Проблемно-ориентированная система оценки и управления уровнем профессиональной подготовки структурного элемента деятельности организационно-технической системы
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………… 6
1 ОБЗОР МЕТОДОВ ОЦЕНКИ И УПРАВЛЕНИЯ УРОВНЕМ
ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ ВЫПУСКНИКОВ……………. 14
1.1 Анализ проблем управления организационно-техническими
системами…………………………………………………………………………… 14
1.2 Обзор основных понятий………………………………………………………… 15
1.3 Обзор существующих методов определения уровня
профессиональной подготовки выпускников…………………………………….. 17
1.4 Обзор существующих моделей профессиональной деятельности вы-
пускника………………………………………………………………………………….. 20
1.5 Методика и модель оценки уровня профессиональной подготовки вы-
пускника………………………………………………………………………….. 23
1.6 Системный анализ процесса оценивания уровня
профессиональной подготовки выпускника…………………………………………………. 25
1.7 Обзор и анализ существующих проектных разработок и
программных решений управления образовательной средой……………………… 28
1.8 Анализ структур автоматизированных систем управления
организационно-технических систем…………………………………………………. 31
1.9 Использование методов кластерного анализа для оценки
уровня профессиональной подготовки структурного элемента
деятельности……………………………………………………………………………………………… 33
Выводы по главе 1……………………………….……….………………………. 34
2 ГЛАВА РАЗРАБОТКА ИНФОРАЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ
ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ И
УПРАВЛЕНИЯ УРОВНЕМ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ
ПОДГОТОВКИ СТРУКТУРНОГО ЭЛЕМЕНТА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ…….. 37
2.1 Цели и задачи системного анализа при проектировании
проблемно-ориентированной системы оценки и управления уровнем
профессиональной подготовки структурного элемента деятельности ОТС……. 37
2.1.1 Макропроектирование проблемно-ориентированной системы оцен-
ки и управления уровнем профессиональной подготовки
структурного элемента деятельности ОТС…………………………………………. 38
2.1.2 Разработка структурной модели проблемно-ориентированной
системы оценки и управления уровнем профессиональной подготовки
структурного элемента деятельности ОТС ………………………………………………….. 39
2.2 Математическая модель системного описания проблемно-
ориентированной системы оценки и управления уровнем
профессиональной подготовки структурного элемента деятельности ОТС.. 43
2.2.1 Математическая модель системного описания проблемно-
ориентированной системы оценки и управления уровнем
профессиональной подготовки структурного элемента деятельности ОТС
(нулевой уровень декомпозиции)…………………………………………………………. 44
2.2.2 Математическая модель системного описания проблемно-
ориентированной системы оценки и управления уровнем
профессиональной подготовки структурного элемента деятельности ОТС
(1-ый уровень декомпозиции)………………………………………………… 46
2.3 Разработка структуры проблемно-ориентированной системы оценки и
управления уровнем профессиональной подготовки
структурного элемента деятельности организационно-технической
системы в нотации DFD ……………………………………………………………….. 50
2.3.1 Методика декомпозиции задач……………………………………………… 51
2.4 Разработка структуры проблемно-ориентированной системы оценки и
управления уровнем профессиональной подготовки
структурного элемента деятельности организационно-технической
системы в нотации IDEF03 ……………………………………………………….. 59
Выводы по главе 2……………………………………………………………… 61
3 РАЗРАБОТКА МЕТОДА И АЛГОРИТМА ОЦЕНКИ
И УПРАВЛЕНИЯ УРОВНЕМ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ
ПОДГОТОВКИ СЭД ОТС……………………………………………………….. 63
3.1 Методика оценки индикаторов эффективности информационного
воздействия…………………………………………………………………………. 63
3.2 Инструментальная методика оценки и управления уровнем професси-
ональной подготовки СЭД ОТС ………………………………………………….. 66
3.2.1 Определение ряда компонентов ИВ, формирующих
отдельный элемент ПК…………………………………………………………….. 66
3.2.2 Нахождение весовых коэффициентов …………………………………. 66
3.2.3 Получение числовых оценок индикаторов информационного воз-
действия …………………………………………………………………………………. 69
3.3 Графическая интерпретация метода……………………………………… 71
3.4 Разработка вида портфолио………………………………………………. 72
3.5 Кластерный анализ результатов оценки и управления уровнем
профессиональной подготовки СЭД ОТС……………………………………………. 76
Выводы по главе 3……………………………………………………………………. 80
ГЛАВА 4 АПРОБАЦИЯ РАЗРАБОТАННОГО МЕТОДА ОЦЕНКИ И
УПРАВЛЕНИЯ УРОВНЕМ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ
СЭД ОТС…………………………………………………………………………… 81
4.1 Проверка адекватности и достоверности метода ………………………. 84
4.2 Оценка уровня профессиональной подготовки СЭД…………………… 82
4.2.1 Определение весовых коэффициентов………………………………… 82
4.2.2 Расчет числовых характеристик индикаторов информационного
воздействия…………………………………………………………………………. 85
4.3 Оценка трудовой профессиональной деятельности выпускника
в рамках организационно-технической системы ………………………………… 88
4.4 Статистический анализ результатов оценки уровня
профессиональной подготовки выпускников двумя методами…………………. 92
Выводы по главе 4………………………………………………………….. 94
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………… 95
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………………… 96
ПРИЛОЖЕНИЕ А…………………………………………………………… 113
Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ……. 113
ПРИЛОЖЕНИЕ Б…………………………………………………………… 114
Методические указания………………………………………………………… 114
ПРИЛОЖЕНИЕ В……………………………………………………………. 121
Акты внедрения результатов диссертационного исследования……………. 121
Во введении сформулирована цель работы, обоснована ее актуальность,
изложена научная новизна и практическая значимость полученных
результатов, даны рекомендации по реализации результатов исследований.
