CC BY
35
2007 НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА № 122
____серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов
УДК 629.735.015
К ВОПРОСУ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ МОДЕЛИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА МЕТОДАМИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ИМИТАЦИОННОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ
С. М. СТЕПАНОВ
Статья представлена доктором технических наук, профессором Зубковым Б.В.
В статье исследуется проблема совершенствования структуры образовательного процесса в вузе и повышение эффективности управления им. Для разработки и исследования модели ОП используются методологии моделирования, основанные на графическом представлении систем.
Совершенствование образовательного процесса в вузе и повышение эффективности управления им являются главными составляющими системного решения задачи повышения качества подготовки авиационных специалистов. Построение систем управления учебным процессом и систем управления качеством подготовки специалистов в высшем учебном заведении необходимо осуществлять с учетом принципов управления качеством и обеспечения качества в рамках современных международных стандартов семейства ИСО 9000:2000. При внедрении систем качества в систему высшего образования необходимо, чтобы вуз использовал методы анализа проектных и действующих моделей, технологий и процедур. Причем такому анализу должны подвергаться как входные, так и выходные данные. Для этих целей целесообразно использовать методы функционального и имитационного моделирования.
Практическая реализация функциональной модели была осуществлена в программном комплексе BPwin 4.1. Уровень детализации модели (глубина декомпозиции) охватил как объект моделирования -курсанта, так и главную последовательность процессов - учебные занятия, сдача зачетов, экзаменов и т.д. В модели приведен основной перечень ресурсов, используемых при проведении занятий, а также законодательные и нормативные документы, регламентирующие проведение как учебных занятий, так и обеспечивающих процессов (вспомогательных).
Для разработки и исследования модели ОП используются методологии моделирования, основанные на графическом представлении систем:
• IDEF0 - для создания функциональной модели, отображающей структуру и функции системы, а также потоки информации и материальных объектов, преобразуемые этими функциями;
• IDEF3 - для описания последовательности процессов.
В основе методологии IDEF используется понятие функционального блока. Функциональный блок графически изображается в виде прямоугольника и олицетворяет собой некоторый конкретный процесс в рамках рассматриваемой системы [ 1 ].
Каждая из четырех сторон функционального блока имеет свое определенное значение, при этом:
• левая сторона имеет значение «ВХОД» (INPUT);
• правая сторона имеет значение «ВЫХОД» (OUTPUT);
• верхняя сторона имеет значение «УПРАВЛЕНИЕ» (CONTROL);
• нижняя сторона имеет значение «МЕХАНИЗМ» (MECHANISM).
Метод функционального моделирования позволяет проанализировать образовательный процесс, выявить недостатки и построить его идеальную модель. Построение функциональной модели осуществлено от общего к частному: сначала описывается общая схема ОП, а затем шаг за шагом, все более и более подробно описываются конкретные процессы. Однако на уровне наибольшей детализации, когда рассматриваются конкретные процессы, для оптимизации этих процессов функциональной модели может оказаться недостаточно. В этом случае целесообразно использовать имитационное моделирование.
Одним из важных достоинств BPwin 4.1 является возможность экспорта данных функциональной модели в ПО фирмы Rockwell Software Arena. Разработка и исследование имитационной модели ОП на базе существующей позволяет проанализировать чувствительность модели по вероятностным отклонениям параметров модели.
Для подготовки данных в работе была уточнена функциональная модель с использованием нотации IDEF 3.
Имитационное моделирование - это метод, позволяющий строить модели, учитывающие ряд факторов: длительность процесса, время обработки объекта, время использования и простоя ресурса. Одним из наиболее эффективных инструментов имитационного моделирования является система «ARENA» (рис. 1). «ARENA» позволяет строить имитационные модели, проигрывать их и анализировать результаты такого проигрывания.
H
Рис. 1. Имитационная модель образовательного процесса в УВАУ ГА
Полученную модель можно «проиграть» во времени и получить статистическую информацию, описывающую параметры модели ОП.
Чтобы собрать статистическую информацию необходимо:
1) определить коэффициенты значимости блоков учебных дисциплин;
2) выявить факторы наиболее сильно влияющие на качество подготовки авиационных специалистов.
Для определения коэффициентов значимости блоков, учебных дисциплин были использованы экспертные оценки (метод парных сравнений) и квалификационные характеристики выпускника высшего учебного заведения.
По результатам экспертизы была составлена табл. 1. В качестве коэффициента значимости п-го параметра Ап принимается среднее значение по результатам экспертизы всех экспертов
п
А п =(1/п )Ё а 1]. (1)
1=1
На основании данных проведенной экспертизы по зависимости (1) находим значения коэффициентов значимости блоков учебных дисциплин (табл. 1)
Таблица1
Коэффициент значимости блоков учебных дисциплин
ГСД ЕНД ОПД СД ДС
0.634 3.513 3.529 8.655 9.485
Полученные значения используются в имитационной модели, что позволило провести анализ статистической информации образовательного процесса (табл. 2).
Таблица 2
Факторы Исходные значения Эксперимент
Коэффициент Коэффициент
Эффективность 0.5 0.5
Мотивация ГСД 0.75 0.75
ЕНД
опд
СД 1 1
Д С
Состав ППС ГСД 0.56 0.6 0.7 0.75 0.8 1
ЕНД 0.6 0.7 0.75 0.8 1
ОПД 0.6 0.7 0.75 0.8 1
СД 0.6 0.7 0.75 0.8 1
ДС 0.6 0.7 0.75 0.8 1
КТ ГСД 0.2 0.3 0.4 0.6 0.8 1
ЕНД 0.2 0.3 0.4 0.6 0.8 1
ОПД 0.5 0.3 0.4 0.6 0.8 1
СД 0.2 0.3 0.4 0.6 0.8 1
ДС 0.2 0.3 0.4 0.6 0.8 1
Средний балл 4.008 4.063 4.189 4.396 4.562 4.797
Предложенная модель образовательного процесса позволяет с приемлемой степенью достоверности описать образовательный процесс в вузе, позволяет анализировать его, проверять возможные управленческие решения и оценивать их эффективность.
ЛИТЕРАТУРА
1. Рекомендации по стандартизации Р 50.1.028-2001. Методология функционального моделирования. Госстандарт России 2.07.01.
2. Маклаков С. В. Моделирование бизнес - процессов с ALL FUSION PROCESS MODELER (BP WIN 4.1). - М.: Диалог МИФИ, 2003.
3. Федотов А. В. Моделирование в управлении вузом. - Л. Изд-во Ленинградского университета, 1985.
PRACTICAL IMPLEMENTATION OF EDUCATIONAL PROCESS MODULE USING METHODS
OF FUCTIONAL SIMULATION MODELLING
Stepanov S.M.
In the article the problem of educational process improvement in high schools and its management efficiency increase is considered. The modelling methods based on graphical presentation of the systems are used for developing and studying the educational module process.
Сведения об авторе
Степанов Сергей Михайлович, 1959 г.р., окончил РКИИ ГА (1972), кандидат технических наук, преподаватель АУЦ УВАУ ГА(И), автор более 35 научных работ, область научных интересов - система качества, управление, подготовка и управление персоналом.
