Информационная система поддержки деятельности аспиранта

Актуальность темы

.

В настоящее время среди множества важнейших проблем социально-экономического развития страны одной из наиболее острых представляется проблема развития науки и образования. Не подлежит сомнению, что поддержание науки на высоком уровне является необходимым условием для будущего благополучия страны в целом. Однако эффективная работа только имеющихся на данный момент научных кадров не может обеспечить выход науки из критического положения, в котором она находится в данный момент. Кроме того, необходимо обеспечить не только настоящее, но и будущее науки. А будущее науки — в молодом поколении ученых, которое придет на смену нынешнему.

Как известно, для того, чтобы в будущем иметь перспективное поколение молодых ученых, необходимо это поколение подготовить соответствующим образом. То есть процесс подготовки научных кадров через аспирантуру, обеспечивающий постоянный приток в эту область нового научного потенциала и, соответственно, новых, прогрессивных идей и гипотез, оказывает на состояние науки в целом огромное влияние. Следовательно, для достижения позитивного сдвига в положении науки, следует обратить внимание в первую очередь именно на существующую систему аспирантуры. В связи с этим встает вопрос о пути повышения эффективности сложившейся системы обучения в аспирантуре.

В последнее время наметилась тенденция информатизации всех областей деятельности человека и общества в целом. Однако системы подготовки научных кадров через аспирантуру это практически не коснулось. Безусловно, одной лишь информационной поддержки обучения для реального повышения его эффективности недостаточно. Необходимо ввести современные информационные технологии в этот процесс, прежде всего, с целью частичного управления им.

Решение данной задачи и создание информационной системы поддержки деятельности аспиранта в данный момент чрезвычайно актуально. Ведь реализовав, наряду с информационной поддержкой работы над диссертацией, поддержку принятия решения в сложных ситуациях, характерных для аспирантуры, а также функцию контроля деятельности каждого аспиранта в отдельности и добившись таким образом большей продуктивности исследований каждого, можно получить более высокую результативность обучения в аспирантуре в целом. И это немаловажно. Ведь при настоящих темпах всемирного научно-технического прогресса потребность общества в новых научных исследованиях и разработках неуклонно возрастает.

Сложность решения этой проблемы, обусловливается в первую очередь слабой структуризацией процесса научного творчества, а именно этот процесс является основным при работе молодых ученых над диссертацией. Соответственно, и методы управления им трудно формализуемы, и, более того, некоторые составляющие этого процесса практически не поддаются даже частичной автоматизации. Таким образом, разработка информационной системы поддержки деятельности аспиранта является актуальной проблемой также в области информационных технологий.

Цель работы и задачи исследования.

Целью работы является разработка информационной системы поддержки деятельности аспиранта (ИСА), реализующей функции контроля и планирования работы аспиранта над диссертацией, информационную поддержку его научной деятельности, а также поддержку принятия решения в случае возникновения проблемных ситуаций (ПС).

Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать концепцию информационной системы поддержки деятельности аспиранта.

2. Разработать структуру информационной системы и функциональные модели основных подсистем, реализующих процессы поддержки деятельности аспиранта, в основу которых положены системные законы и принципы.

3. Разработать алгоритмы:

— контроля и планирования работы аспиранта над диссертацией,.

— осуществления психодиагностики с целью учета в процессе обучения индивидуальных психологических характеристик,.

— поддержки принятия решения в случае возникновения проблемных ситуаций,.

— прогнозирования результатов обучения в аспирантуре.

4. Разработать программное обеспечение (ПО) информационной системы поддержки деятельности аспиранта.

5. Провести исследование возможностей информационной системы поддержки деятельности аспиранта и дать им экспертную оценку.

Методы исследования.

При решении поставленных в диссертационной работе задач использованы методы системного анализа, теории искусственного интеллекта, формирования структур информационно-управляющих систем, проектирования экспертных систем, а также метод экспертных оценок.

Научная новизна результатов.

1. Научная новизна концепции информационной системы поддержки деятельности аспиранта заключается, во-первых, в декомпозиции процесса деятельности аспиранта на множество самостоятельных этапов с последующей их системной интеграцией, во-вторых, в системном объединении организационно-управляющих, функциональных, информационных и психофизиологических процессов как составляющих элементов процесса обучения.

2. Научная новизна сетевой структуры, реализующей данную концепцию, заключается в системной интеграции следующих функциональных блоков: ЭС контроля и планирования работы над диссертацией, ЭС поддержки принятия решения в проблемной ситуации, модуля реализации индивидуального подхода, а также модуля прогнозирования результатов обучения, обеспечивающих при совместном функционировании эффективную поддержку процесса обучения. Данные функциональные модели адекватно отражают основные функции, связанные с деятельностью аспиранта, в том числе и функции, поддерживающие эту деятельность.

3. Научная новизна разработанных алгоритмов заключается в следующем:

— Алгоритм контроля и планирования работы над диссертацией позволяет не только производить оценку деятельности аспиранта, но и оперативно корректировать план его работы на основе анализа текущих отклонений реальных оценок выполненного объема работы от плановых.

