Учебное пособие 3000142

Агрегаторы получают данные из разных источников, фильтруют и интегрируют всю доступную информацию. Средства прос­мотра используют для генерации web-сайта портала онто­логии, шаблоны и данные. Основанное на web-доступе средство редактирования позволяет удовлетворить требо­вание простого входа в систему и избежать необходимости в средствах локального редактирования. Оно также долж­но управляться онтологиями. Компонент хостинга данных по выбору обеспечивает поставщикам информации воз­можность добавлять аннотации и другие данные без под­держания собственного web-сайта. Все эти четыре компо­нента могут быть реализованы как набор инструментов од­ного портала или как децентрализованная совокупность независимых инструментов.

Для организации контекстного поиска на портале предлагается следующий алгоритм: Имеется набор ресурсов, определяющий зону поиска портала. Для каждого ресурса имеем набор ключевых слов – носителей основной тематики ресурса, из соответствующего поля карточки метаописания ресурса. Далее проводится автоматический семантический анализ документов коллекции, результатом которого является также выделение ключевых слов – носителей основной тематики, но уже программным путем. Эти слова дополняют список полученный на основании экспертных оценок.

Модуль индексирования (indexer) – производит формирование инвертированных списков составляющих собственно поисковый индекс. Для каждого прототипа кластера формируется представление и производится проверка на соответствие документов прототипа тематике, заданной представлением.

В процессе проектирования системы была разработана структурная схема, состоящая из главных блоков и элементов системы. Информационный блок, разработанный для сотрудников и гостей системы, позволяющий найти необходимую информацию и документы, а также позволяющий работать с полученными документами. Блок управления, разработанный для администратора системы, позволяющий наполнять материалами и удалять документы в системе, работать с доступом для остальных пользователей системы.

Программа состоит из пяти модулей: базовый (системный) модуль; управление каталогом ресурсов; управление навигационным меню; управление графическим оформлением;

Базовый (системный) модуль содержит все классификаторы пользователей системы, прав доступа, ролей, привязки пользователей и ролей, а также является основным программным модулем.

Управление каталогом ресурсов предполагает сбор всей информации (включая учебные материалы, новости, ссылки), находящейся на бумажных, иных не структурированных носителях или в электронном виде, в единую базу данных, которая благодаря классификатору уровней исключает возможность дублирования одних и тех же материалов при вводе в базу, тем самым, обеспечивая актуальность и реальность хранимых данных. Также база данных имеет привязку к создаваемому классификатору названий издательств и имен авторов учебных материалов, что дает полную прозрачность при поиске материалов по этим признакам.

Модуль управления навигационным меню обеспечивает доступ пользователей к основным информационным ресурсам, позволяет пользоваться всеми модулями системы. Управление графическим оформлением дает возможность администратору системы менять внешний вид портала.

Были определены программная и аппаратная платформы портала. В качестве операционной системы выбрана Windows XP/2003S с web-сервером Apache, в качестве языка программирования PHP 5.0, в качестве системы управления реляционными базами данных выбрана My SQL Server, которая поддерживает масштабируемость, начиная от малых сетей, до сетей уровня предприятия.

Был произведен расчет производительности системы по методу Эрланга, которая равна 39,3 эр. Рассчитана энтальпия портала, характеризующаяся коэффициентом использования, который равен 0,6 - значит система выдерживает большие объемы информации, что позволяет уменьшить нагруженность системы и повысить ее надежность.

Воронежский государственный технический университет

УДК 004.8

Р.С. Лопатин, Е.Д. Федорков, В.А. Рыжков

АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПОСТРОЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ

МОДЕЛЕЙ В ЗАДАЧАХ СОСТАВЛЕНИЯ

УЧЕБНОГО РАСПИСАНИЯ

С развитием вычислительных технологий большое внимание уделяется разработкам автоматизированных систем составления расписания.

При рассмотрении задач составления расписаний в рамках линейного целочисленного программирования, в основу которого входит ограничение на размерность при реализации комбинаторных методов, происходит ограничение временного периода расписания. В частности, для вузовских расписаний это две недели. В этом случае расписание цикли­чески повторяется каждые две недели весь семестр. Однако в некоторых вузах в учебных планах дисциплины могут иметь любое количество часов и тогда это требование не выполняется. Если учебные планы составлены таким образом, что дисциплины могут читаться только один раз в неделю или через неделю и противоречивость требований устранена, то задача составления оптимального расписания может быть поставлена как задача линейного целочисленного программи­рования. При таком подходе интересы субъектов учебного процесса учиты­ваются в виде ограничений или редуцированных критериев оптимальности.

