ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Реализация основных направлений функционирования и развития вуза в современных социально-экономических условиях определяет необходимость разработки подходов к управлению структурно-функциональными компонентами образовательной системы вуза, позволяющих решать задачи повышения качества многоуровневой подготовки специалистов с учетом потребностей регионального, российского и международного рынков труда.
Управление вузом, соответствие содержания образования должно опираться на комплексы целевых установок, объединенных глобальной целью, соответствующих им индикаторов достижения целей, а также на необходимую и достаточную для их реализации ранжированную по степени важности, упорядоченных по срокам исполнения, обеспеченных ресурсами систему проектов социально-экономического, научно-методического, технического и организационного характера.
В частности актуальным является решение проблемы адекватного формирования структуры и содержания образовательного процесса вуза, а также реализации экспертно-мониторинговых процедур оценки функционирования образовательной системы, заключающегося в отслеживании ее состояния и фиксации проблем, осуществляемых на основе систематизации и обработки данных вуза, прогнозировании тенденций и выработки рекомендаций по корректировке развития образовательной системы с целью формирования многоуровневой многоэлементной динамически активной организационной структуры вуза, отличающаяся устойчивой схемой связей и отношений между элементами образовательной системы с зафиксированным распределением функций управления.
Таким образом, актуальность диссертационной работы определяется необходимостью разработки комплекса методик, моделей, алгоритмов и
программных средств, обеспечивающих эффективное функционирование образовательной системы вуза.
Работа выполнена в соответствии с межвузовской научно-технической программой И.Т.601 «Перспективные информационные технологии в высшей школе», НИР «Автоматизация образовательной деятельности по подготовке специалистов в области САПР» (№ госрегистрации 01970003705), НИР «Оптимизация подготовки специалистов в области новых информационных технологий на основе автоматизированного проектирования и управления образовательной деятельностью» (№ госрегистрации 01970007657), НИР «Концептуальное моделирование и системное управление учебно-воспитательного процессом в техническом вузе» (№ госрегистрации 01200115179), и одного из основных направлений Воронежского государственного технического университета «Проблемно-ориентированные системы управления».
Цель и задачи исследования.
Целью диссертационной работы является создание комплекса методов, моделей, алгоритмов и программных процедур для оптимального управления структурно-функциональными компонентами образовательного процесса вуза на основе экспертно-мониторингового анализа и рационализации процессов принятия решений.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие основные задачи:
провести анализ подходов к управлению структурно-функциональными компонентами образовательного процесса вуза в современных социально-экономических условиях;
сформировать структурно-концептуальное описание
функционирования и развития образовательной системы вуза;
разработать оптимизационные процедуры формирования основных компонентов содержания образовательного процесса вуза с использованием экспертного анализа;
осуществить математическое моделирование и разработать алгоритмические процедуры средств диагностики как основы мониторингового анализа при управлении качеством образования;
разработать процедуры мониторинга качества функционирования образовательной системы вуза;
создать и реализовать программные процедуры формирования подсистемы обеспечения образовательного процесса вуза, позволяющие решать задачи оптимального выбора содержания и структуры обучения.
Методы исследования основываются на методах дискретной оптимизации, нечеткой и экспертной квалиметрии, теории графов, кластерном анализе, системном анализе, теории множеств, теории управления, аппарате вычислительной математики, сетей Петри, имитационном, структурном, параметрическом моделировании, на экспериментальных исследованиях.
Научная новизна результатов исследования. В диссертации получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной:
структурно-функциональная модель организационного управления вузом, позволяющая рассматривать образовательный процесс как сложную самоорганизующуюся систему и обеспечивающая эффективное взаимодействие между субъектами системы в процессе выработки и принятия управленческих решений за счет минимизации издержек управления по ряду показателей;
модель иерархического управления деятельностью вуза, отличающаяся наличием обратной связи и позволяющая отслеживать функционирование управляемой образовательной системы в реальном времени и вносить коррективы в случае отклонения ее показателей от запланированных;
8
алгоритм оценки качества и эффективности образовательной системы, основанный на использования методов экспертно-мониторингового анализа и обеспечивающий необходимую достоверность при решении задач анализа качества существующих и синтеза перспективных образовательных систем с требуемым качеством;
модель управления обучением в вузе, характеризующаяся наличием обратной связи и позволяющая на основе информации о степени соответствия образовательного процесса требуемому плану, вырабатывать управляющие учебные воздействия, позволяющие своевременно корректировать процесс функционирования и развития образовательной системы вуза;
формализованная модель содержания обучения, позволяющая сформировать верхний уровень макромодели знаний выпускника по специальности, определяющая оптимальную последовательность изучения дисциплин, обеспечивающая упорядочение дисциплин с учетом междисциплинных связей, а последовательная детализация каждой ветви этой модели дает возможность построения модели каждой изучаемой дисциплины;
модели и алгоритмические процедуры системы мониторинга качества образовательного процесса в вузе, обеспечивающие адаптивную выборку вопросов, включаемых в тестовые задания, предполагающие различные виды и методы диагностики на различных этапах обучения и позволяющие характеризовать успешность обучения.