Приведена краткая аннотация глав диссертации.
В первой главе выполнен анализ подходов к проектированию и синтезу
проблемно – ориентированных информационных систем обработки
информации в области ОТС, рассмотрен процесс обучения в вузе, как слож-
ной ОТС; осуществлен обзор существующих проектных и программных
решений управления сложной организационно-технической системой. На
основании выполненного анализа обоснована актуальность темы
диссертационного исследования, сформулирована цель и поставлены задачи
исследования.
Во второй главе проведен анализ вариантов функциональной и
структурной декомпозиции проблемно-ориентированной системы оценки и
управления уровнем профессиональной подготовки СЭД. В соответствии с
решаемыми задачами предложен вариант декомпозиции объекта
проектирования на подсистемы, учитывающий особенности обработки
информации, выполняемые ими функции (объективные и субъективные) и
выделяющий уровни автоматизации (рис. 1).
субъективные
объективныеПользователь
подсистема сбора, обработки
1.11.2
и вывода информации
Подсистема
Автоматизированная
Подсистемавывода данных
ввода данных
ПодсистемаПодсистема
обработкиэкспертного
Банк данных ИС
АСУБД ИС ВУЗА
информацииоценивания
анализа информации и
Подсистема
Автоматизированная
Подсистема выработки
анализа данных уровня
рекомендаций по
подсистема
управления
профессиональной
управлению
подготовки СЭД
процессом ИВ
2.12.2
Рис. 1. Структурная модель проблемно-ориентированной
системы оценки уровня профессиональной подготовки СЭД ОТС
Математическаямодельсистемногоописания проблемно-
ориентированной системы оценки уровня профессиональной подготовки
структурного элемента деятельности (пример: 1-ый уровень декомпозиции,
подсистема анализа входной информации), содержит статическое – Σ
(структурно – параметрическое) и динамическое – Ф (функциональное)
описания. Связь структурно – параметрического и функционального
описаний представляет собой соответствие f: Σ → Φ .
1 1 1,1
где{ L } ={Выборрежимафункционированияпроблемно-
ориентированной системы оценки уровня профессионального подготовки
1 1 1,1
структурного элемента деятельности};{ I } ={Подсистема обработки ис-
1 1 1,1
ходнойинформации};{ F } ={Обработкаисходнойинформации};
1 1 1,11 1 1,1
{ U } ={ФМ включен в блок объективных систем};{ Z } ={Проведение
1 1 1,1
обработки данных};{ C } ={Связь с подсистемой анализа данных по эф-
фективности ИВ на СЭД, банком данных (БД) ИС, АСУБД ИС вуза, подсис-
темой выработки рекомендаций по управлению процессом ИВ, подсистемой
вводаданных,подсистемойвыводаданных};
11 1,1
{ W вх } =
СЭД, ∀ ids ∈ {D} , где {D} − множество структурных элементов деятельности
ОТС, успешно освоивших основную образовательную программу или
прошедших промежуточную аттестацию; np – направление подготовки;
op–образовательнаяпрограмма;l–компонентИВ;
i-номер элемента качественной характеристики, j- ОПД; z l – количество за-
четных единиц z в l-ом компоненте ИВ; α l – доля теоретического обучения,
формирующая для l-ого компонента ИВ i-ый элемент качественной характери-
стики; β l – доля обучения, отводимая на самостоятельную работу СЭД;
r – количество элементов качественной характеристики, входящих в j-ую ОПД;
x – количество факторов, характеризующих состав элементов качественной ха-
рактеристики и влияющих на его оценку; s – количество компонентов ИВ;
m–числообластейпрофессиональнойдеятельности;
11 1,1
{ W вых } =^
Rцел–профессиональныйпортретидеальногоспециалиста.
