭЦВМ для автоматизации обучения и управления учебными заведениями. Киев, 1972 ., с.121-130.
27. Карпов В.И., Казакова И.Е. и др. Вычислительная техника в инженерных и экономических расчетах. Москва, 1977. 68 с.
28. Кендэл М. Ранговые корреляции. М., 1978.
29. Кини Р.Л., Райфа Х. Принятие решения при многих критериях: предпочтения и замещения. М.: «Радио и связь», 1981. 560 с.
30. Китаев Н.Н. Групповые экспертные оценки. М., 1975.
31. Комплексные подходы к построению и применению экономико-статистических моделей./Под редакцией Б.Б. Розина, Новосибирск, 1981, с.7-55, 96-132.
32. Концептуальные  основы  разработки современных информационных технологий формирования  содержания подготовки по информатике. Москва, НИИПВШ,  вып.6-7, 1994.
33. Котлобулатова Г.С. Системно-структурный подход к организации учебного материала  и его влияние на активизацию мыслительной деятельности студентов. Автореф. дисс. ...канд. пед. наук. Ташкент, 1981.
34. Кофман А., Дебазей  Г. Сетевые методы планирования и их применение. М.: Прогресс, 1968. 181 с.
35. Кристофидес Н. Теория графов. Алгоритмический подход. Москва, 1978.
36. Кузнецов А.В., Холод Н.И. Математическое программирование. Минск: «Вышэйшая школа», 1984. 221 с.
37. Леднев В.С. Содержание образования: сущность, структура, перспективы. М, ВШ, 1991. 224 с.
38. Леонтьев Л.П., Гохман О.Г. Проблемы управления учебным процессом. Рига, 1984, с. 24-62.
39. Липский В. Комбинаторика для программистов. Москва, 1988.
40. Мартынюк В.В. Экономное построение транзитивного замыкания бинарного отношения. //Журнал вычислительной математики и математической физики, 1962, т.2, №4.
41. Методика научно-обоснованного составления учебного плана. М.: НИИВШ, 1976. 80 с.
42. Миронова В.А. Разработка моделей и алгоритмов автоматизированного решения задач (на примере планирования учебного процесса в АСУ ВУЗ). Дисс. ... канд. тех. наук. М., 1978. 294 с.
43. Михеев В.И. Моделирование и методы теории измерений в педагогике. М.: ВШ, 1987. 200 с.
44. Мишева П. И др. Основные положения и направления совершенствования учебных планов и программ для подготовки рабочих по профессиям широкого профиля в Народной Республике Болгария. //Научные основы совершенствования учебных планов и программ для подготовки рабочих широкого профиля. Сборник научных трудов. Ленинград, 1987, с.22-35.
45. Моргунов И.Б. Аналитические методы исследования учебных программ. Дисс. ... канд. тех. наук. М.,  1965. 152 с.
46. Московиченко А.Л. Дерево целей инженерной деятельности. //Кибернетика и вуз. Выпуск 13. Томск, 1987, с.123-129.
47. Нейман Дж., Моргенштерн О. Теория игр и экономическое поведение. М.: «Наука», 1970.
48. Никитин А.В. Вопросы оптимального составления учебных планов и программ. Дисс. ... канд. тех. наук. Москва, 1969. 179 с.
49. Никитин А.В., Романкова Л.И., Чурсин Н.Н. Построение тезауруса специальности при определении содержания образования. Рукопись депонирована в НИИ ВШ регистр. №185-82.
50. Овчинников А.А., Пучинский В.С. От логической сети к линейной диаграмме. //Вестник высшей школы, №9, 1968.
51. Овчинников А.А., Пучинский В.С., Петров Г.Ф. Сетевые методы планирования и организации учебного процесса. М.: «Высшая школа», 1972. 157с.
52. Оре О. Графы и их применение. Москва, «Мир», 1965. 174 с.
53. Основы педагогики высшей школы. //Под ред. Белкина Е.Л. М., 1987. 122 с.
54. Плаксина Н.А. Основные направления совершенствования учебного процесса в свете современных требований к высшей школе. //Актуальные проблемы улучшения подготовки специалистов  в университете. Воронеж, 1975, с 3-5.
55. Подиновский В.В., Гаврилов В.М. Оптимизация по последовательно применяемым критериям. М.: «Советское радио», 1975. 192 с.
56. Подиновский В.В., Ногин В.Д. Парето оптимальные решения многокритериальных задач. М.: «Наука», 1982. 254 с.
57. Применение методов сетевого планирования и управления для организации учебного процесса. М.: Информационный центр МВ и ССО СССР, 1968.
58. Розенберг Н.М. Проблема измерений в дидактике. М.:ВШ, 1979. 175с.
59. Розина Н.М. Формирование содержания высшего профессионального образования на основе преемственности со средним профессиональным образованием. Автор. дисс. ... канд. пед. наук. Москва, 1998. 20с.
60. Руа Б. Классификация и выбор при наличии нескольких критериев. //Вопросы анализа и процедуры принятия решений. М.: «Мир», с. 80-107.
61. Руа Б. Проблемы и методы принятия решений в задачах со многими целевыми функциями. //Вопросы анализа и процедуры принятия решений. М.: «Мир», с. 20-58.
62. Рублев Ю.В., Востров Г.Н. Математические основы логической структуры курса. //Вестник высшей школы, №9, 1970.
63. Сидельников Ю.В. Разработка методов повышения качества экспертных оценок. Автореф. ... канд. тех. наук., М., 1987.
64. Система моделей и методов рационального планирования и организации учебного процесса в вузе. /Под редакцией В.В. Гусева, Воронеж, 1984.
65. Сохор А.М. Логическая структура учебного материала. Вопросы дидактического анализа. Дисс. ... док. пед. наук. Ульяновск, 1971. 299 с.
66. Статистические модели и многокритериальные задачи принятия решений. /Ред. И.Ф. Шахнов. М.: «Статистика», 1979. 184 с.
67. Сумароков Л.Н., Мухин Э.В., Романенко А.Г. В целях равномерной загрузки студентов. //Вестник высшей школы, №9, 1968.
68. Сумароков Л.Н., Романенко А.Г., Мухин Э.В. В целях оптимизации обучения. //Вестник высшей школы, №2, 1968.
69. Турбович Л.Т. Информационно-семантическая модель обучения. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1970. 177 с.
70. Фишберн П. Теория полезности для принятия решения. М.: «Наука», 1978. 352 с.
71. Целевая интенсивная подготовка специалистов. /Под ред. В.А. Карповой. Ленинград, 1987. 184 с.
72. Черепанов В.С. Экспертные оценки в педагогических исследованиях. М.: Педагогика, 1989. 151 с.
73. Черкасов Б.П. В чем преимущества сетевого учебного плана. //Вестник высшей школы, №1, 1968.
74. Шакис В.М. Вопросы применения орграфов для автоматизации календарного планирования (на примере втузов). Дисс. ... канд. тех. наук. Каунас, 1975. 163 с.
75. Шапкин В.В. Структура содержания общетехнической подготовки учащихся средних профтехучилищ. //Научные основы совершенствования учебных планов и программ для подготовки рабочих широкого профиля. Ленинград, 1987, с. 91-112.
76. Юсавичене П. Теория и практика модульного обучения. Каунас «Швиеса», 1989. 272 с.
77. Dimarco N., Bird D., Norton S.D. Life Style, Learning Style, Learning Structure, Their Congruencies and Student Attitudes and Performance in a Data Processing Course. //J. of Educ.  Data Processing. 1980, vol. 16, №2, p. 1-8.
78. Held M., Karp R.M. A Dynamic Programming Approach to Sequencing Problems. //J. Soc. Indust. and Appl. Math. 1ONN1 (1960), p. 196-210.
79. Jensen R. A Dynamic Programming Algorithm for Cluster Analysis. //«OpenRes», 1969, №6.
80. Koopmans T.C. Analysis of Productions an Efficient Combating Activities. Activity Analysis of  Productions.
81. Land A.H., Doig A.G. An Automatic Method for Solving Discrete Programming Problems. Econometric.