В имитационном моделировании алгоритм оперирует непосредственно расписанием и списком занятий, которые необходимо включить в расписание (учебным планом). Процесс составления расписания начинается с пустого распи­сания, когда все занятия находятся в списке неучтённых занятий. Далее алгоритм переходит от одного незаконченного расписания к другому, стре­мясь наилучшим образом расставить все занятия, включённые в список. Процесс продолжается до тех пор, пока не будет сформировано полное расписание или выполнится фиксированное количество итераций.

При реализации алгоритма, основанного на принципах имитационно­го моделирования, особое внимание уделяется разработке эвристических правил выбора очередного занятия из списка, определения наилучшей для него позиции в расписании и оценке получаемого расписания.

К положительным чертам такого подхода можно отнести возможность детального учёта специфики решаемой задачи в случае составления рас­писания для конкретного вуза. Однако при этом сильно ограничивается возможность применения разработанной системы в других учебных заве­дениях. Кроме того, понадобиться вносить существенные из­менения в алгоритм при незначительных внутренних изменениях в вузе.

В процессе формирования расписания целесообразным является использовать задачу удовлетворе­ния ограничений. Для решения таких задач разработано множество алго­ритмов, начиная с классического метода Гаусса и заканчивая сложными методами, применяемыми в системах доказательства теорем и в системах символьных вычислений.

Программирование в ограничениях тесно связано с традиционным ло­гическим программированием, в рамках которого оно и сформировалось. Большинство систем программирования в ограничениях представляют со­бой обычный интерпретатор со встроенным механизмом для реше­ния определённого класса задач удовлетворения ограничениям.

Рассмотрев аналитический обзор известных методов составления расписания можно сделать вывод, что каждый метод имеет как положительные, так и отрицательные моменты, поэтому выбор подхода для решения конкретной задачи определяется ее спецификой.

Воронежский государственный технический университет

УДК 004.8

Р.С. Лопатин, В.А. Рыжков

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ЛОГИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ В ОГРАНИЧЕНИЯХ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ УЧЕБНОГО РАСПИСАНИЯ

В процессе моделирования учебного расписания считается необходимым использовать задачу удовлетворе­ния ограничений.

Программирование в ограничениях тесно связано с традиционным логическим программированием. Большинство систем программирования в ограничениях представляют собой обычный интерпретатор со встроенным механизмом для решения определённого класса задач удовлетворения ограничениям.

Определяем множество переменных ,..., и области их значений ,..., .

Представим множество переменных и области их значений в виде таблицы (таблица ниже).

Описание используемых ограничений

Переменные	Область значений
количество пар проводимых в группе ( в течение дня)
количество групп в одной аудитории (аудитории не лекционные)

Продолжение таблицы

количество аудиторий, в которых преподаватель может находиться одновременно.
количество часов на дисциплину (за две недели)

Результатом работы алгоритма будет множество значений каждой переменной, не противоречащих указанным ограничениям. При этом область определения переменных, участвующих в строгих ограничениях, может существенно сократиться или даже содержать единственное значение.

Основное преимущество при использовании данного алгоритма это сокращение пространства поиска, достигаемое не путём оценки каждого варианта расписания, а за счёт исключения ошибочных ситуаций.

Таким образом, на основании выше изложенных данных можно представить себе математическую модель с использованием некоторых ограничений при формировании автоматизированного учебного расписания в рамках учебного корпуса вуза.

Воронежский государственный технический университет

УДК 004.8

Д.Е. Пачевский, А.И. Бобров, А.В. Паринов

ИНФОРМАТИЗАЦИЯ СОВРЕМЕННОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ

Современные компьютерные технологии занимают особое место в развитии общества, охватывая все его среды, включая социальную сферу, производство, бизнес. Особое место данные технологии занимают в образовательном процессе. Глобальная информатизация общества обусловила важнейшую особенность современного технического образования – интенсивную компьютеризацию как учебного процесса, так и профессиональной деятельности молодых специалистов – выпускников вузов. В процессе образовательной деятельности именно компьютеризация должна стать основой новых педагогических технологий, отвечающих кадровым потребностям XXI века. Чтобы соответствовать мировому уровню выпускаемой продукции, государству требуются высококвалифицированные специалисты, обладающие соответствующим набором знаний и умений, способные достойно применять данные навыки на практике.

