авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 |

Математические модели, алгоритмы и комплексы программ для контроля качества образовательного процесса

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

ЯНДЫБАЕВА Наталья Валентиновна

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ, АЛГОРИТМЫ
И КОМПЛЕКСЫ ПРОГРАММ ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА

Специальность 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

А в т о р е ф е р а т

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Саратов – 2013

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»

Научный руководитель: Кушников Вадим Алексеевич,

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Глазков Виктор Петрович,
доктор технических наук, профессор,
ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»,
заведующий кафедрой «Системы искусственного интеллекта».
Кондратов Дмитрий Вячеславович,
доктор физико-математических наук, профессор, Поволжский институт управления имени П. А. Столыпина, филиал ФГБОУ ВПО «Российская академия народного хозяйства и государственной
службы при Президенте Российской Федерации»,
заведующий кафедрой прикладной информатики и информационных технологий в управлении.
Ведущая организация – ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный
технический университет»

Защита состоится «22» мая 2013 г. в 13.30 часов на заседании
диссертационного совета Д 212.242.08 ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» по адресу: 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77, Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А., по адресу: 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77, корп. 1, ауд. 319.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале научно-технической библиотеки ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»

Автореферат разослан «__» апреля 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета А.А. Терентьев

Актуальность проблемы. В современных условиях успех модернизации отечественной промышленности невозможен без повышения автономности вузов, перехода на двухуровневую систему подготовки специалистов, развития негосударственного сектора учебных заведений, что делает актуальным проблему оценки качества высшего образования.



Основными способами контроля образовательной деятельности вузов в России являются лицензирование и аккредитация. Методологические основы их проведения заложены в нормативно-правовых документах и трудах исследователей В. Г. Наводнова, В. И. Байденко, Г. Н. Мотовой, Е. Н. Геворкяна и др. Как показывает практика, данные процедуры не лишены определенных недостатков, существенно осложняющих процесс контроля качества. Так, экспертиза проводится один раз в пять лет, полученные результаты считаются неизменными на всем интервале аккредитации, воздействие внешних и внутренних факторов на качество образовательного процесса между двумя аккредитациями не учитываются. Поэтому оценка эффективности функционирования вуза на всем пятилетнем интервале аккредитации, полученная на основе однократного замера основных показателей его деятельности в начале данного интервала, представляется недостаточно достоверной. Кроме того, образовательный процесс характеризуется большим количеством показателей, для планомерного изменения которых требуется значительное время. Существующий методологический аппарат не дает возможности осуществить прогноз этих показателей на интервале между аккредитациями, что не позволяет руководству своевременно устранить возникающие негативные тенденции и уменьшает практическую ценность проводимой экспертизы. Данное обстоятельство обуславливает необходимость разработки и внедрения новых математических моделей, алгоритмов и комплексов программ, позволяющих осуществить имитационное моделирование и прогнозирование основных показателей вуза на всем интервале его аккредитации и за счет этого существенно повысить эффективность и качество контроля образовательного процесса.

Цель исследования. Разработать математические модели, алгоритмы и комплексы программ для совершенствования контроля качества образовательного процесса в высших учебных заведениях РФ.

Поставленная цель достигается путем решения следующих задач:

  1. Применение современной технологии математического моделирования и вычислительного эксперимента для комплексного исследования научной проблемы - контроля качества образовательного процесса.
  2. Разработки системы компьютерного и имитационного моделирования характеристик образовательного процесса на основе моделей регрессионного анализа и уравнений системной динамики.
  3. Разработки и обоснования эвристического численного алгоритма, применяемого для количественной оценки качества образовательного процесса.
  4. Реализации численного метода решения задачи в виде комплекса проблемно-ориентированных программ, используемых для проведения вычислительного эксперимента.

Объект исследования. Объектом исследования является качество образовательного процесса в высшей школе.

Методология и методы исследований. В работе использовались методы системной динамики, теории графов, аналитические и численные методы математического моделирования, теории дифференциальных уравнений, теории искусственных нейронных сетей, методы регрессионного анализа.

Достоверность и обоснованность результатов обеспечивается корректностью математической постановки задачи, строгостью применяемых методов решения и подтверждается результатами проведенного вычислительного эксперимента, а также материалами внедрения основных результатов диссертационного исследования в информационной системе вуза.

Научная новизна работы.

