Актуальность диссертационной работы. В настоящее время все большее внимание уделяется созданию автоматизированных систем поддерживающих процесс принятия решения, в том числе планирования действий. Применение такого рода систем является весьма эффективным и рациональным средством для пользователей. Это связано с тем, что Россия активно включилась в индустрию компьютерных и программных технологий, благодаря которым имеются возможности для создания интерактивного (диалогового) режима работы пользователя и системы. Использование персональных компьютеров и новых информационных технологий позволяют успешно и эффективно решать многочисленные задачи планирования, управления, контроля и др.
На рынке программных продуктов имеется достаточное количество интерактивных систем. Как правило, это бухгалтерские системы, программы для разработки бизнес-планов и другие. Такого рода системы используются в во многих организациях и учреждениях для решения специализированных задач. Что касается организационного управления, то в этой сфере на сегодняшний день нет универсальных программных продуктов, способных помогать руководителям различного уровня решать те или иные задачи организационного управления. Связано это с тем, что все организации и учреждения относятся к различным типам и видам, и, соответственно, имеют свои особенности, поэтому автоматизация организационного управления в них носит специфичный, нетривиальный характер.
Задачи, рассматриваемые в настоящей работе, связаны с анализом особенностей организации и проведения учебного процесса в учреждениях дополнительного профессионального образования (ДПО), на примере Российской академии государственной службы при Президенте Российской Федерации, и создания комплекса моделей иерархическая модель деловых процессов, информационная модель предметной области, модель интерфейса) необходимых для создания автоматизированного комплекса организации учебного процесса.
Потребность в дополнительном профессиональном образовании возникла в силу ряда объективных причин, связанных с проведением в стране радикальных социально-экономических реформ. Вопросы связанные с подготовкой кадров для государственной службы рассматривались на уровне Президента РФ и Правительства РФ, о чем свидетельствуют соответствующие указы и нормативные документы. На основании этих указов и распоряжений Президента РФ была создана сеть учебных заведений дополнительного профессионального образования во главе с Российской академией государственной службы при Президенте РФ, призванная решать вопросы подготовки, переподготовки и повышения квалификации кадров для органов государственной власти и управления.
Выступая 6- сентября 1995 г. в Российской академии государственной службы Президент РФ отметил, что: «На государственную службу пришло немало новых людей. Многие из новых госслужащих успели активно проявить себя в общественно-политической жизни, публицистике, депутатской деятельности. Среди них были ученые, производственники, деятели культуры. Значительную часть составила молодежь.
Особую значимость в нынешних условиях приобретает создание специальной системы подготовки, переподготовки и повышения квалификации государственных служащих" .
Неподготовленность управленческого персонала к новым требованиям не только осложняет вывод страны из кризиса и осуществления перехода к рыночной экономике, но и в будущем может сдерживать решение многих хозяйственных, политических, социальных и национальных проблем. Поэтому кардинальное реформирование системы дополнительного профессионального образования становится стратегической задачей государства.
Система ДПО, выполняя государственный заказ, должна быть ориентирована на подготовку государственных служащих высокого профессионального уровня. Выполнение данного социального заказа требует от общества затрат времени, материальных, финансовых и интеллектуальных ресурсов.
Достижение качества подготовки специалистов, отвечающих требованиям рыночной экономики, может быть обеспечено только при условии соответствия государственного заказа с потребностями государственных и других структур. Данное условие может быть реализовано только при наличии соответствующего контингента работников госслужбы и возможным ресурсным обеспечением процесса его подготовки, переподготовки и повышения квалификации.
Перевод специалистов из одного качественного состояния в другое в стенах высших учебных заведений осуществляется в ходе активного инновационного учебного процесса. Применительно к каждому циклу учебного процесса (УП) могут выделяются следующие его компоненты: >- цели обучения;
— деятельность преподавателей и обучаемыхсодержание учебного процесса- >- методы, средства и формы обучения, а также конечный результат.
Если целью функционирования системы дополнительного профессионального образования кадров является переход из одного уровня профессиональной подготовки специалистов в другой, то образовательные учреждения в этой системе выступают в качестве средства, а учебный процесс, обучающая деятельность, осуществляемая в ходе его реализации, — могут быть рассмотрены как способы достижения поставленной цели.