Постоянное совершенствование качества подготовки специалистов с учетом требований современного производства, науки и техники – основная и важнейшая задача высшей школы. Для выполнения этой задачи необходимо обеспечить студентов возможностью получения глубоких фундаментальных знаний, постоянно развивать их творческие способности, стремление к непрерывному приобретению новых знаний, стимулировать интерес молодого поколения к самоопределению и самореализации. Компьютерные технологии - важнейший инструмент решения этих задач.

Для реализации принципов управления качеством учебного процесса необходим соответствующий механизм управления, который следует рассматривать как совокупность организационных компонентов и звеньев, обеспечивающих согласованное, взаимосвязанное и действенное функционирование всех элементов управления качеством. Этот механизм должен обеспечивать выработку и реализацию эффективных целенаправленных управляющих воздействий на многообразные условия учебного процесса.

Принципы управления качеством достаточно детально отработаны для промышленных предприятий, где имеются системы национальных и международных стандартов. В то же время для образовательной сферы такой подход совершенно не изучен. Определяющей особенностью системы управления качеством процесса функционирования вуза или отдельных его элементов, в том числе на уровне учебного процесса студента или группы студентов, является применение оценочных показателей и введение механизма постоянной корректировки образовательной деятельности. При значительном количестве оценочных и корректирующих показателей только компьютеризация системы управления учебным процессом может обеспечить эффективный результат. При этом большое значение следует придавать непрерывности образовательного процесса и учитывать многообразие и инвариантность форм его реализации.

Следует отметить, что компьютерные технологии, направленные на повышение эффективности системы управления учебным процессом, развиты еще недостаточно полно. Их развитие представляет как большой теоретический интерес, так и огромное практическое значение. Это направление в настоящее время является одним из ключевых для повышения качества образования. Проблема является сложной, но актуальной.

Воронежский государственный технический университет

УДК 004.8

Д.Е. Пачевский, А.И. Бобров, А.В. Паринов

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СОВРЕМЕННОМ УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

Кадровые потребности XXI века, подготовка для предприятий России специалистов мирового уровня требуют разработки инновационных педагогических технологий принципиально нового уровня. К наиболее эффективным методикам организации учебного процесса и их реализации следует отнести компьютерные технологии. ЭВМ для будущих технических специалистов, с одной стороны, является средством обучения, с другой - профессиональным средством создания нового интеллектуального продукта – систем автоматизированного проектирования, систем управления, в том числе и качеством образования. Существует большое количество иногда взаимоисключающих, но чаще одноплановых и добавляющих взглядов на роль компьютерных технологий в образовательном процессе. Развитость и совершенство методов и средств современных информационных технологий создают реальные возможности для их использования в системе образования с целью формирования творческих способностей человека. Именно с новыми информационными технологиями сегодня связывают реальные перспективы построения открытой образовательной системы, позволяющие каждому выбирать свой путь в обучении.

Повышение качества образования является одной из наиболее важных государственных задач. Стержневой фактор этой задачи это проблема управления качеством. При этом, как указано в работах, важно, что наука об управлении качеством дает богатейший методический материал и инструментарий, наработанный в нашей стране и за рубежом; системный подход к управлению качеством, методику выбора критериев и показателей, методы оценки измерения достигнутых результатов, методы контроля и управления процессами и т.п.

Чтобы оптимально применить компьютерные технологии для управления образовательным процессом, необходимо проанализировать особенности и области их эффективного применения. Анализ работ показывает, что проблему управления надо рассматривать комплексно. Следует учитывать непосредственно систему учебного процесса, роль информационных технологий и мотивацию обучения, психолого-педагогические стороны учебного процесса, роль самостоятельной работы, перспективы развития.