Практическая значимость и результаты внедрения.
Практическая ценность работы связана с использованием основных ее положений:
подхода к управлению образовательной системой вуза, позволяющего отслеживать ее функционирование в реальном времени, обеспечивающего целевое управление содержанием проблемно-
ориентированных образовательных программ и дающего возможность своевременно осуществлять коррекцию действий преподавателей и студентов в процессе обучения;
подхода к формированию информационной системы вуза, характеризующейся использованием оригинальной программной оболочки, а также предоставлением возможности унифицированного доступа к данным информационным ресурсам как сотрудникам и студентам вуза, так и через Internet внешним пользователям;
- программных процедур формирования подсистемы обеспечения образовательного процесса, обеспечивающих вариантность осуществления оптимального выбора содержания и структуры образовательного процесса на основе использования процедур экспертного мониторинга и позволяющих снизить затраты времени на адаптацию под определенную предметную область.
Результаты исследований использованы при разработке экспериментальной образовательной программы по системе управления качеством высшего образования для сферы повышения квалификации руководящих и научно-педагогических работников вузов, а также создании фонда оценочных средств для итоговой государственной аттестации по специальности 220300 «Системы автоматизированного проектирования» в рамках программы внедренческих работ Государственного научного учреждения «Исследовательского центра проблем качества подготовки специалистов» Министерства образования Российской Федерации, при реализации научно-обоснованного подхода к управлению образовательной системой вуза, обеспечивающего формирование многоуровневой и многоэлементной динамически активной организационной структуры вуза, рекомендованного Советом ректоров высших учебных заведений Воронежской области, а также в учебном процессе Воронежского
10
государственного технического университета по специальности 220300 «Системы автоматизированного проектирования».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах и совещаниях: Всероссийском совещании-семинаре "Высокие технологии в проектировании технических устройств и автоматизированных систем" (Воронеж, 1993); Всероссийской научно-методической конференции "Компьютерные технологии в высшем образовании" (Санкт-Петербург, 1994); Всероссийском совещании-семинаре "Математическое обеспечение высоких технологий в технике, образовании и медицине" (Воронеж, 1994-1997); Международной выставке-конференции "Новые компьютерные технологии в учебном процессе и научных исследованиях" (Москва, 1995г.); Международной конференции женщин-математиков "Математика. Моделирование. Экология" (Волгоград, 1996 г.; Ростов-на-Дону, 1997 г.; Чебоксары, 1998 г., Ростов-на-Дону, 2002 г.); Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы анализа и обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем" (Пенза, 1997-1998 г.); Всероссийском совещании-семинаре "Высокие технологии в региональной информатике" (Воронеж, 1998 г.); Всероссийской научно-практической конференции по новым информационным технологиям в образовании "Черноземье-98" (Воронеж, 1998 г.); Всероссийской научно-технической конференции "Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве" (Нижний Новгород, 1999 г.); Всероссийском совещании-семинаре «Интеллектуальные информационные системы» (Воронеж, 1999-2003 г.); II Международной научно-практической конференции «Фундаментальные прикладные проблемы приборостроения, информатики, экономики и права» (Москва, 1999 г.); Всероссийской научно-методической конференции «Опыт разработки и внедрения в учебный процесс вуза новых образовательных технологий» (Липецк, 2000 г.); Всероссийской
11
конференции «Интеллектуализация управления в социальных и экономических системах» (Воронеж, 2000-2003 г.); Международной конференции «Системные проблемы качества, математического моделирования и информационных технологий» (Москва, 2000 г.); Всероссийской конференции «Управление ресурсными потоками на основе принципов логистики» (Воронеж, 2000 г.); IX Симпозиуме «Подходы к построению систем оценки качества в образовании» (Москва, 2000 г.); VIII Международной научно-практической конференции «Высокие интеллектуальные технологии образования и науки» (Санкт-Петербург, 2001 г.); Всероссийской школе-семинаре «Информационные технологии поддержки преподавательской деятельности и управления учебным процессом» (Москва, 2001 г.); XI Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы качества образования» (Уфа-Москва, 2001 г.); Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии и модели в научных исследованиях, автоматизированном проектировании и производстве» (Тула, 2002 г.); Международной научной конференции «Информационные технологии в естественных, технических и гуманитарных науках» (Таганрог, 2002 г.); VIII Международной конференции «Современные технологии обучения» (Санкт-Петербург, 2002 г.); Международном симпозиуме «Инновационные технологии в проектировании» (Пенза, 2002 г.); Международной конференции «Современные сложные системы управления» (Воронеж, 2003 г.); научно-методических семинарах кафедры "Системы автоматизированного проектирования и информационные системы" (1994-2003 г.)
