CC BY
21
наука и образование до сих пор остаются важнейшими параметрами, по которым нашу страну еще признают мировой державой. Данный факт нацеливает на усиление внимания к проблемам развития региональной науки и образования.
что требует незамедлительных действий по использованию потенциала вузовского научно-педагогического сообщества, активного его влияния на реформирование всех сфер общественной жизни и принятие государственных решений.
АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ РЕГИОНАЛЬНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СЕТИ
В.И. Розов, аспирант кафедры информационного обеспечения управления и производства Пензенского государственного
университета
В настоящее время происходит очередная реформа образования. Разработаны различные правительственные и министерские программы, призванные повысить доступность и качество образования. У всех на слуху «компьютеризация» и «интернетизация» сельских школ. Однако повальная модернизация образовательной системы требует вложения огромного количества средств, и улучшение качества образования обойдется слишком дорогой ценой. В то же время никаким образом не формализована задача создания и дальнейшего развития системы образования.
Анализ российской системы образования показал, что ее создание происходило без какого-либо научного подхода. Такие образовательные учреждения, как детский сад, школа, техникум и даже институт, часто открывались без анализа и прогнозирования должного уровня. В результате мы имеем огромное количество образовательных учреждений, например средних шмол, заполненных менее чем на 50 %. По прогнозам, скоро такая же ситуация возникнет и в высшей школе.
Нельзя строить современную систему образования, руководствуясь только уровнем материального и методического обеспечения. Наряду с названными параметрами для современной системы образования важны мобильность, трансформируемость, простота в управлении и модернизации. Нет сомнений в том, что система образования, обладающая такими качествами, должна выполнять свою цель - обеспечивать конкурентоспособный уровень образования как можно меньшей ценой.
Задача формализации создания и развития российской образовательной системы настолько обширна, что не в состоянии вместиться в рамки одной научной работы. Автором предлагается решение задачи по созданию и оптимизации части образовательной системы страны, а именно региональной образовательной сети (РОС).
Рассматриваемая региональная образовательная сеть — это сеть сельских школ, находящихся в управлении одним районным отделом образования. На настоящий момент именно эти образовательные учреждения находятся в наихудшем положении. Из 68 тыс. российских школ 46 тыс. сельские, деревенские. Их состояние могут охарактеризовать следующие цифры: с 1 -го по 9-й класс в 11 тыс. сельских школ обучается не более 50 чел., еще в 1Г тыс. - менее 200, при том что проектная емкость (количество мест) этих образовательных учреждений намного больше. Решением данной проблемы, по мнению автора, является реструктуризация сети сельских школ.
На текущий момент выявлено два возможных варианта решения поставленной задачи.
1. Проектирование РОС «на пустом месте». В этом варианте критериями оптимизации являются лишь проектная емкость новых базовых школ-комплексов и максимально допустимое расстояние от удаленных населенных пунктов до базовой школы. Он применим в случаях освоения новых территорий в связи с миграцией населения, а также когда уровень всех школ региона приблизительно одинаков и требуется
кардинальное изменение состояния РОС.
©В.И. Розов, 2001
2. Проектирование РОС с учетом параметров уже существующих школ. Важными значениями, характеризующими ту или иную школу в этом варианте являются: проектная емкость, ресурс здания, наличие коммуникаций, наличие необходимо-
» а
го штата преподавателей и вспомогательного персонала, степень их подготовленности, уровень методического и технического оснащения школы, степень развития инфраструктуры школы (библиотека, компьютерный класс, спортзал, стадион или спорткомплекс, мастерские, приусадебное хозяйство), уровень развития базового хозяйства, специализация района.
Для решения поставленной задачи предлагается адаптировать методы автоматизированного проектирования, используемые при создании технических систем. Применение этих методов обусловливается выявленными в ходе анализа предметной области аналогиями между образовательной сетью и элементами радиоэлектронной аппаратуры. В частности, географическое пространство можно рассматривать как коммутационное пространство печатной платы или подложки микросхемы, образовательные учреждения и населенные пункты - как элементы или систему элементов, различного рода коммутации - как соединительные связи, управленческие цепи - как электронные цепи и т.д.
С учетом свойств структуры РОС в целом и ее отдельных элементов предлагается использовать в качестве математической модели для анализа взаимосвязей системы графовую модель. Вершинами графа в зависимости от конкретной подзадачи является либо образовательное учреждение, либо населенный пункт.
Каждая вершина графа имеет весовой коэффициент, значением которого служит объединенный критерий качества.
При расчете объединенного критерия качества населенного пункта рассматриваются следующие частные критерии:
- уровень развития базового хозяйства;
- количество детей шкального возраста;
- проектная емкость школы (количество посадочных мест);'
- материальное и методическое оснащение школы;
- ресурс здания школы;
- уровень подготовленности преподавательского состава.
Из перечисленных частных критериев в;расчет принимается определенная их группа в зависимости от постановки задачи.
Синтезу объединенных критериев посвящены многочисленные работы, существуют различные методы решения этой задачи. Наиболее простым является метод взвешенных сумм, который позволяет получать выражение объединенного критерия качества в виде аддитивной функции.
Таким же способом определяется комплексный критерий качества для разного рода коммуникаций, связывающих образовательные учреждения и населенные пункты. Этот комплексный критерий является весовым коэффициентом ребер графа, который выступает моделью РОС.
После проведенного анализа указанных выше методов, используемых при проектировании технических систем, для адаптации были отобраны некоторые. Наиболее известны среди них следующие:
- разбиение графа на подграфы - для выделения групп населенных пунктов или школ;
- размещение с минимизацией суммарной длины связей между функциональными узлами;
- задача коммивояжера.
Наряду с адаптированными алгоритмами разрабатываются дополнительные - для решения специфичных задач, которые возникают в ходе автоматизированного проектирования РОС.
Конечный продукт разработки - пакет программных изделий - получается с использованием современных информационных технологий, что позволит увеличить скорость обработки информации, обеспечить дружественный интерфейс для пользователя, хранить и обрабатывать большой массив данных.
В результате предлагаемый пакет программных изделий составит основу будущей САПР, которая даст возможность спроектировать множество вариантов РОС, проанализировать их и выбрать оптимальную за сравнительно небольшой отрезок времени с минимальными экономическими затратами.