В работах рассматриваются психолого-педагогические аспекты информатизации учебного процесса. Установлено, что при переходе к технологиям компьютерного обучения интенсив­ность общения студента с локализованными и удаленными базами знаний резко возрастает. В работе отмечается, что функции познания, ориентированные на созда­ние интеллектуальной технологии, позволяют автоматизировать различные операции, такие как вычисление, редактирование, проектирование, обработка результатов эксперимента, моделирование и т.д. Без реализации этих функций невозможно интенсивное накопление интеллектуальных ресурсов в заданных предметных областях. Рассмотренные функции тесно взаимосвязаны, их осуществление приводит к изменению культуры мышления студента, его резкой технологизации и математизации, способствуют рационализации творческой деятельности. Реализация указанных функций предоставляет индивиду возможность свободного доступа к структурированным знаниям, ориентированным на логику познания, создает условия самореализации каждого студента. Процесс обучения становится логическим осмысленным, комфортным и нравственным.

Воронежский государственный технический университет

УДК 004.8

Д.Е. Пачевский, А.И. Бобров, А.В. Паринов

УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ОБУЧЕНИЯ

Качество обучения – один из важнейших продуктов образовательного процесса. В работе отмечается, что качество выпускника вуза — это система показателей, характеризующих соответствие реальных значений показа­телей выпускника желаемым значениям показателей. Си­стема желаемых значений показателей может выдвигаться предприятием-потребителем (рыночная оценка качества), самим выпускником (внутреннее качество), стандартом (стандартизованное качество), обществом (общественное представление о качестве), может оцениваться для конкретного студента, группы студентов и выпускников вуза в целом. Соответственно и качество выпускника имеет несколько вариантов толкования. В принципе важен хороший общий уровень образования, то есть уровень, который позволяет в нужный момент сосредоточиться на конкретной проблеме и эффективно ее решить, решать различные проблемы, ос­ваивать смежные и принципиально иные области знаний. Качество подготовки выпускника следует рассматривать как очень неопределенный показатель, проявление кото­рого зависит от многих факторов последующей трудовой карьеры, субъективных и объективных действий, системы и содержания дополнительного образования.

В общем виде оценка качества чего-либо - это вычисление расхож­дений реальных и желаемых значений показателей, а управление качеством чего-либо – это последовательность действий, включающая оценку реального значения показа­телей, вычисление расхождений реальных и желаемых зна­чений показателей, принятие решений по корректировке функционирования, возврат на первое действие. Последо­вательность действий при управлении качеством создает процесс управления с обратной связью, где в каче­стве целевых установок приняты показатели качества, рас­хождение реальных и желаемых значений показателей.

Применительно к высшему образованию «качество» как проблема возникло в XIX в. В 1970-е гг. университетские специальности в областях математики, гуманитарных наук оценивались с точки зрения фундаментальности подготов­ки, а инженерные специальности стали увязываться с ка­чеством и практической реализацией состава знаний. В среде русско­го технического общества в конце XIX — начале XX вв. качество высшего образования становится одним из глав­ных аспектов обсуждения, а в 60-80-е гг. XX в. качество превращается в приоритет управленческих решений. Оно рассматривается как способность удовлетворять конкрет­ные потребности общества в специалистах с высшим обра­зованием. Показатели качества включаются в общий ком­плекс показателей наряду с оценками интеллектуального уровня, эффективности процесса обучения, уровня науч­ных исследований.

Однако следует учитывать, что, говоря о качестве чего-либо, необходимо иметь уровень для сравнения. Плохое или хорошее качество, повышение или понижение каче­ства можно увидеть только при сопоставлении. В технике базой качества продукции является стандарт, где четко рег­ламентированы нормативные значения показателей. С рос­том возможностей техники повышаются требования стан­дарта и, тем самым, требования к показателям продукции, считаемой качественной. В системе образования сформированы государственные образовательные стандарты (ГОС) по направлениям и специальностям, но возможности их использования как основного критерия качества образовательного процесса, в большинстве случаях, требуют дополнительного исследования.

Воронежский государственный технический университет

УДК 004.8

Д.Е. Пачевский, А.И. Бобров, А.В. Паринов

ИННОВАЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ЗНАНИЙ В СОВРЕМЕННОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ

Концепция управления качеством в вузе — это всестороннее целенаправленное и хорошо скоординированное применение методов управления качеством во всех сферах деятельности (от исследований до оценивания) при участии руководства, преподавателей и служащих и рациональном использовании интеллектуальных, материальных, финансовых ресурсов вуза.

