Постановка задачи автоматизации управления учебным процессом

Сложность управления учебным процессом заключается в том, что оценка качества управления и корректировка учебных планов, распределения нагрузки, расписания занятий возможны только после завершения определенного цикла обучения (семестра, учебного года и т. п.). Такое управление называется асинхронным в отличие от управления действием объекта в любой момент времени, определяемое как синхронное управление. Коррекция поведения объекта при синхронном управлении осуществляется воздействием органов управления, а при асинхронном управлении выбором набора и порядка следования операций, выполнение которых должно привести к некоторой цели, по оценке полученной после завершения очередного этапа процесса.

Учебный процесс как система взаимодействия объектов во времени описывается тремя группами объектов: преподаватели, учебные группы и аудитории, которые для достижения определенной цели выполняют некоторый технологический процесс, описываемый заданным учебным планом. Поскольку множества значений указанных групп достигает значительного числа, поиск оптимального по некоторой совокупности критериев варианта управления их взаимодействием является трудоемким процессом и должен быть автоматизирован.

Учебный процесс, с точки зрения управления объектами в условиях ограниченных ресурсов, может быть разделен на три основных этапа.

Первый этап — этап планирования, этот этап может быть разделен на две составных части — планирование учебной нагрузки, т. е. закрепление учебных занятий в группах за конкретными преподавателями, и планирование поведения процесса, т. е. распределение этих занятий во времени (составление расписания). На втором этапе выполняется учебный процесс. В период выполнения этого этапа возможны отклонения от начальных значения состава преподавателей, аудиторного фонда, групп студентов. Управление на этом этапе сводится к минимизации потерь от этих отклонений без изменения общего расписания. Минимизация этих потерь может быть спланирована на этапе составления расписания при учете критериев устойчивости расписания к таким отклонениям. На третьем этапе производится оценка результатов планирования и выполнения учебного процесса. Эта оценка имеет две составляющих: оценка достижения цели обучения и оценка качества расписания. В первом случае оценивается учебный план (иначе набор операций) и принимается решение о качестве обучения. Во втором — оценивается само расписание с точки зрения эргономических показателей, устойчивости и т. п. и могут быть выработаны критерии для построения расписания на следующий период работы. В соответствии с предложенной схемой управления учебным процессом можно выделить две области, где возможна автоматизация управления, — это этап составления расписания и расчет частных и обобщенной оценок результата учебного процесса. Процесс составления расписания учебных занятий характеризуется значительной трудоемкостью и, в настоящее время, направлен на удовлетворение условия непротиворечивости расписания, т. е. на условие того, что преподаватели, группы студентов и аудитории заняты в выбранное время только одним занятием учебного процесса. Для решения задачи построения расписания предложен ряд процедур и методов выбора оптимального расписания — процедуры Лемке-Шпильберга, Балаша, динамического программирования, последовательного анализа вариантов, ветвей и границ, поисковая процедура и т. д. При реализации указанных процедур на компьютере возникают две основных проблемы — это значительная длительность процесса составления расписания и значительный объем памяти для хранения промежуточных результатов.

Еще о педагогике:

Принцип прочности
Принцип прочности - основательное изучение материала, при котором учащиеся всегда могут воспроизвести его в памяти или воспользоваться им как в учебных, так и в практических целях. Принцип прочности подытоживает теоретические поиски ученых и практический опыт многих поколений учителей по обеспечени ...

Инновационные подходы к обучению астрономии
Что носится в воздухе и чего не требует время, то может возникнуть одновременно в ста головах без всякого заимствования. И. Гёте Методами, формами, средствами, технологиями, изложенными нами в предыдущем параграфе далеко не кончается широкий спектр возможностей преподавания астрономии. Третье тысяч ...

Нетрадиционные формы урока на начальном этапе обучения
Нетрадиционные формы урока английского языка реализуются, как правило, после изучения какой-либо темы или несколько тем, выполняя функции обучающего контроля. Такие уроки проходят в необычной, нетрадиционной обстановке. Подобная смена привычной обстановки целесообразна, поскольку она создает атмосф ...