За последние годы в учреждениях дополнительного профессионального образования накопился определенный опыт работы. В связи с этим возникла необходимость рассмотреть учебный процесс не с точки зрения методического обеспечения, а с точки зрения информационной поддержки его организации и проведения.
Российская академия государственной службы при Президенте Российской Федерации и подведомственные ей региональные академии государственной службы являются учебной, научной и организационно-методической базой государственной службы в Российской Федерации, обеспечивающей органы государственной власти высококвалифицированными кадрами [1]. К числу основных направлений деятельности Академий государственной службы относится образовательная деятельность по программам подготовки (первое высшее и среднее специальное образование), переподготовки (второе высшее образование), профессиональной переподготовки и повышения квалификации (дополнительное профессиональное образование), а также послевузовского образования (аспирантура) [54]. Большинство из вышеперечисленных видов образовательной деятельности могут осуществляться с использованием различных форм обучения {очная, очно-заочная, заочная, вечерняя, экстернат). Для Академий государственной службы характерна также широкая номенклатура направлений подготовки, насчитывающая несколько десятков специальностей и специализаций.
Проблема автоматизации процессов связанных с учебно-образовательной деятельностью рассматривалась неоднократно. Теоретические аспекты были решены в работах Савельева А. Я. [62], Коваленко В. Е. [40], Радина С. Е. [59] и др. Практические разработки в этой области велись многими вузами страны. Так, например, были внедрены и активно использовались такие подсистемы АСУ ВУЗ как «Абитуриент», «Сессия», «Расписание», «Практика студентов» ,
Аспирант", «Кадры сотрудников» и др. Указанные подсистемы разрабатывались с использованием систем управления базами данных иерархического, сетевого, реляционного типов (СУБД ИНЭССУБД ОКАСУБД САВИ и др.). Однако практическое использование разработанных ранее автоматизированных систем в учреждениях дополнительного профессионального образования невозможно в силу различного характера организации учебного процесса. В связи с этим возникла потребность в разработке новых автоматизированных информационных систем управления учебным процессом.
Это не означает, что накопленный опыт может быть забыт. Очень важными являются следующие моменты:
— описание особенностей высших учебных заведений, как систем управления;
— анализ задач создания автоматизированных систем управления;
— формирование функциональных подсистем различных видов деятельности;
— определение этапов принятия и выполнения управленческих решений.
Важной особенностью современного учебного процесса в Академиях государственной службы является высокая степень обновления содержания обучения (даже по сравнению с другими учебными заведениями, дающими дополнительное профессиональное образование). Необходимость в изменении содержания обучения обусловлена продолжающимся реформированием системы государственного управления, а также широким внедрением современных информационных технологий в практику государственной службы.
Реализация различных видов образовательной деятельности обусловливает одновременное (в течение учебного года) использование различных форм организации учебного процесса таких, как семестровая, сессионная и предметно-курсовая. Поэтому, в отличие от обычных вузов, организация учебного процесса в учреждениях ДПО имеет достаточно сложную структуру.
Совпадение сроков пребывания в РАГС при Президенте РФ контингента слушателей различных видов и форм обучения приводит к неравномерной загрузке (в частности, перегрузкам) аудиторного фонда и преподавательского состава Академии в целом и отдельных кафедр, что не может не отражаться как на качестве учебного процесса, так и трудности управления им.
В организационном плане процесс обучения контингента слушателей различных категорий может осуществляться преподавателями как одной так и нескольких кафедр в зависимости от вида и формы обучения и координироваться одним или несколькими управленческими подразделениями Академии [22]. Основным и решающим звеном в организации и проведении учебного процесса являются кафедры.
Большое количество и разнообразие реализуемых учебных планов, интенсивный и иррегулярный характер выполняемой учебной нагрузки, высокая доля краткосрочных видов обучения, разнообразие форм обучения, высокая степень обновления содержания обучения являются факторами, затрудняющими процесс планирования и оперативного управления учебным процессом [54].
Все это в совокупности и обуславливает актуальность темы диссертационного исследования. Исходя из вышеизложенного сформулирована цель и задачи диссертационного исследования.
Целью диссертационной работы является научное обоснование технических решений и практическая реализация автоматизированного комплекса организации учебного процесса на кафедре.
Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи:
1. анализ особенностей организации учебного процесса в учреждениях дополнительного профессионального образования;
2. формулировка основных принципов проектирования автоматизированного комплекса организации учебного процесса на кафедре;
3. разработка в ходе проектирования комплекса моделей предметной области (модели деловых процессов, информационная модель, модель интерфейса);
4. создание экспериментального образца автоматизированного комплекса, позволяющего реализовать функции планирования, распределения учебной нагрузки, оперативного управления и контроля, подготовки необходимых отчетных документов.
При решении этих задач использованы методы системного структурного анализа, реляционной алгебры.
Объектом исследования является организационное управление учебным процессом в учреждениях дополнительного профессионального образования.
Предметом исследования являются модели и средства автоматизированного управления учебным процессом кафедры.
Научная новизна работы:
1. С учетом анализа особенностей организации учебного процесса в учреждениях дополнительного профессионального образования предложены основные принципы проектирования автоматизированного комплекса на кафедре.
2. Разработаны иерархически связанные модели деловых процессов, выполняемых при организации учебного процесса кафедры.
3. Разработана информационная модель предметной области на основе аспектной декомпозиции учебного процесса.
Практическая значимость диссертационной работы состоит в следующем:
— реализованы информационно-программные средства и диаграммы переходов состояний, описывающие интерфейс пользователя с автоматизированным комплексом на основе деловых процессов и модели предметной области;
— модели и средства интегрированы в созданном экспериментальном образце автоматизированного комплекса кафедры.
Компоненты экспериментального образца автоматизированного комплекса использованы в организации учебного процесса кафедры информатизации структур государственной службы РАГС.
Содержание работы.
Работа состоит из введения, трех глав, заключения.
Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, формулируются цель, задачи исследования, объект, предмет исследования, научная новизна и практическая ценность работы.
В первой главе рассмотрены задачи автоматизации организационного управления учебным процессом. Дано понятие организационной системы, указаны ее свойства. Проведен анализ деловых процессов и информационных потоков циркулирующих между учебными подразделениями на примере РАГС при Президенте РФ. Сформулированы принципы проектирования автоматизированного комплекса кафедрального уровня.
Все высшие учебные заведения, в том числе дополнительного профобразования, имеют иерархическую структуру, элементами которой являются подразделения различных рангов. Иерархия управления, специализация звеньев организационных систем возникли с учетом возможностей человека в обработке информации. Иерархическая структура системы управления позволяет более равномерно распределить информационную нагрузку в элементах системы и каналах связи между ними. Для успешного (по результативности) функционирования организационной системы необходимо выполнение ряда условий, которые, применительно к учреждениям дополнительного профессионального образования, формулируются следующим образом:
• заинтересованность в стремлении достичь основной цели, а именно, организации и проведению учебного процесса;
• согласованность целей и рациональное распределение функций между подразделениями и организацией в целом;
• объединение усилий отдельных исполнителей в единую программу работ;
• учет изменений внешней среды.
В главе рассмотрена организация учебного процесса в учреждениях дополнительного профессионального образования. Указаны формы организации учебного процесса (ФОУП). Дана схема связи между формами организации учебного процесса, видами и формами обучения, среди которых значительную долю имеют краткосрочные виды обучения, что является основной особенностью учебного процесса в учреждениях дополнительного профессионального образования.
Проведен анализ деловых процессов и информационных потоков организационного управления. Рассмотрен деловой процесс учебной деятельности РАГС верхнего уровня, включающий такие этапы как: набор, отбор, обучение. В результате анализа деловых процессов кафедрального уровня выделены следующие группы задач планирования учебной работы:
1. планирование нагрузки кафедры и преподавателей;
2. составление расписаний (оперативное планирование);
3. корректировка расписаний (оперативное управление);
4. формирование отчетной документации для вышестоящих подразделений академии.
Рассмотрена схема автоматизированного управления в организационных системах и ее основные элементы: управляющая система (орган управления) и объект управления (управляемая система).
Показаны информационные потоки между кафедрой (структурное подразделение РАГС) и вышестоящими подразделениями (Ректорат, Учебно-методическое управление).
С учетом особенностей организации учебного процесса в учреждениях ДПО сформулированы принципы проектирования автоматизированного комплекса организации учебного процесса на кафедре такие как:
1. Принцип независимости процессов организации учебной деятельности от содержания обучения.