1 1 1,1
{ S ф } ={1. Анализ входной информации о СЭД; 2. Выбор режима работы
проблемно-ориентированной системы оценки и управления уровнем про-
11 1,1
фессиональной подготовки СЭД};{ Z ф } ={Алгоритм выбора режима рабо-
ты проблемно-ориентированной системы оценки и управления уровнем
1 1 1,1
профессиональной подготовки СЭД};{ R } ={<Наличие входной информа-
ции о СЭД; Введенные данные корректны>,<Данных для проведения анали-
за недостаточно; введенные данные некорректные>}.
В результате декомпозиции ОП по классу решаемых задач и последую-
щей композиции получена структура проблемно-ориентированной системы
оценки и управления уровнем подготовки структурного элемента деятель-
ности организационно-технической системы в нотации DFD (рис.2) в кото-
рой выделены и функционируют 4 режима: 1. Режим экспертного оценива-
ния; 2. Режим актуализации информации о СЭД; 3. Формирование профес-
сионального портрета выпускника; 4. Режим управления и выработки реко-
мендаций.
Устройство для
Пользователь
ввода информацииинформацииинформации
n,op,l,s,i,j,zl,αl,βl,r,x,n
Инициализация режимаИнициализация режима
Инициализация режимаИнициализация режима
формирования
n,op,l,s,i,j,zl,αl,βl,r,x,n,m
экспертного оцениванияактуализации информацииуправления и выработки
1.2о СЭД ОТС
профессионального
рекомендаций
портрета выпускника
aτ,bτ,cτ,δτ,γτ>
Банк данныхqi
{Qij}
Расчет
Устройство
комплексного
отображающее<{Qij},ix,Px>
информациюFпоказателя
Системакачества
управления и
выработки
рекомендаций
2.1
Rспецd,αi
{Qij}
2.2j,m
Rспецd,αiПостроение
Анализ выходнойпрофессионального
Rспецd,αiпортрета выпускника
информации.
Рис. 2. Структура проблемно-ориентированной системы оценки и
управления уровнем подготовки структурного элемента деятельности
организационно-технической системы в нотации DFD
В режиме 1 используются данные, необходимые для определения весовых ко-
эффициентов экспертным методом (ai,bi,ci – весовые коэффициенты определяю-
щие уровень влияния каждого компонента, формирующего элемент качественной
характеристики, выраженный через индикатор информационного воздействия – qi
(оценки по дисциплине, полидсциплинарные оценка, оценки по практикам; δj,γj –
весовые коэффициенты, учитывающие влияние каждого вида оценок (дисципли-
нарного, полидисциплинарного и внедисциплинарного) при расчете комплексного
показателя качества уровня подготовки в j-ой области профессиональной деятель-
ности (ОПД) – Qj при условии, что (δ j + γ j ) = 1 ). Данные в виде кортежа
ентов; где τ – номер эксперта (τ = (1, М ) , где M – количество экспертов). После
поведения обработки данных информация в виде кортежа по-
ступает в банк данных, и может быть представлена на отображающем устройст-
ве.
В режиме 2 актуализируется информация о конкретной образовательной
программе и принадлежности СЭД к ней. Пользователь предоставляет инфор-
мацию об образовательной программе которая в конечном итоге представляется
в виде кортежа
В режиме 3 происходит формирование профессионального портрета выпуск-
ника включающее процессы расчета q i.и Qj . Для этого пользователь предоставля-
ет информацию о СЭД в виде его ids, из банка данных поступает информация в
виде кортежа
ся комплексный показатель, который выводится в виде массива {Qj } из банка
данных поступают данные для расчета в виде кортежа <δj,γ j,r,r i,j,i>. Приступая к
построению профессионального портрета выпускника, пользователь вводит дан-
ные
водится определение угла наклона (cos(d)) к определенной области профессио-
нальной деятельности и строится вектор Rспец. Информация qi , {Qj }, Rспец, d выво-
дится на отображающее устройство.
В режиме 4 проводится анализ текущей успеваемости для выработки реко-
мендаций по корректировке процесса информационного воздействия, методом
введения дополнительных компонентов ИВ – F (факультативы, дисциплины по
выбору, элементы портфолио) и переаттестации освоенных компонентов ИВ
(дисциплин). Объем переаттестации определяется по критерию ранжирования по
уровню освоения компонентов ИВ в зависимости от ее вклада в развитие элемен-
тов качественной характеристики. Пользователь предоставляет данные о СЭД в
виде его ids. В результате оценки значений q i и {Qj } в системе выдаются рекомен-
дации о необходимости информационного воздействия дополнительными компо-
нентами.
