Анализ процессов планирования учебного процесса в вузе приводит к выводу о необходимости интеграции этих процессов [1], а также отмечена их аналогия с процессами планирования и проектирования в других прикладных областях, например в промышленности. Информатизация процессов конструкторской подготовки производства привела к созданию автоматизированных систем проектирования [2] и конструкторских баз данных [3], центральное место в которых занимают геометрические модели проектируемых объектов. Конструкторские базы данных легли в основу концепции интегрированных систем, обеспечивающих технологическую подготовку и планирование производства. Развивая отмеченную в [1] аналогию, можно считать разработку учебных планов высшего образования как конструкторскую подготовку учебного процесса, а учебные планы и формируемые на их основе индивидуальные образовательные траектории (ИОТ) [4] должны быть основой базы данных интегрированной системы вуза. К технологической подготовке учебного процесса можно отнести расчет учебной нагрузки кафедр на основании структуры вуза, учебных планов и контингента студентов. Данные расчета учебной нагрузки используются всеми последующими бизнес-процессами, такими как расчет штатного расписания, распределение индивидуальной нагрузки, формирование учебных поручений, составление расписаний занятий и экзаменационных сессий. Основополагающая роль учебных планов в автоматизации управления учебным процессом вуза подтверждена концептуальным моделированием [5], в ходе которого выявлена функциональная взаимоподчиненность процессов управления и планирования. Отмечена также [1] необходимость интеграции и строгой последовательности этапов разработки систем управления учебным процессом вуза, что подтверждает актуальность данного исследования.
Как любая система управления, управление учебным процессом вуза должно включать: планирование, организацию, контроль, оперативное регулирование, мотивацию. Планирование учебного процесса связано с принятием конкретных решений, обеспечивающих эффективное функционирование и развитие вуза. В зависимости от уровня принятия решений различают стратегическое и текущее планирование [6].
Подходы к автоматизации отдельных бизнес-процессов управления учебным процессом вуза представлены в исследованиях [7, 8]. Необходимость интегрированного подхода к управлению учебным процессом вуза отмечена в исследованиях [9–11]. В работе [10] представлена достаточно развитая модульная структура интегрированной системы управления вузом с вкраплениями решения задач управления учебным процессом, что связано с недостаточной проработанностью концептуальной модели. Независимо от модели жизненного цикла, принятой для организации процесса разработки информационной системы, предварительно следует выполнить работу по анализу и проектированию. Оба вида деятельности связаны с формированием модели предметной области. Первоначально выполняется формирование и анализ требований с установлением границ проекта системы и последующим концептуальным моделированием на различных уровнях абстракции для определения структуры моделируемой системы, свойств и причинно-следственных связей элементов системы. Концептуальная модель интегрирует концептуальные спецификации структуры, функциональности, распределения и интерактивности. В публикации [12] подчеркнута важная для разработчиков ментальная составляющая концептуальной модели. После концептуального моделирования итеративно осуществляется проектирование: функциональной и процедурной спецификаций; схемы базы данных; пользовательского интерфейса.
Для функционального специфицирования наиболее часто применяется методология SADT (Structured Analysis Design Technique) и разработанный на его основе стандарт IDEF0, например, в [13, 14]. В обеих публикациях представлены достаточно детализированные функциональные модели управления образовательной деятельностью вуза, но обилие информационных потоков в диаграммах верхних уровней свидетельствует о неполном соблюдении принципа иерархической декомпозиции.
Цель исследования – функциональная модель интегрированной системы управления учебным процессом вуза с учетом всех видов планирования и с использованием результатов предшествующего концептуального моделирования.
Материалы и методы исследования
Для функционального моделирования интегрированной системы управления учебным процессом вуза применено SADT [15], методология которого, по замыслу автора, предназначалась для разработки обсуждаемых функциональных спецификаций проектируемого программного обеспечения. Модель в методологии SADT является набором иерархически связанных диаграмм, содержащих функциональные блоки и потоки данных, а также механизмы поддержки. Верхний уровень иерархии включает две контекстные диаграммы разного уровня детализации. Каждая диаграмма нижнего уровня детализирует бизнес-процессы одного из функциональных блоков родительской диаграммы.
Выбор методологии SADT по сравнению с нотацией унифицированного языка моделирования UML (Unified Modelling Language) был обусловлен тем, что, по нашему мнению, диаграммы SADT обладают большей ментальной составляющей и многовариантностью возможных решений по сравнению с диаграммами UML.