  1. Развит метод математического моделирования, позволяющий количественно оценить динамику показателей качества образовательного процесса, что дает возможность осуществить прогнозирование данных показателей на различных интервалах времени и за счет этого существенно повысить оперативность и качество принимаемых управленческих решений.
  2. Разработан комплекс математических моделей, позволяющий осуществить имитационное моделирование и прогнозирование показателей качества образовательного процесса с учетом большого количества положительных и отрицательных обратных связей, значительно влияющих на динамику объекта исследования. При разработке данного комплекса были использованы дифференциальные уравнения системной динамики и графовая модель Форрестера, что дало возможность значительно повысить достоверность результатов математического моделирования.
  3. Сформирован эвристический численный алгоритм решения системы дифференциальных уравнений, характеризующих динамику основных показателей образовательного процесса.
    Алгоритм основан на использовании метода Рунге-Кутты 4-го порядка и нейронной сети, имеющей вид двухслойного персептрона, что позволило улучшить оперативность и качество прогнозирования, а также повысить точность проводимых вычислений.
  4. Предложена и обоснована система регрессионных моделей, описывающих изменение показателей качества образовательного процесса на различных временных интервалах. Модели построены на основе фактического материала, характеризующего многолетние наблюдения за изменением показателей качества данного процесса в отечественных институтах, академиях и университетах.
  5. Разработан комплекс проблемно-ориентированных программ, позволяющий автоматизировать вычисление показателей аккредитации вузов различных типов, а также проводить сравнение расчетных и нормативных значений показателей, что значительно сокращает время проведения расчетов и повышает достоверность результатов аккредитационной экспертизы.
  6. Предложена и обоснована методика внедрения разработанного математического обеспечения в составе проблемно-ориентированной информационной системы вуза.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость работы связана с развитием метода математического моделирования, позволяющего осуществить имитационное моделирование и прогнозирование основных показателей вуза на временном интервале между его аккредитациями.

Разработанные математические модели, алгоритмы и комплекс программ «Inform_System_CQEP» (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2011616991) были использованы при проведении анализа деятельности высшего учебного заведения – Балаковского филиала ФГБОУ ВПО «Саратовская государственная юридическая академия» в 2002-2011 гг., что позволило повысить качество образовательного процесса. Созданные модели, алгоритмы и программное обеспечение используются также в учебном процессе Балаковского филиала ФГБОУ ВПО «СГЮА» при чтении курсов «Информатика и математика», «Информационные системы и базы данных» для студентов направления подготовки 030900 и специальности 030501.65, а также в работе научного семинара «Математический анализ в социально-правовой сфере». Имеется акт внедрения результатов диссертационного исследования.

Основные результаты и положения, выносимые на защиту:

  1. Модель системной динамики и графовая модель образовательного процесса, используемые для имитационного моделирования и прогнозирования его основных показателей.
  2. Математические модели для контроля качества образовательного процесса в университетах, академиях и институтах, основанные на использовании аппарата регрессионного анализа.
  3. Эвристический численный алгоритм для расчета показателей качества образовательного процесса, основанный на численном методе Рунге-Кутты 4-го порядка и нейронной сети в виде двухслойного персептрона.
  4. Комплекс проблемно-ориентированных программ, позволяющий провести анализ деятельности и корректировку стратегии развития вуза путем сопоставления требуемых и расчетных значений показателей аккредитации.
  5. Методика внедрения разработанного математического обеспечения в составе проблемно-ориентированной информационной системы вуза.

Апробация работы. Основные результаты работы были изложены на XXIV, XXV Международных научных конференциях «Математические методы в технике и технологиях-ММТТ-24,25» (Саратов, 2011, 2012); научном семинаре в Институте проблем точной механики и управления РАН (Саратов, 2012); заседании кафедры «Прикладные информационные технологии» СГТУ им. Гагарина Ю. А. (Саратов, 2012). В законченном виде диссертация докладывалась на научном семинаре «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ» ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.», под руководством заслуженного деятеля науки РФ, д.ф.-м. н., профессора В. Б. Байбурина (Саратов, 2013).