Для описания логики взаимодействия информационных потоков исполь-
зовано графическое описание информационных потоков, взаимоотноше-
ний между процессами обработки информации и объектов, являющихся
частью этих процессов, известное как IDEF03 модель (рис. 3).
Расчет весовых
коэффициентов
Инициализация режима7
Пользовательэкспертного оценивания
Оценка единичных
Расчет комплексного
Инициализация режимакомпонентов качественной
показателя качественных
актуализации информации оΧхарактеристики СЭД ОТС
характеристик
СЭД ОТС 48
Ввод исходной
информацииΧ
1Χ
Инициализация режима
формированияВыдача рекомендаций по
профессионального портретауправлению процессом
специалистаинформационного
5Построение
воздействияпрофессионального
Анализ исходной10портретавыпускника
информации11
Инициализация режима
управления и выработки
рекомендаций
Анализ выходной
информации.
Рис.3. Структура проблемно-ориентированной системы оценки и
управления уровнем подготовки СЭД ОТС в нотации IDEF03
В третьей главе разработан метод и алгоритм (рис.4) оценки и управле-
ния уровнем подготовки СЭД ОТС, метод основан на использовании век-
торного представления оценки профессиональных компетенций.
Профессиональный портрет выпускника показывает соответствие его
профессионального уровня требованиям, предъявляемым к субъекту ОТС
промышленного назначения.
m (3)
R спец =∑Q j I j
j =1
гдеR спец– вектор профессионального портрета выпускника, который пока-
зывает направление движения СЭДв профессиональном росте;
Q j – оценка готовности выпускника к выполнению профессиональных зада-
чив j-той областипрофессиональной деятельности (ОПД));
I j – единичный вектор в направлении j-той ОПД, j = 1, m ; m – количество
ОПД.
начало
IDS
Оценка эффективности информационного воздейст-Количественная оценка показателей
вия на структурный элемент деятельности в рамкахвнедисциплинарного контроля.
дисциплинарного контроля. Расчет qiРасчет pj
Блок управляющих
воздействия
нетОценка результатов
текущей успеваемости
– переаттестация
Выпускник?
освоенных компо-
данентов ИВ;
Построение профессиональ– освоение дополни-
Оценка освоения Qjного портрета выпкскника ,тельных компонен-
расчет {Qj}тов ИВ;
– пополнение
нетпортфолио допол-
Освоение Qj
Построение профессиональногосоответствуетнительными эле-
портрета выпускника {Qj}желаемому резуль-
тату?
да
Выдача рекомендаций по выборунет
ОТСЖелаемый
уровень качественных
характеристик достиг-
нут?
конец
да
Рис.4. Алгоритм оценки и управления уровнем
профессиональной подготовки СЭД
Любая область профессиональной деятельности сформирована набором
профессиональных компетенций. В рамках ФГОС ВО прописаны определен-
ные ОПД, которые формируются набором элементов качественной характе-
ристики выпускника (профессиональными компетенциями-ПК) (далее – эле-
мента ПК). Формирование каждого элемента осуществляется в процессе ин-
формационного воздействия рядом компонентов. Каждый элемент ПК фор-
мируется при комплексном информационном воздействии различными ком-
понентами, поэтому элементы ПК перекрестны.
Функциональную зависимость оценки индикаторов в конкретной ОПД
можно представить в виде
Q j = F (θ j ) ,(4)
где θ j – вектор, определяющий состав элемента для j-ой ОПД, θ j = A j ⋅ q ;
A j – диагональная матрица (aij ) ; r – количество элементов ПК, (r = Σr j ).
r ×r
1, если i − я компетенция входит в j − ю ОПД ;
aii =
0, если не входит
q − вектор оценки освоения элемента ПК (1, r ), q = (q1 , q2 ,…, qr ) .
T
Контроль освоения ПК подразделяется на текущий, рубежный и итого-
вый. Каждый из перечисленных видов контроля осуществляется в рамках
дисциплинарного оценивания, полидисциплинарного (комплексный экзамен)
и внедисциплинарного. Полидисциплинарный контроль позволяет выявить
уровень сформированности умений и навыков СЭД ОТС. Он является ру-
бежным видом контроля, так как проводится по окончанию семестра либо
каждого модуля дисциплин. Включает в себя оценку всех видов практик, вы-
полнение курсовых проектов и научно-исследовательских работ, а также вы-
пускной квалификационной работы.
Внедисциплинарный контроль включает в себя характеристику личност-
ных качеств СЭД ОТС, которая может выражаться через портрфолио. Дан-
ный вид контроля необходимо учитывать при формировании оценки в каж-
дой области профессиональной деятельности.