2. Принцип представления процесса разработки, как процесса получения и развития наборов моделей.
3. Принцип ориентации на деловые процессы.
4. Принцип многоаспектной иерархической разработки информационной модели.
Вторая глава посвящена разработке системы моделей организации учебного процесса. При ее разработке используется методология системного структурного анализа, которая подразумевает создание комплекса моделей предметной области. В главе описана методика разработки системы моделей, которая реализуется на следующих этапах:
— построение диаграмм потоков данных (описание деловых процессов субъекта управления);
— разработка диаграммы «сущность-связь» (создание информационной модели данных предметной области);
— описание диаграмм переходов состояний (применены для разработки интерфейса пользователя, указаны пути при выполнении тех или иных функций).
Диаграммы потоков данных являются основным средством моделирования функциональных требований проектируемой системы. С их помощью эти требования разбиваются на функциональные компоненты (процессы) и представляются в виде сети, связанной потоками данных. Декомпозиция диаграмм осуществляется на основе процессов: каждый процесс может раскрываться с помощью диаграмм нижнего уровня.
В результате проведенных исследований построена контекстная диаграмма, моделирующая систему наиболее общим образом. Она отражает интерфейс системы с внешним миром, а именно, информационные потоки между системой и внешними сущностями, с которыми она должна быть связана. В ней идентифицированы внешние сущности, а также процессы, устанавливающие границы анализируемой системы. Данная диаграмма отображает семь основных процессов:
1. составление классификаторов (справочников•);
2. ввод общеакадемических исходных данных;
3. ввод кафедральных исходных данных;
4. планирование нагрузки кафедры и преподавателей;
5. составление расписаний (оперативное планирование);
6. корректировка расписаний (оперативное управление);
7. формирование отчетных документов.
В результате проведенной декомпозиции были получены диаграммы потоков данных нижних уровней каждого из указанных процессов.
Для построения информационной модели данных, в которой будут отражаться все используемые системой сущности и связи между ними, согласно [35], используют диаграммы «сущность-связь». В работе осуществлена детализация хранилищ которые указаны в моделях деловых процессов (на диаграммах потоков данных). Также установлены способы их взаимодействия, включая идентификацию объектов, важных для предметной области {сущностей), свойств этих объектов (<�атрибутов) и их отношений с другими объектами {связей).
Пара значений связей, принадлежащих одному и тому же отношению, определяет тип этого отношения. При создании информационной модели были использованы следующие типы отношений:
• 1*1 {один-к-одному);
• 1*п {один-ко-многим);
• п*т {многие-ко-многим);
Для построения информационной модели данных предметной области, в которой будут отражаться все используемые системой сущности и связи между ними, определены этапы ее формирования, рассматривается концептуальная модель учебного процесса. Предложенная модель позволяет определить и рассмотреть наиболее существенные аспекты учебного процесса и методом декомпозиции каждого аспекта моделируемой предметной области определить базовые одноаспектные сущности разных уровней, рассмотреть межаспектные межуровневые взаимодействия с целью формирования новых многоаспектных сущностей.
Все сущности информационной модели представляют собой двумерные таблицы. Для работы с информацией представленной в табличном виде используется операторы реляционной алгебры {объединение, пересечение, вычитание, декартово произведение, выборка, проекция, соединение, деление).
Использование операторов реляционной алгебры позволяет обеспечить запись выражений. Все выражения служат для символического высокоуровневого представления намерений пользователя (например, некоторого определенного запроса). Поскольку эти выражения символические и высокоуровневые, ими можно манипулировать в соответствии с многочисленными правилами преобразования.
Третья глава посвящена практической реализации предложенных в диссертационной работе системных, программных, математических решений.
В главе приведены основные функции автоматизированного комплекса, в соответствии с которыми реализована его структура, содержащая подсистемы различного назначения. Все функции соответствуют деловым процессам контекстной диаграммы потоков данных. К основным функциям системы относятся:
1. регистрация общеакадемических исходных данных;
2. формирование исходных данных для планирования работ кафедры;
3. планирование нагрузки кафедры и преподавателей на учебный год;
4. формирование расписаний для специальностей кафедры и индивидуальных расписаний преподавателей;
5. коррекция расписаний;
6. формирование отчетных документов.