Публикации. По основным результатам работы опубликовано 79 печатных работ, в том числе 9 в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения, изложенных на 214 страницах машинописного текста, списка литературы из 206 наименований, содержит 47 рисунков и 4 таблицы.
12
В первой главе проведен анализ путей повышения эффективности управления вузом в современных социально-экономических условиях. Рассмотрен подход к управлению структурно-функциональными
компонентами образовательной системой вуза на основе комплексных программ по направлениям деятельности. Определены целевые программы развития вуза, основанные на анализе сложившихся проблемных ситуаций в процессе управления вузом, а также необходимости реализации нововведений и инноваций. Изложены принципы системного управления деятельностью вуза, основанного на учете как вертикальной административной иерархии, так и многочисленных тематических горизонталей. Рассмотрена взаимосвязь структуры плана развития и организационной структуры вуза с учетом принятых в вузе уровней декомпозиции направлений деятельности. Сформулированы основные критерии, отражающие результаты функционирования образовательной системы вуза.
Во второй главе рассмотрены вопросы структурно-концептуального описания функционирования и развития образовательной системы и ее мониторингового анализа. Разработана обобщенная структурно-функциональная модель вуза, обеспечивающая эффективные коммуникации между субъектами системы в процессе выработки и принятия управленческих решений. Сформированы различные структуры моделирования образовательной системы, обеспечивающие ее целостность и сохранение основных свойств при различных внешних и внутренних изменениях. Изложен подход к разработке модели иерархического управления вузом, включающая этапы сбора информации, планирования и выбора состояния. Описана модель управления вузом на примере отдельной специальности, характеризующаяся оптимальным использованием связей, объединяющих как внутренние элементы образовательной системы, так и
13
связи с внешними объектами. Изложены принципы экспертно-мониторингового анализа структурно-функциональных компонент образовательного процесса вуза. Описан алгоритм оценки качества и эффективности функционирования и развития образовательной системы в зависимости от ее параметров, а также объективно существующих и воздействующих факторов.
В третьей главе рассмотрены вопросы оптимизации компонентов содержания образовательного процесса с использованием экспертного анализа. Сформирована модель управления процессом обучения в вузе, позволяющая определять эффективные способы адаптивного управления обучением. Изложены вопросы использования оптимизационных методов при разработке моделей содержания обучения, на этапе формирования учебного плана. Разработан комплекс моделей, включающий: модель содержания обучения, реализованная в виде иерархической структуры, при этом, ранжирование элементов на каждом уровне иерархии производится посредством группирования их в кластеры, что представляется более эффективным чем обработка всех элементов совместно; модель формирования учебного плана специальности, обеспечивающая
последовательность, логичность обучения; модель содержания учебного курса, позволяющая получать оптимальную последовательность и содержание каждого раздела учебного материала.
В четвертой главе изложен подход к созданию средств диагностики как основы мониторингового анализа при управлении качеством образовательного процесса. Предложен подход к формированию тестов, позволяющий оценить умение специалиста связывать между собой отдельные процессы и явления и формировать информацию для решения последующих задач. Разработаны модели формирования средств диагностики образовательного процесса, включающих комплексы взаимосвязанных задач различной сложности. Сформированы
14
алгоритмические процедуры создания тестовых заданий с использованием средств автоматизированного проектирования. Разработаны модели и алгоритмы обработки результатов диагностики качества знаний, позволяющие проверить не отдельное усвоение элементов, а системы знаний в целом.