Комплексный показатель качества представлен в виде аддитивной свёрт-
ки, представляющей собой средневзвешенное значение, которое применяется
в случае, если существует возможность компенсации значений одних крите-
риев за счёт других, что соответствует задаче оценивания компетентности
выпускника в j-й ОПД:
r
∑ z i qi(5)
Qj = δ ji =1
r
+γ j pj,
∑z Bi =1
ij
где B j – вектор, определяющий состав ОПД по элементам ПК;
B j = A j · p , где p = (p i )T ; p i = 1; i = 1, r .
Оценка сформированности элемента качественной характеристики СЭД
(элемента ПК) производится по следующей зависимости:
∑α z d
ll ∑β z k
l∑z t (6)llll l
qi = ail
+ bil
+ cil
,
∑α l zl
l
∑ β l zl
l
∑ zll
(7)
∑ [(α + β
l
ll+ 1)z l ] = z i ,
Определение весовых коэффициентов проводится экспертным методом
фиксированной суммы.
Для оценки эффективности информационного воздействия в рамках вне-
дисциплинарного контроля разработана рейтинговая система оценки порт-
фолио, преимуществом которой является стимулирование СЭД на более эф-
фективное обучение. Структура портфолио должна охватывать все области
профессиональной деятельности заложенные во ФГОС. Каждый вид ОПД
включает в себя определенный набор характеристик и оценивается баллами,
в зависимости от значимости.
В четвертой главе проведена апробация предлагаемого метода оценки и
управления уровнем профессиональной подготовки СЭД. В качестве приме-
ра выбрана одна область профессиональной деятельности (производственно-
технологическая) специалистов направления подготовки «Управление каче-
ством».
Проверка адекватности и достоверности метода проводилась анализом ре-
зультатов оценки профессионального уровня подготовки СЭД с учетом лич-
ностных качеств и без (рис. 5 и 6). Анализ результатов позволяет сделать
вывод, что применение управляющих воздействий в виде портфолио, даю-
щих оценку личностных профессионально значимых качеств выпускника,
позволяет выделить кластеры не только по уровню подготовки (рис.6), но и
принадлежности выпускника к какой-либо области профессиональной дея-
тельности (рис.5).
Rспец
4,5
Q3
Rj
3,5
αji
33,54Q14,55
Рис.5. Результаты кластеризации данных –Рис. 6. Результаты к кластеризации данных –
оценок сформированности компетенций дляоценок сформированности компетенций для
областей деятельности: производственно-областей деятельности: производственно-
технологической (Q 1 ) итехнологической (Q 1 ) и
научно-исследовательской (Q 3 )научно-исследовательской (Q 3 )
без учета управления
Для соответствия качественных характеристик выпускников в рамках
ОТС использован метод анкетирования. Анкета разработана на базе реко-
мендаций Национального аккредитационного агентства в сфере образования.
На рисунках 7 и 8 дано графическое представление полученных резуль-
татов в виде лепестковых диаграмм, наглядно представляющие результаты
оценок с учетом портфолио и без. Анализ результатов показал, что оценки
качественных характеристик выпускников соответствуют требованиям,
предъявляемым к субъекту ОТС промышленного назначения, средняя отно-
сительная приведенная погрешность методов не более 1 % и при исключе-
нии оценок за личные достижения погрешность составляет до 10 %.
Ids1Ids1
Ids16Ids2Ids16Ids2
Ids15Ids3Ids15Ids3
Оценка качкственных характеристикОценка качкственных характеристик
Ids142Ids4работадателемIds142работадателем
Ids4
Ids130Ids5Ids130Ids5
Ids12Ids6Оценка качественных характеристикIds12Оценка качественных характеристик
Ids6
предлагаемым методомпредлагаемым методом
Ids11Ids7Ids11Ids7
Ids10Ids8Ids10Ids8
Ids9Ids9
Рис. 7. Оценка компетентностиРис. 8. Оценка компетентности выпускников в
выпускников впроизводственно-технологической ОПД,
производственно-технологической ОПДисключающая оценки за портфолио
Для оценки достоверности и однородности полученных результатов
проведен статистический анализ данных. Параметры законов распределения
показателей, характеризующие специалистов, определены с помощью
критерия Пирсона.