— Алгоритмы осуществления психодиагностики позволяют производить диагностику устойчивых личностных характеристик и текущего психофизиологического состояния аспиранта в процессе обучения с целью учета их влияния на эффективность его деятельности.

— Алгоритм поддержки принятия решения при возникновении проблемной ситуации позволяет формировать решение, основанное не только на системном анализе сложившейся ситуации, но и на анализе эмоционального восприятия аспирантом этой ситуации.

— Алгоритм прогнозирования позволяет учитывать при формировании прогноза не только выполненный объем работы, но и действующие на данный момент внешние и внутренние факторы, а также имеющуюся информацию о степени активности аспиранта на предыдущих этапах обучения.

Практическая ценность результатов.

Практическую ценность представляют:

1. Программное обеспечение, реализующее предложенные алгоритмы поддержки деятельности аспиранта в процессе обучения.

2. Результаты анализа эффективности предложенной системы и возможностей ее использования при подготовке научных кадров.

Основания для выполнения работы.

Диссертационная работа выполнена в период 1999;2002 гг. в межвузовской научно-исследовательской лаборатории «Управление в технических системах» кафедры технической кибернетики УГАТУ в рамках исследований по теме «Информационная система поддержки деятельности аспиранта» .

На защиту выносятся:

1. Концепция создания информационной системы поддержки деятельности аспиранта.

2. Структурная схема информационной системы поддержки деятельности аспиранта и функциональные модели подсистем:

— контроля и планирования работы аспиранта над диссертацией,.

— психодиагностики аспиранта,.

— поддержки принятия решения в случае возникновения проблемных ситуаций,.

— прогнозирования результатов обучения в аспирантуре.

3. Алгоритмы:

— контроля и планирования работы аспиранта над диссертацией, основанный на анализе отклонений реально выполненного объема работы от планового.

— диагностики устойчивых личностных характеристик аспиранта и научного руководителя и определения параметров текущего ПФС аспиранта.

— поддержки принятия решения в случае возникновения ПС, позволяющий учитывать эмоциональное восприятие, связанное с ее разрешением.

— прогнозирования результатов обучения в аспирантуре с использованием данных об успеваемости, а также об имеющихся на данный момент внешних и внутренних воздействиях и их весовых коэффициентов.

4. Программное обеспечение информационной системы поддержки деятельности аспиранта.

5. Результаты экспертных оценок возможностей разработанной информационной системы поддержки деятельности аспиранта.

Апробация работы и публикации.

Основные научные результаты и результаты, полученные в диссертационной работе, докладывались на следующих научно-технических конференциях:

— Международная научно-техническая конференция «Computer Science and Information Technologies (CSIT'2000)», Уфа, 2000.

— Международная научная конференция «Моделирование, вычисления, проектирование в условиях неопределенности- 2000», — Уфа, 2000.

— Межрегиональный научно-педагогический симпозиум «Проблемы организации научно-исследовательской работы студентов и научно-технического творчества молодежи на современном этапе» — Красноярск, 2000.

— Международная научная конференция «Современные технологии обучения» — С-Петербург, 2000.

— Республиканская научно-методическая конференция «Образовательные технологии и проблемы совершенствования педагогического мастерства» — Уфа, 2001.

— Международная молодежная научно-техническая конференция «Интеллектуальные системы управления и обработки информации» — Уфа, 2001.

— Международная научная конференция «Современные технологии обучения» — С-Петербург, 2002.

Результаты диссертационной работы непосредственно отражены в 12 публикациях, в том числе в виде четырех научных статей в двух всероссийских и одном международном научном изданиях и свидетельства о регистрации программы для ЭВМ.

Автор выражает глубокую благодарность доценту Герасимовой И. Б. и аспиранту Курбанову P.M. за высококвалифицированные консультации в области психологии и социологии, а также в области практической реализации информационных систем.

Структура работы.

Диссертационная работа изложена на 220 страницах и включает в себя введение, четыре главы основного материала, заключение, библиографический список и приложения. Библиографический список включает 106 наименований.

Выводы по главе 4.

1. Показано, что среда разработки приложений JBuilder удовлетворяет необходимым требованиям при создании ПО ИСА и реализации разработанных алгоритмов ее функционирования. Разработано программное обеспечение информационной системы поддержки деятельности аспиранта, реализующее функции автоматизированного контроля и планирования работы аспиранта над диссертациейдиагностики проблемной ситуации и поддержки принятия решения относительно методов ее преодоленияпрогнозирования результатов обучения в аспирантуреа также индивидуального подхода к каждому пользователю и информационной поддержки аспиранта на протяжении всего срока обучения в соответствии с заложенными алгоритмами и предъявляемыми требованиями к результатам процесса функционирования системы.

2. Проведен анализ современных информационных технологий, нашедших свое применение при разработке ИСА. Показана целесообразность использования технологии компонентного проектирования систем, обеспечивающей гибкость в выборе средств разработки компонент системы, функциональную полноту и возможность оперативно вносить изменения в существующую информационную системутехнологии поддержки многопоточности с целью обеспечения возможности одновременного взаимодействия ИСА с несколькими пользователямитехнологий защиты от несанкционированного доступа к пользовательским ресурсам на уровне JVM (Java Virtual Machine-виртуальная машина Java) и на уровне используемого языка Java с целью защиты пользователя от потенциальной опасности.