    82. Tinbergen Jan, Bos H.S. Blum James, Emmerij Lonis, William Gareth  Econometric Model of Education. Some Applications. Paris, OESD, 1965.   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. АВТОМАТИЗАЦИЯ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПЛАНИРОВАНИЯ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА В ОРЕНБУРГСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ УНИВЕРСИТЕТЕ

 

             Вопросы автоматизации управления учебным процессом в вузе всегда являлись актуальными, особенно большое количество разработок появилось в середине и конце 70-х годов прошлого столетия, когда во многих вузах в системах управления стали использовать ЭВМ.

           В настоящее время высшие учебные заведения имеют измененные, по отношению к тем временам, организационные и финансовые структуры, имеют новую организационно-нормативную основу за счет внедрения в систему высшего образования государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования, все это не позволяет в полном объеме и с запланированной эффективностью использовать эти несколько устаревшие разработки; а учитывая явную тенденцию формирования в нашей стране информационного общества, необходимо учитывать еще и специфику информационной среды вуза и изменившуюся методологию формирования учебного процесса, поэтому число работ, описывающих управление учебным процессом с учетом современных условий и требований, соответственно уменьшается. Кроме того, во многих работах, посвященных автоматизации управления учебным процессом, рассматриваются отдельные частные вопросы: составление расписания учебных занятий, формирование учеб- 
ных планов по специальности, расчет нагрузки и т. д., без учета их взаимосвязей, что не позволяет достигнуть эффективного решения общей задачи в целом. Автоматизация любой системы только тогда целесообразна и дает практический результат, когда будут автоматизированы наиболее сложные и трудоемкие процессы этой системы. Наиболее сложной подсистемой системы управления вузом является подсистема автоматизированного управления учебным процессом.