Так как оценка качественных характеристик специалиста выполнялась
2-мя подходами с разным набором элементов, то проверка гипотезы об
однородности дисперсий и средних проведена с применением критерия
Фишера и Стьюдента. Сравнение критериев расчетных (F расч ;t расч ) с
табличными значениями (F кр ;t кр ) позволяет сделать вывод что F расч
Актуальность темы исследования. На современном этапе развития системы
высшего образования для подготовки высококвалифицированных специалистов в
области технических наук используется наукоемкое высокотехнологическое обо-
рудование, которое во многих случаях является прототипом или моделью органи-
зационно-технической системы (ОТС), т.е. сложной системы, включающей лю-
дей, технические и природные элементы в соответствующих отраслях. В этой свя-
зи процесс подготовки специалиста можно отнести к сложным организационно-
техническим системам образовательного назначения. Базовым элементом при мо-
делировании и анализе комплексной деятельности организационно-технической
системы образовательного назначения является обучающийся – структурный эле-
мент деятельности (СЭД) [9].
С другой стороны, существует проблема оценки уровня соответствия профес-
сиональной подготовки выпускника требованиям, предъявляемым к субъекту
конкретной предметной области организационно-технической системы промыш-
ленного назначения. В связи с этим актуальной задачей является разработка про-
блемно-ориентированной системы оценки и управления уровнем профессиональ-
ной подготовки структурного элемента деятельности организационно-
технической системы с целью выдачи рекомендаций по трудоустройству.
Степень разработанности. Проблема управления процессами профессио-
нальной подготовки выпускника, как и разработка программно-ориентированных
систем в области управления организационно-техническими системами образова-
тельного назначении ставилась и частично решалась в работах: Митрошина П.А,
Пономарева Л.А., Логосова П.Е., Горбачева Д.В., Alodat M., Fedushko S.,
Ustyianovych T. и др. Исследование процессов организации и функционирования
вуза, как сложной ОТС рассматривалось в работах авторов Д.А. Новикова, М.В.
Белова, Алексеева В.В., Метешкина К.А., Чвокина А.В. и д.р.
Однако в настоящий момент нет информационно-технических средств, обес-
печивающих оценку соответствия уровня профессиональной подготовки струк-
турного элемента деятельности организационно-технической системы требовани-
ям, предъявляемым к субъекту организационно-технической системы промыш-
ленного назначения, а так же единого подхода к проектированию систем и алго-
ритмов решения такой задачи как оценка уровня владения выпускником необхо-
димыми знаниями, умениями и навыками, а так же личных качеств (качественных
характеристик), необходимых для выполнения профессиональных задач субъекта
в конкретной организационно-технической системы.
Разработанные на данный момент проблемно-ориентировочные системы, а
также программные пакеты, обеспечивающие компьютерное моделирование ин-
формационного воздействия (ИВ) на СЭД не позволяют оценить уровень профес-
сиональной подготовки СЭД, а также степень соответствия качественных харак-
теристик выпускника субъекту ОТС и, как следствие, не позволяют управлять или
выдавать рекомендации по управлению с целью улучшения уровня профессио-
нальной подготовки выпускника в конкретной области профессиональной дея-
тельности (ОПД).
Улучшение управлением процессом информационного воздействия на СЭД
ОТС требует создания проблемно-ориентированных систем, позволяющих повы-
сить достоверность оценок уровня профессиональной подготовки СЭД за счет
применения современных методов и средств обработки данных, обеспечивающих
адекватную оценку качественных характеристик выпускника, позволяющих ему
выполнять профессиональные обязанности в соответствии с требованиями,
предъявляемыми к субъекту ОТС в конкретной предметной области.
Диссертация выполнена на кафедре информационных и управляющих систем
ФГБОУ ВО «ВГУИТ» в рамках госбюджетной тем НИР «Математическое и ком-
пьютерное моделирование в задачах проектирования и оптимизации функциони-
рования информационных и технологических систем».
Цель работы: системный анализ и моделирование проблемно-
ориентированных систем для оценки и управления уровнем профессиональной
подготовки структурного элемента деятельности на всех этапах функционирова-
ния ОТС.
Научная задача: На основе методов системного анализа выполнение теорети-
ческих и прикладных исследований процессов информационного воздействия и
оценки уровня профессиональной подготовки структурного элемента деятельно-
сти организационно-технической системы, выявление системных связей и зако-
номерностей их функционирования.
Основные задачи исследования.
1.Разработка структурной и теоретико-множественной модели информацион-
ных потоков проблемно-ориентированной системы оценки и управления уровнем
профессиональной подготовки структурного элемента деятельности организаци-
онно-технической системы;
2.Разработка метода обработки информации для получения объективных дан-
ных об уровне профессиональной подготовки структурного элемента деятельно-
сти организационно-технической системы на различных этапах ее функциониро-
вания и оценки степени соответствия качественных характеристик выпускника
субъекту организационно-технической системы промышленного назначения;
3.Разработка алгоритма реализации предлагаемого метода;
4.Апробация разработанного метода оценки уровня профессиональной подго-
товки структурного элемента деятельности организационно-технической систе-
мы.