Результаты исследования и их обсуждение
Начало формирования функциональной модели интегрированной системы управления учебным процессом вуза представлено в [6], где приведены контекстные диаграммы A-0 и А0 и диаграммы их декомпозиции. Во избежание нарушения соответствующего пункта установленных редакцией правил для авторов вместо изображений диаграмм [6] приведены их описания.
Контекстная диаграмма А-0 определяет границы проекта системы, цель и точку зрения. Целью принято определение:
− основных функций управления учебным процессом вуза;
− модульной структуры информационно-управляющей системы (ИУС).
В качестве точки зрения принята точка зрения разработчика ИУС. Входными данными для диаграммы A-0 показаны образовательные стандарты и контрольные цифры приема (КЦП). Управляющими факторами для диаграммы A-0 указаны нормативные документы и периодичность. На выходе присутствуют дипломированные специалисты. Исполнительными (поддерживающими) механизмами установлены сотрудник вуза и ИУС.
Диаграмма А0 детализирует диаграмму A-0 и содержит основные группы бизнес-процессов системы:
− стратегическое планирование учебного процесса вуза;
− текущее планирование учебного процесса вуза;
− организация и контроль учебного процесса вуза.
На диаграмме А0 также указаны формируемые на стратегическом уровне управления агрегации – абстракции баз данных [5]. На диаграммах А1, А2 и А3 представлены модули декомпозиции основных групп бизнес-процессов диаграммы А0.
Входными данными для основной группы бизнес-процессов «Стратегическое планирование учебного процесса вуза» являются образовательные стандарты и КЦП. Управляющими факторами для этой группы указаны нормативные документы и периодичность – постоянно. На выходе присутствуют:
− «сетка» расписания – агрегация регламента временных рамок проведения занятий и экзаменов в очередном учебном году;
− учебные планы и индивидуальные образовательные траектории (ИОТ);
− структура вуза – агрегация, включающая направления и специальности вуза в очередном учебном году;
− аудиторный фонд;
− график учебного процесса;
− контингент студентов;
− дисциплина-поток – агрегация, содержащая связи дисциплин учебного плана с потоками, обучающимися по этому учебному плану.
Исполнительными (поддерживающими) механизмами являются сотрудник вуза и ИУС.
Входными данными для основной группы бизнес-процессов «Текущее планирование учебного процесса вуза» являются:
− «сетка» расписания;
− учебные планы и ИОТ;
− структура вуза;
− аудиторный фонд;
− график учебного процесса;
− контингент студентов;
− дисциплина-поток;
− данные контроля.
Управляющими факторами для этой группы указаны нормативные документы и периодичность – постоянно. На выходе присутствуют расписания.
Исполнительными (поддерживающими) механизмами являются сотрудник вуза и ИУС.
Входными данными для основной группы бизнес-процессов «Организация и контроль учебного процесса вуза» являются:
− расписания;
− учебные планы и ИОТ;
− структура вуза;
− аудиторный фонд;
− контингент студентов.
Управляющими факторами для этой группы указаны нормативные документы и периодичность – постоянно. На выходе присутствуют данные контроля и дипломированные специалисты.
Исполнительными (поддерживающими) механизмами являются сотрудник вуза и ИУС.
Диаграмма А1 содержит модули:
− руководства вуза;
− приемной комиссии;
− учебных планов и ИОТ;
− деканата.
В модуль руководства вуза (диаграмма А11) включены следующие бизнес-процессы:
− подготовка к началу учебного года;
− организация и контроль работы приемной комиссии;
− проверка готовности аудиторного фонда и технического оснащения.
Входной информацией модуля являются КЦП и ежедневные отчеты приемной комиссии. Выходная информация включает:
− агрегации – структура вуза, «сетка» расписания;
− информацию об аудиторном фонде;
− приказы о зачислении;
− план приема.
Управляющая информация модуля включает нормативные документы министерства науки и высшего образования РФ и периодичность. Исполнительными (поддерживающими) механизмами являются руководство вуза и ИУС.
Декомпозиция модуля приемной комиссии (диаграмма А12) не осуществлялась, что связано с индивидуальными особенностями вузов в организации работы приемных комиссий.
В модуль учебных планов и ИОТ (диаграмма А13) включены следующие бизнес-процессы:
− разработка учебных планов направлений и специальностей;
− определение графика учебного процесса и связей дисциплин с потоками;
− формирование индивидуальных образовательных траекторий.