3. Показана целесообразность использования метода экспертных оценок при оценке возможностей разработанной информационной системы. Проведено исследование возможностей информационной системы поддержки деятельности аспиранта путем анкетирования ведущих специалистов Уфимского Государственного Авиационного Технического Университета в области подготовки научных кадров, имеющих большой опыт работы с аспирантами и докторантами. Результаты проведенного исследования свидетельствую о полезности ее использования как для аспиранта, так и для научного руководителя.

4. Выявлены основные направления развития и модернизации разработанной информационной системы поддержки аспиранта. Такими направлениями представляются расширение области научной специализации ИСА, ее дальнейшая индивидуализация, а также, создание единой иерархической городской, республиканской и т. д. системы поддержки процесса ПНК на базе разработанной информационной системы поддержки деятельности аспиранта путем интеграции систем более низкого уровня для обеспечения централизованного контроля и управления подготовкой научных кадров в регионе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В диссертационной работе решены задачи разработки концепции создания информационной системы поддержки деятельности аспиранта, ее структуры, функциональных схем реализуемых системой процессов, а также алгоритмов и программного обеспечения.

В работе были рассмотрены вопросы создания ИСА, связанные с разработкой функциональных моделей поддержки деятельности аспиранта в процессе обученияалгоритмов:

— контроля и планирования работы аспиранта над диссертацией;

— осуществления психодиагностики с использованием тестов на устойчивые личностные характеристики и на текущее психофизиологическое состояние;

— диагностики проблемной ситуации и поддержки принятия решения по ее преодолению;

— прогнозирования результатов обучения в аспирантуре, позволяющего определить время, необходимое для полного завершения работыа также особенности разработки программного обеспечения автоматизированной системы поддержки аспиранта.

В работе получены следующие основные результаты:

1. На основе системных законов и принципов разработана концепция информационной системы поддержки деятельности аспиранта, основанная на декомпозиции процесса деятельности аспиранта на множество самостоятельных этапов с последующей их системной интеграцией, а также на системном объединении организационно-управляющих, функциональных, информационных и психофизиологических процессов как составляющих элементов процесса обучения в аспирантуре.

2. На основе предложенной общенаучной концепции разработана структурная схема ИСА, являющаяся результатом системной интеграции следующих функциональных блоков: ЭС контроля и планирования работы над диссертацией, ЭС поддержки принятия решения при возникновении ПС, модуля реализации индивидуального подхода и модуля прогнозирования результатов обученияа также функциональные модели основных процессов поддержки деятельности аспиранта, адекватно отражающие основные функции, связанные с деятельностью аспиранта, в том числе функции, поддерживающие эту деятельность.

3. Разработан алгоритм контроля и планирования работы аспиранта над диссертацией, позволяющий не только производить оценку деятельности аспиранта, но и оперативно корректировать план его работы на основе анализа текущих отклонений реальных оценок выполненного объема работы от плановых.

Разработаны алгоритмы психодиагностики аспиранта, позволяющие производить диагностику устойчивых личностных характеристик и текущего психофизиологического состояния аспиранта в процессе обучения с целью учета их влияния на эффективность его деятельности.

Разработан алгоритм поддержки принятия решения при ПС, возникающих в процессе обучения в аспирантуре, позволяющий формировать решение, основанное не только на системном анализе сложившейся ситуации, но и на анализе эмоционального восприятия аспирантом этой ситуации.

Разработан алгоритм прогнозирования результатов обучения в аспирантуре, позволяющий учитывать при формировании прогноза не только выполненный объем работы, но и действующие на данный момент внешние внутренние факторы, каждому из которых соответствует определенный коэффициент, характеризующий его значимостьа также имеющуюся информацию о степени активности аспиранта на предыдущих этапах обучения.

4. На основе предложенной структурной схемы информационной системы поддержки деятельности аспиранта разработано программное обеспечение ИСА, в котором реализованы предложенные алгоритмы автоматизированной поддержки деятельности аспиранта в процессе обучения. Программное обеспечение ИСА официально зарегистрировано в государственном реестре программ для ЭВМ Российским агентством по патентам и товарным знакам (РОСПАТЕНТ).

5. Проведена экспертная оценка возможностей информационной системы поддержки деятельности аспиранта.

Результатом анализа экспертных оценок возможностей ИСА является вывод о том, что разработанная система-советчик осуществляет на высоком уровне следующие функции:

— поддержку организационной деятельности аспиранта;

— поддержку научно-исследовательской деятельности аспиранта на системном уровне;

— оценку полученных при работе над диссертацией результатов;

— предоставление рекомендаций относительно планирования деятельности, целесообразного в сложившихся условиях;

— оценку психофизиологического состояния аспиранта, а также поддержание его на позитивном уровне на протяжении всего периода обучения;

— прогнозирование результатов обучения в аспирантуре на основе результатов научной деятельности на предыдущих этапах.