Методология и методы исследования. В диссертационной работе использо-
ваны методы математической статистики, системного анализа, анализа и обработ-
ки экспертной информации ранжирования и анкетирования, кластерного анализа,.
Объектами исследования являются процессы оценивания уровня профессио-
нальной подготовки выпускника и управления процессом информационного воз-
действия на СЭД.
Предметом диссертационного исследования являются проблемно-
ориентированная система оценки и управления уровнем профессиональной под-
готовки структурного элемента деятельности ОТС, методы обработки информа-
ции и алгоритмы их применения и алгоритм обработки информации для оценки
уровня профессиональной подготовки СЭД на всех этапах функционирования
ОТС.
Научная новизна характеризируется следующими результатами:
1. Разработан подход к интегрированному проектированию проблемно-
ориентированной системы оценки и управления уровнем профессиональной под-
готовки СЭД, отличающийся применением структурной модели, используемой
для описания класса систем, не включающих проведение активных и пассивных
экспериментов и наличием возможности ее декомпозиции только по классам
функциональных особенностей и способам обработки информации.
2. Предложена методика построения информационной модели (на примере
проблемно-ориентированной системы оценки и управления уровнем профессио-
нальной подготовки СЭД) позволяющая выделять общие процессы для решения
двух и более отдельных задач, отличающаяся возможностью исключения проек-
тирования повторяющихся процессов при создании программного обеспечения.
3. Синтезированы структурная и информационные модели проблемно-
ориентированной системы оценки и управления уровнем профессиональной под-
готовки СЭД, отличающиеся описаниями структурно-параметрическими и функ-
циональными уровня профессиональной подготовки выпускника и управления
процессом информационного воздействия на СЭД.
4. Разработан метод и алгоритм обработки информации, позволяющий произ-
водить оценку уровня профессиональной подготовки структурного элемента дея-
тельности организационно-технической системы, отличающийся выявлением его
готовности к непосредственному выполнению обязанностей по предназначению в
соответствии с требованиями к субъекту ОТС определенной предметной области,
с целью выдачи рекомендаций по выбору ОПД для дальнейшего трудоустрой-
ства; по результатам оценок текущего контроля уровня профессиональной подго-
товки структурного элемента на различных этапах функционирования деятельно-
сти организационно-технической системы, принимать решение по управлению
процессом информационного воздействия, с целью формирования желаемых
профессиональных качественных характеристик выпускника.
Теоретическая значимость.
1. Разработан подход интегрированного проектирования проблемно-
ориентированной системы оценки и управления уровнем подготовки структурно-
го элемента деятельности организационно-технической системы, который заклю-
чается в получении ИМ проектируемой системы; постановки целей и задач функ-
ционирования каждой подсистемы как отдельного элемента; описания логики и
последовательности взаимодействия всех элементов подсистем.
2. Выполнены теоретические и прикладные исследования системных связей и
закономерностей функционирования и развития системы оценки и управления
уровнем профессиональной подготовки структурного элемента деятельности ор-
ганизационно-технической системы.
3. Разработан метод обработки информации, позволяющий оценивать уровень
профессиональной подготовки структурного элемента деятельности организаци-
онно-технической и выдавать рекомендации по управлению процессом информа-
ционного воздействия с целью формирования желаемых профессиональных ка-
чественных характеристик выпускника.
4. Разработан алгоритм оценки уровня профессиональной подготовки выпуск-
ника для выявления его готовности к непосредственному выполнению обязанно-
стей по предназначению в соответствии с требованиями профессиональной дея-
тельности в конкретной предметной области.
Практическая значимость.
Решена сложная задача – оценка и повышение уровня соответствия професси-
ональной подготовки выпускника требованиям, предъявляемым к структурному
элементу деятельности конкретной предметной области. Предложенная проблем-
но-ориентированная система оценки и управления уровнем подготовки структур-
ного элемента деятельности организационно-технической системы позволяет реа-
лизовать комплекс методов и алгоритмов для реализации задач оценки уровня
профессиональной подготовки структурного элемента деятельности организаци-
онно-технической системы и выдачи рекомендаций по управлению процессом
информационного воздействия на структурный элемент деятельности, построении
обобщенной модели профессиональной деятельности выпускника, учитывающей
степень соответствия его профессиональных качественных характеристик субъек-
ту ОТС конкретной предметной области. Это дает возможность применять ре-
зультаты диссертационного исследования в учебных заведениях, реализующих
свою образовательную деятельность на основании ФГОС, а также на предприяти-
ях и организациях для переподготовки сотрудников, и совершенствования кадро-
вой политики. Эффективность использования результатов диссертационного ис-
следования подтверждена внедрением разработанных методов оценки в ФКО ВО
Воронежский институт ФСИН России, ФГБОУ ВО ТГТУ, Центр занятости насе-
ления «Молодежный», г. Воронеж.