В главе приведен состав видов обеспечения и требования к ним: техническое обеспечениепрограммное обеспечениеинформационное обеспечениеметодическое обеспечениелингвистическое обеспечение.
Интерфейс автоматизированного комплекса кафедры спроектирован с учетом таких принципов как ясность, лаконичность, скромность, предупредительность, активность, и реализован в виде набора логически связанных графических экранных форм [41, 42, 43], с необходимыми элементами управления.
Для формального описания работы пользователя с автоматизированным комплексом используются диаграммы переходов состояний. В главе рассмотрены такие диаграммы, указывающие переходы из одной экранной формы в другую в ходе выполнения тех или иных процессов.
Интерфейс пользователя реализован в виде иерархического меню, что дает возможность реализации пошагового режима управления комплексом в обоих направлениях.
При движении вперед к еще неотработанным шагам все имеющиеся в его распоряжении действия отображаются на экране соответствующими кнопками.
При движении назад вся рабочая информация, введенная пользователем и связанная с задачей отображается в соответствующих рабочих окнах (экранных формах). На каждом из шагов, там где это предусмотрено системой, пользователь имеет возможность ввода, изменения и корректировки информации. При этом те последующие шаги, для которых скорректированная информация имеет смысл и значение становятся необработанными.
В заключении подводятся итоги проведенного диссертационного исследования, сформулированы основные выводы.
Выводы по главе 3
1. Определено назначение и выявлены функции автоматизированного комплекса организации учебного процесса кафедры.
2. Сформированы требования к следующим видам обеспечения: техническому, программному, информационному, методическому, лингвистическому.
3. Разработаны диаграммы переходов состояний, показывающие работу пользователя с автоматизированным комплексом в режиме планирования нагрузки и оперативного управления.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Работа посвящена решению актуальной прикладной задачи разработка системы моделей учебного процесса, как объекта управления в учреждениях дополнительного профессионального образования и создание на его основе автоматизированного комплекса организации учебного процесса на кафедре.
В ходе диссертационного исследования проведен анализ особенностей организации учебного процесса в учреждениях дополнительного профессионального образования на примере Российской академии государственной службы при Президенте РФ, как базовом учебном заведении по подготовке, переподготовке и повышению квалификации государственных служащих. Установлено, что учреждения ДПО имеют свои характерные особенности, по сравнению с вузами.
Сформулированы принципы проектирования автоматизированного комплекса кафедры, которые позволяют:
— рассматривать структуру учебного процесса кафедры независимо от конкретного содержания данного процесса;
— выявлять периодически повторяющихся процессы, завершающиеся получением одного или нескольких документов, содержащих важный (с точки зрения управления учебным процессом кафедры) результат;
— определить процесс разработки информационных систем как создание и последовательное развитие системы согласованных моделей, начиная от системы моделей;
— создать информационную модель предметной области на основе аспектной декомпозиции учебного процесса.
На основе проведенных исследований построена контекстная диаграмма, включающая семь основных процессов выполняемых автоматизированным комплексом. Эта диаграмма отражает интерфейс системы с внешним миром, а именно, информационные потоки между системой и внешними сущностями, с которыми она связана, устанавливая таким образом границы анализируемой системы.
В результате декомпозиции каждого из семи базовых процессов сформирован комплекс диаграмм, описывающих предметную область с точки зрения деловых процессов.
В работе рассмотрены этапы формирования информационной модели предметной области и концептуальная модель представления учебного процесса как основы ее формирования, в которой выделены основные аспекты.
На основе аспектной декомпозиции учебного процесса как объекта управления, создана информационная модель предметной области предназначенная для использования в реляционных системах управления базами данных.
В результате анализа предметной области — учебный процесс кафедры, показано, что основным преимуществом данной модели является возможность использования операторов реляционной алгебры, которые позволяют обеспечить запись выражений и служат для символического высокоуровневого представления намерений пользователя.
С применением диаграмм переходов состояний выявлены основные этапы работы пользователя и системы в результате выполнения тех или иных деловых процессов. Приведены примеры, иллюстрирующие процесс планирования и процесс оперативного управления.
Разработанные модели интегрированы в экспериментальном образце автоматизированного комплекса организации учебного процесса кафедры.
В работе намечены перспективные направления исследований, связанные с возможностью реализации автоматизированного комплекса организации учебного процесса в архитектуре «клиентсервер» .