Система управления качеством, методы ее реализации предопределяются тем иерархическим уровнем, на котором распространяется область ее рационального применения. Формированием стратегии управления качеством образования в России занимается Правительство России. Имеются системы управления качеством обучения на уровне региона, вуза, факультета, кафедры.

Целью данного исследования является возможность автоматизированного управления деятельностью каждого студента в отдельности и группы в целом с целью повышения качества выпускаемых специалистов. Такой подход дает возможность преподавателю держать под контролем каждого студента индивидуально, но одновременно оценивать ситуацию и в студенческой группе. Одновременно руководство кафедры и факультета может оценивать и качество работы преподавателя. Однако главное достоинство такого подхода в том, что у студента появляется возможность самоконтроля, что значительно повышает его творческую составляющую.

Особое место занимает автоматизированная система управления при внедрении новых педагогических технологий социального направления. Выделяются личностно-ориентированные педагогические технологии, направленные на выявление, использование и развитие особых психофизиологических особенностей студента. Наиболее полно этот вопрос рассмотрен Н.И. Воропаевым, Е.А. Шишловой, а также авторами работ. Система управления образовательным процессом должна предусматривать выявление индивидуальных возможностей и наклонностей каждого студента на этапе контрольного тестирования и, через систему обратной связи, соответствующие корректирующие рекомендации. Проблема, безусловно, сложная. Это и повышение сложности формирования теста, и подбор соответствующего корректирующего материала. Такой подход потребует разработки программного обеспечения значительно более высокого уровня. При этом эффективность образовательного процесса, несомненно, возрастает, значительно повышается качество обучения.

Одним из основных, наиболее важных, этапов управления образовательным процессом является диагностика знаний. Эта проблема освещается исследователями и практиками довольно разносторонне. В работе отмечается, что наряду с проверочной функцией, учебные проверки усвоения должны выполнять обучающую и корректирующую функции (дополнения, обобщения), а также организационную функцию (проверкой знаний мотивируется работа над изучаемым предметом, направляется внимание на значение определенных навыков и умений, создаются ориентиры для усвоения). При компьютерном обучении усвоение в значительной степени проверяется методами формализованного контроля.

Различают тестовую и функциональную диагностики. Тестовая диагностика связана с активным воздействием тестом на объект диагноза и определением состояния объекта по его реакции на тест. При функциональной диагностике информацию о ходе обучения собирают в процессе учебной деятельности студентов путем наблюдений и возможных измерений параметров этой деятельности. Такой подход имеет прямой выход на систему управления.

Воронежский государственный технический университет

УДК 004.8

Д.Е. Пачевский, А.И. Бобров, А.В. Паринов

ДИСТАНЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В УПРАВЛЕНИИ КАЧЕСТВОМ ЗНАНИЙ

При разработке методов оптимального управления учебным процессом в многоуровневых формах образования особое место занимает формирование системы управления учебным процессом при дистанционном обучении.

Интерес к ДО в последнее время постоянен. Оно уверенно дополняет традиционные формы обучения. Для специалистов в области информатизации образования это явление, несомненно, положительное, так как ДО требует компьютера, а следовательно, органически включает его в учебный процесс и естественным путем, в силу необходимости, привлекает к его освоению все больший круг преподавателей вузов и школьных учителей. С повсеместным распространением Интернета дистанционное обучение вышло на новый этап своего развития и получило еще один важнейший преподавательский инструментарий. Теперь стало возможно посредством сетевых технологий организовать моментальный доступ практически к любой информации. Долговременная цель развития дистанционного обучения в мире – дать возможность каждому обучающемуся, живущему в любом месте, пройти курс обучения любого колледжа или университета. Это предполагает переход от концепции физического перемещения студентов от места жительства в место обучения к концепции мобильных идей, знаний и обучения с целью распределения знаний посредством обмена образовательными ресурсами.

Эффективность дистанционного образования достигается путем наиболее полного и точного согласования требований и возможностей студента. Учитываются все ограничения, с которыми сталкиваются преподаватель и студент. Обычно, обучение проводится с использованием нескольких средств общения одновременно, что позволяет студенту быть в курсе всех технологических новинок. Однако при этом жесткая отчетность – это важный аспект системы дистанционного образования. За каждый пройденный раздел курса студент должен отчитываться перед преподавателем и пока этого не произойдет, двигаться в обучении дальше студент не сможет.