Научные положения, выносимые на защиту:
1. Структурная и теоретико-множественные модели информационных потоков
проблемно-ориентированной системы оценки и управления уровнем профессио-
нальной подготовки структурного элемента деятельности организационно-
технической системы.
2. Методика синтеза информационной модели проблемно-ориентированной
системы на основе первичной декомпозиции задач, анализа потоков данных и по-
следующего их агрегирования.
3. Метод обработки данных, позволяющий по результатам анализа уровня
профессиональной подготовки структурного элемента деятельности на различных
этапах функционирования организационно-технической системы оценить эффек-
тивность информационного воздействия на структурный элемент деятельности.
4. Алгоритм оценки уровня профессиональной подготовки структурного эле-
мента деятельности и его готовности выполнять профессиональные задачи в
предметной области.
Степень достоверности и апробация научного исследования подтверждает-
ся результатами статистической обработкой оценок уровня профессиональной
подготовки выпускников.
Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались
на научных конференциях: International Conference: « Information Systems and
Design» (Moscow,2019), «Science and Education» (Belgorod-Sheffild, 2014); между-
народных научно-технических конференциях: «Продовольственная безопасность:
научное, кадровое и информационное обеспечение» (Воронеж, 2014-2015); «Каче-
ство в производственных и социально-экономических системах» (Курск, 2014 г.);
«Системный анализ и моделирование процессов управления качеством в иннова-
ционном развитии агропромышленного комплекса» (Воронеж, 2015, 2016); «Ак-
туальные проблемы развития вертикальной интеграции системы образования,
науки и бизнеса: экономические, правовые и социальные аспекты» (Воронеж,
2016);”Стандартизация, управление качеством и обеспечение информационной
безопасности в перерабатывающих отраслях АПК и машиностроении” (Воронеж,
2016); «Математическое моделирование и информационные технологии в инже-
нерных и бизнес-приложениях» (Воронеж, 2018); международной научно-
методической конференции: «Качество подготовки специалистов в техническом
университете: проблемы, перспективы, инновационные подходы»
(Могилев, 2012 г.,); всероссийских научно-практических конференциях: «Про-
блемы практической подготовки студентов: содействие трудоустройству молодых
специалистов: проблемы и пути их решения» (Воронеж, 2015, 2020).
Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 37 работах, 4 из
которых − статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 3 работы в научных
изданиях, индексируемых библиографической и реферативной базой SCOPUS и
Web of Science. Автор внес свой личный вклад в работы, опубликованные в
соавторстве в решении задач разработки методических основ синтеза проблемно-
ориентированных информационных систем, в разработке метода и алгоритма
оценки уровня профессиональной подготовки выпускника.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав,
выводов после каждой из глав, заключения, списка использованных источников и
приложений. Материал изложен на 114 страницах, содержит 22 рисунков и 18
таблиц. Список литературы состоит из 132 источников.
1. Получены новые научные результаты на основе применения
современных методов системного анализа, компьютерного моделирования,
позволившие решить задачу проектирования проблемно-ориентированных
системы оценки и управления уровнем профессиональной подготовки
структурного элемента деятельности организационно-технической;
2 .Разработана структурная и теоретико-множественная модели информа-
ционных потоков проблемно-ориентированной системы оценки и управления
уровнем профессиональной подготовки структурного элемента деятельности
организационно-технической системы;
3. Разработан метод и алгоритм обработки информации для получения
объективных данных об уровне профессиональной подготовки структурного
элемента деятельности организационно-технической системы на различных
этапах ее функционирования и оценки степени соответствия качественных ха-
рактеристик выпускника структурному элементу деятельности организацион-
но-технической системы промышленного назначения;
4. Проведена апробация разработанного метода оценки компетентности
обучающихся в ОПД на примере сравнения его результатов с результатами ан-
кетирования на базе рекомендаций Национального аккредитационного
агентства в сфере образования. Средняя относительная приведенная погреш-
ность сравнивания 2-х методов не более 1 % при использовании оценок за лич-
ностные достижения. Показано, что отсутствие управления в виде формирова-
ния портфолио эта погрешность может увеличиваться до 10% .
5. Проведено внедрение проблемно-ориентированной системы оценки и
управления уровнем профессиональной подготовки СЭД в ФГБОУ ВО ВГУИТ,
ФГБОУ ВО ТГТУ, ФКО ВО Воронежский институт ФСИН России, Центр За-
нятости населения «Молодежный», г. Воронеж, что подтверждается актами
внедрения (Приложение Г). Получено свидетельство о государственной реги-
страции программы для ЭВМ (Приложение А).
Публикации автора в научных журналах
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!