Результаты проведенных исследований были представлены также на международных и всероссийских конференциях: Всероссийской научной конференции, посвященной 80-летию Академии права «Информационные технологии в новых стандартах и модернизация гуманитарного образования» (Саратов, 2011); Международной заочной научно - практической конференции «Актуальные вопросы современной информатики» (Коломна, 2011); II Всероссийская научно-практической конференции «Инновации в современном мире: проблемы и перспективы» (Волгоград, 2009); II Всероссийской научной конференции с международным участием на основе Интернет - форума «Научное творчество XXI века» (Красноярск, 2010); V общероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы современной науки и образования» (Красноярск, 2010); III Международной научно-практической конференции «Перспективы развития информационных технологий» (ЦРНС, Новосибирск, 2011).





Публикации. Результаты проведенных исследований были опубликованы в 1 монографии, 4 изданиях, рекомендованных ВАК и в 7 научных работах. Список публикаций приведен в конце автореферата.

Структура и объем работы. Диссертация выполнена на 120 листах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы, 4 приложений. Работа иллюстрирована 49 рисунками. Список литературы включает в себя 127 источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается обоснование актуальности темы диссертационной работы, приводится обзор по главам диссертации и перечень основных положений, выносимых на защиту. Сформулированы цели и задачи проведенного исследования. Обоснованы методы, используемые в работе.

В первой главе проведен краткий анализ существующих методов контроля качества образовательного процесса, приводится постановка задачи математического моделирования и прогнозирования его основных показателей.

В ходе проведенного исследования было выявлено, что в России наиболее распространенными моделями контроля качества образовательного процесса в вузе являются: модель директивного управления, процессный подход и институциональная оценка вуза. Традиционные стратегии контроля и управления вузом формировались в условиях стабильно функционирующей среды и не способны адаптивно подстраиваться под меняющиеся внешние и внутренние условия. В концепции процессного подхода качество образования характеризуется интегральной оценкой, относящейся ко всем вузовским процессам, включающим проектирование, реализацию и контроль образовательного процесса, инфраструктурное обеспечение, а также самооценку вуза. Однако, положенные в основу данной оценки стандарты ISO, будучи адаптированными к деятельности вуза, значительно усложняют многие процессы и не всегда отвечают стратегическим целям и задачам программ высшего образования. Наиболее распространенной в российских вузах является институциональная оценка. Основными элементами этой оценки являются аттестация и аккредитация. Каждый вуз - центр (университет, академия, институт) и вузы - филиалы обладают определенным объемом трудовых и финансовых ресурсов, научно-исследовательским потенциалом. Величины этих показателей отражены в рейтингах и модулях, ежегодно составляемых администрацией. Замеры фактических показателей аккредитации и сравнение их с критериальными значениями производится один раз в пять лет. Это не позволяет оценить динамику развития вуза на более коротких временных интервалах, приводит к существенной ошибке в расчетах и не дает возможность провести достоверный анализ его деятельности.

Таким образом, постановка решаемой задачи имеет следующий вид: необходимо разработать математические модели, численные методы и комплексы программ для имитационного моделирования и прогнозирования основных показателей аккредитационного процесса вуза, приведенных в табл. 1.

Показатели аккредитации для вузов различных типов Табл. 1

Показатель аккредитации Критериальные значения
Униве-рситет Акаде- мия Инс-титут
Х1 Число аспирантов на 100 студентов контингента, приведенного к очной форме обучения (чел.) 4 2 -
Х2 Среднегодовой объем научных исследований на единицу научно-педагогического персонала за пять лет (тыс. руб.) 18 12 5
Х3 Среднегодовой объем финансирования научных исследований за пять лет (млн. руб.) 10 5 1.5
Х4 Среднегодовой контингент обучающихся по образовательным программам профессиональной переподготовки и/или повышения квалификации (чел.) 50 20 -
Х5 Среднегодовое количество монографий на 100 основных штатных педагогических работников с учеными степенями и/или учеными званиями, изданных за 5 лет (шт.) 2 1,5 1,2
Х6 % аспирантов, защитившихся в течение года после окончания аспирантуры (от числа поступивших) 25 25 -
Х7 % профессорско-преподавательского состава (ППС) с учеными степенями и /или званиями 60 60 55
Х8 % в ППС докторов наук и /или профессоров 10 10 8,5
Х9 Среднегодовое число защит диссертаций на 100 человек научно-педагогического персонала за пять лет 3 3 1
Х10 % ППС, работающего в вузе на штатной основе 50 50 50


Pages:   || 2 | 3 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.