           Автоматизированную систему управления учебным процессом в вузе предлагается скомпоновать из следующих относительно независимых автоматизированных подсистем /1,2, 3/:

    -  подсистемы планирования учебного  процесса;

    -  подсистемы управления учебной  деятельностью студентов;

    -  подсистемы информационного обеспечения  учебного процесса;

    -  подсистемы системного анализа  и аудита учебного процесса.

          В свою очередь наиболее сложной, трудоемкой и подверженной, как показывает практика, наибольшему количеству дефектов является подсистема планирования учебного процесса. В то же время она является наиболее значимой составляющей в системе обеспечения качества подготовки специалистов и в системе трудозатрат, при этом также необходимо учитывать, насколько совершенной будет ее структура, настолько успешной будет автоматизация и оптимизация других подсистем управления учебным процессом в вузе. Поэтому подсистему планирования учебного процесса необходимо разработать в таком виде, чтобы она обеспечила выполнение следующих операций и функций:

    а)  автоматизированное планирование учебных  планов по специальностям и направлениям;

    б)  автоматизированный расчет учебной  работы и планирование педагогической нагрузки вуза,кафедр, преподавателей;

    в) автоматизированное распределение  учебной нагрузки кафедры между  преподавателями кафедры;

    г) автоматизированное формирование расписания учебных занятий с учетом занятости  преподавательского состава и ресурсов учебно-лабораторной базы вуза.

           Кроме того, при разработке подсистемы планирования учебного процесса должны быть реализованы принципы связи теории с практикой, согласования объема учебной информации с бюджетом времени, определенным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования, последовательности изучения учебных предметов и их взаимосвязи, оформленных в виде структурно-логической схемы подготовки специалистов. Только в этом случае можно добиться оптимального планирования учебного процесса в вузе.

         Оптимальное планирование учебного процесса предполагает систематизацию основных информационных потоков, разработку унифицированных форм документов, определяющих содержание и объем учебной информации и последовательность изучения содержания дисциплин, оптимизацию содержания учебного плана и автоматизацию формирования и заполнения этих документов.

          В настоящее время во многих вузах функционирует технология планирования учебного процесса, представленная на рис.2.1 в виде технологической схемы.

         Анализируя существующую технологию планирования учебного процесса и систему управления, можно выделить ряд существенных недостатков: она громоздкая, трудна в автоматизации, трудноуправляемая и трудоемкая, негибкая и не обеспечивает требуемого качества планирования. С целью ликвидации указанных недостатков, обеспечения автоматизации и уменьшения трудоемкости планирования разработаны следующие варианты технологии планирования учебного процесса:

    а)  без оптимизации объема учебной работы в учебном плане, рис. 2.2;

    б)  с оптимизацией объема учебной работы в учебном плане, рис. 2.3.

          Для этих технологий разработана информационно-технологическая схема планирования учебного процесса в вузе (рис. 2.4), которая является основой для формирования оптимальной информационной системы учебного процесса и разработки алгоритма планирования учебного процесса. В 
соответствии с рис. 2.4 сформирован список документов оптимальной информационной системы учебного процесса, используемой в автоматизиро- 
ванной системе планирования учебного процесса, а именно:

    1   - структура вуза;

    2     -перечень специальностей (специализаций);

    3    - перечень направлений подготовки;

    4    - ГОСВПО;

    5   - структурные учебные подразделения вуза;

    6   - нормативные документы по учебному процессу;

    7    - дисциплины по выбору;

    8    - факультативные дисциплины;

    9   - нормативные коэффициенты;

    10 - контрольные цифры набора студентов на 1курс;

    11 - нормы времени для расчета учебной работы ППС;

    12 - контингент студентов;

    13  - контингент аспирантов и соискателей;

    14  - состав ГЭК и ГАК по специальностям;

    15  - штатные расписания кафедр;

    16  - учебные планы по специальностям;

    17 - приложения к учебным планам (по семестрам);

    18  - закрепленные за кафедрой дисциплины и виды учебной работы;

    19  - рабочие программы по дисциплинам;

    20  - график учебного процесса;

    21 - учебная нагрузка кафедр;

    22 - условные обозначения специальностей  в расписании учебных занятий;

    23  - сетки часов кафедры;

    24  - сетки часов по специальности;