В пятой главе рассмотрены вопросы рационализации управления деятельностью вуза по результатам мониторинга качества. Проанализированы общие принципы построения системы мониторинга качества функционирования вуза. Предложено описание образовательной системы на основе принципа дуальности управления и цикличности развития образовательных систем, обеспечивающего осуществление единого руководства качеством в рамках общей функции управления процессом. Сформирована модель системы менеджмента качества образования в вузе. Разработана модель мониторинга качества функционирования образовательной системы. Предложена математическая модель
организационной структуры вуза, позволяющая осуществлять рационализацию распределения функций управления вузом на основе мониторинга его деятельности.
В шестой главе предложен подход к формированию информационной системы управления деятельностью вуза, характеризующейся унификацией средств поддержания ее целостности и доступа к информационным ресурсам. Описаны программные процедуры формирования подсистемы обеспечения учебного процесса, обеспечивающей функционирование как отдельно каждого модуля, так и их совокупности. Изложены основные этапы автоматизированного проектирования содержания обучения и учебного курса.
В заключении рассмотрены основные результаты работы.
В приложении приведены акты внедрения.
15
1. ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ВУЗОМ В СОВРЕМЕННЫХ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
1.1. Общие принципы управления вузом в современных социально-экономических условиях
Основными факторами, определяющими направления
функционирования и развития вуза сегодня, являются, во-первых, общественно-экономические преобразования в стране, структурная перестройка науки и производства, формирование рынка интеллектуального труда и образовательных услуг, во-вторых, реформы в российской системе высшего профессионального образования и переход его на многоуровневую структуру.
Перечисленные факторы определяют необходимость перестройки и совершенствования всех видов деятельности вузов - научно-образовательной, производственно-хозяйственной и финансово-экономической, адаптации к новым условиям.
Важным является формирование новых механизмов управления деятельностью вуза, а также совершенствование организационной и финансово-экономической деятельности в условиях перехода от плановой к многоукладной рыночной экономике.
Новые социально-экономические и ценностно-смысловые механизмы жизнедеятельности обеспечивают переход вуза из режима "выживания" в режим устойчивого динамического развития. Программа совершенствования организационной и финансово-экономической деятельности основывается на теории и методах организационной деятельности в ценностно-ориентированных системах, базирующихся на информационных технологиях, как наиболее полно отвечающих природе и характеру научно-образовательного процесса в вузе. При этом
16
преобладающим становится не передача информации и предписание поведения, а сознательный согласованный выбор целей и способа деятельности по их достижению.
Управление вузом, соответствие содержания образования в новых социально-экономических условиях опираются на комплексы целевых установок, объединенных глобальной целью, соответствующих им индикаторов достижения целей, а также на необходимую и достаточную для их реализации ранжированную по степени важности, упорядоченных по срокам исполнения, обеспеченных ресурсами систему проектов социально-экономического, научно-методического, технического и организационного характера [88, 91].
Управление деятельностью вуза целесообразно осуществлять на основе:
комплексных программ по направлениям деятельности вуза;
целевых программ развития вуза.
Структура комплексной программы по направлению деятельности и целевые программы развития включают (рис. 1.1):
анализ проблемной ситуации в соответствующей сфере деятельности;
формирование концепции развития сферы деятельности;
разработку глобальной цели развития и ее декомпозиция на целевые установки;
определение системных (интегративных) индикаторов достижения глобальной цели развития и целевых установок программы;
формирование плана мероприятий или проектов по достижению целей развития;
определение источников и объемов ресурсного обеспечения мероприятий (проектов) программы.
В комплексных программах по направлениям деятельности вуза формируются целевые установки, индикаторы их достижения, а также
К о
о
к
о
н
CD Р
CD 43 О Я 43
ii
я я
ш
W
р
CD
CD
О
С?> « О
X О S
43 О
•3
Прогноз содержательных и структурных изменений производства и науки
Рыночный социально-экономический уклад
Потребности регионального и
международного рынка
интеллектуального труда
Проблемные ситуации в жизнедеятельности вуза
Цели и ценности
профессиональной
деятельности
Философия инженерного труда III тысячелетия
Концепция развития вуза
Целевая программа развития
Комплексная программа развития вуза
Целевые установки
Индикаторы
достижения
целевых
установок
Ресурсы
Совершенствования
образовательной деятельности
Индикаторы
достижения
целевых
установок
Ресурсы
Развития научно-исследовательской деятельности
Индикаторы
достижения
целевых
установок
Ресурсы
Развития
производственно-хозяйственной деятельности
Индикаторы
достижения
целевых
установок
Ресурсы
Совершенствования организационно-экономической и финансовой деятельности
Индикаторы
достижения
целевых
установок
Ресурсы
Система мероприятий и проектов
Е |