Входной информацией модуля являются образовательные стандарты, приказы о зачислении, структура вуза и контингент студентов. Выходная информация включает:
− агрегации – учебные планы и ИОТ, график учебного процесса, дисциплина-поток.
Управляющая информация модуля включает нормативные документы министерства науки и высшего образования РФ и периодичность. Исполнительными (поддерживающими) механизмами являются специалист УМУ и ИУС.
Отдельного внимания требует реализация бизнес-процесса «разработка учебных планов направлений и специальностей». Вопросы автоматизации этого бизнес-процесса требуют углубленной проработки, особенно в свете выхода нашего высшего образования из рамок Болонского процесса.
В модуль деканата (диаграмма А14) включены следующие бизнес-процессы:
− формирование академических групп направлений и специальностей;
− определение подгрупп для изучения дисциплин учебных планов;
− объединение групп в потоки для изучения дисциплин учебных планов.
Входной информацией модуля являются структура вуза, учебные планы и ИОТ, приказы о зачислении. Выходная информация включает контингент студентов.
Диаграмма А2 содержит модули:
− учебной нагрузки;
− штатного расписания;
− кафедральный;
− учебных поручений;
− расписания.
Диаграмма А3 содержит модули:
− контроль и анализ посещаемости занятий;
− контроль и анализ приема экзаменов;
− формирование ГАК и контроль защиты ВКР.
На рис. 1, 2 и 4, 5 показаны результаты декомпозиции модулей основной группы бизнес-процессов «Текущее планирование учебного процесса вуза». Отсутствие декомпозиции диаграммы модуля штатного расписания связано с индивидуальными особенностями вузов в организации работы по расчету штатного расписания ППС и учебно-вспомогательного персонала.
Исходя из концепции интегрированной системы, представленные ранее бизнес-процессы должны выполняться централизованно, а многие из них могут быть реализованы в автоматическом режиме. Процесс распределения индивидуальной нагрузки между преподавателями кафедр имеет децентрализованный и интерактивный характер, что потребовало включения в функциональную модель кафедрального модуля А23 (рис. 2), а также диаграммы А231 (рис. 3), бизнес-процессы которой реализуются интерактивно.
Декомпозиция диаграммы основной группы бизнес-процессов «Организация и контроль учебного процесса вуза» не производилась, так как вопросы организации и оперативного контроля учебного процесса достаточно специфичны и индивидуально решаются в каждом вузе.
Авторы считают, что на обсуждение необходимо вынести следующие вопросы:
− включение на стратегический уровень планирования учебного процесса вуза модулей руководства вуза, штатного расписания, учебных планов и ИОТ и деканата. Включение этих модулей было связано с необходимостью формирования всех агрегаций именно на стратегическом уровне планирования;
− состав бизнес-процессов модулей руководства вуза, учебных планов и ИОТ и деканата;
Рис. 1. Бизнес-процессы модуля блока 1 диаграммы А2
Рис. 2. Бизнес-процессы модуля блока 3 диаграммы А2
Рис. 3. Бизнес-процессы модуля блока 1 диаграммы А23
Рис. 4. Бизнес-процессы модуля блока 4 диаграммы А2
Рис. 5. Бизнес-процессы модуля блока 5 диаграммы А2
− выбор разработчика ИУС в качестве персоны, точка зрения которой легла в основу функционального моделирования интегрированной системы управления учебным процессом вуза. Выбор был обусловлен требованием того, что разработчик ИУС достаточно профессионален и досконально знаком со всеми нюансами управления учебным процессом вуза;
− включение в функциональную модель системы кафедрального модуля для организации интерактивного распределения индивидуальной нагрузки преподавателей кафедр вуза.
Выводы
Авторы считают, что:
− представленная концепция функциональной модели модульной структуры интегрированной системы управления учебным процессом вуза включает подходы стратегического и текущего уровней планирования, а также организацию и оперативный контроль учебного процесса;
− в функциональной модели полностью использованы и представлены результаты предшествующего этапа концептуального моделирования.
Библиографическая ссылка
Клеванский Н.Н., Перетятько А.В. Леонтьев А.А., Мавзовин В.С., Воронкова И.В. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ УЧЕБНЫМ ПРОЦЕССОМ ВУЗА // Современные наукоемкие технологии. – 2023. – № 6. – С. 48-55;URL: https://top-technologies.ru/ru/article/view?id=39630 (дата обращения: 19.05.2024).