Контент-платформа Pandia.ru:     2 872 000 материалов , 128 197 пользователей.     Регистрация


Методика расчета эффективности информационных систем на базе теории двойственности и концепция организации современного образования

 просмотров


Методика расчета эффективности информационных систем на базе теории двойственности и концепция организации современного образования

дтн, профессор Советов В. М.

Аннотация

Предложено толкование общих законов природы, использующихся, в основном, при описании физических явлений, с точки зрения информационных, социальных, экономических процессов. Так как основой развития в природе является закон единства и борьбы противоположностей, то информационные, экономические, социальные процессы, также как и физические, объясняются с точки зрения взаимодействия двойственных систем: пространство-время, материя-сознание, производитель-потребитель. На этой основе разработана методика оценки эффективности сложных информационных систем.

Proposed interpretation of the general laws of nature, that are used primarily to describe physical phenomena in terms of economic processes. Since the foundation of development in nature is the law of unity and struggle of opposites, the economic processes, as well as physical, are explained in terms of interaction between the dual systems: space-time, matter-consciousness, the producer-consumer. On this basis, developed a method of assessing the effectiveness of complex information systems.

Ключевые слова:, двойственность, пространство, время, материя, сознание, поле, производитель, потребитель, стоимость, энергия, количество информации.

Согласно теории двойственности, в природе всегда существуют и взаимодействуют две разновидности субстанций. Двойственность в природе основана на двойственных отношениях пространства и времени. Пространство характеризует физические (материальные) объекты, которые можно измерить, определить их местоположение и др. Время не имеет пространственных (физических) размеров и задает отсчет времени в виде цикла вращения. Благодаря таким свойствам времени, можно сказать, что время связано с сознанием.

Соответственно, в физическом пространстве, т. е. в данной системе отсчета, можно наблюдать и фиксировать два принципиально различных типа движения тел. Первый тип движения характеризует перенос (трансляцию) тела в пространстве и называется трансляционным движением. Второй тип движения характеризует изменение ориентации тела в пространстве, например, малое тело, быстро вращающееся вокруг какой-либо оси, проходящей через это тело. Этот тип движения тела называют спинорным движением [2]. При изменении ориентации системы координат спиновый вектор меняет знак. Спинорное движение описывается замкнутым циклом вращения, а это свойство характерно для сознания, так как любое логическое заключение, теория, любой продукт, производственный процесс, появившиеся в результате работы сознания, должны быть завершены, чтобы их можно было использовать многократно.

Взаимодействие между объектами осуществляется не только путем прямого контакта, но и посредством полей. В физике считается, что поля являются особым видом материи. Однако также необходимо различать два типа полей, которые связаны с двумя типами движения и, соответственно, основаны на пространственно-временных отношениях. Например, существуют электрические и магнитные поля. Электрическое поле характеризуется разностью потенциалов, связанной с пространственным расположением электрических зарядов. Магнитное поле определяется скоростью движения зарядов в замкнутом цикле и его силовые линии также замкнуты [3]. Так как магнитное поле связано со спинорным движением, которое, в свою очередь, задает отсчет времени, то магнитное поле, как и время, можно отнести к какой-то форме сознания.

Очевидно, что влияние пространства и времени сказалось на все природные явления, живые и неживые объекты и, в том числе, на человека. С возникновением человека мы имеем двойственные проявления в виде материи и человеческого сознания. Материя предполагает наличие структуры и связей, а сознание – процессов. Мозг человека, как известно, имеет два полушария, человечество разделено на два пола. Человеческое сознание проявляется в постоянном взаимодействии этих полушарий, из-за чего возникает замкнутый цикл, продление рода основано на взаимодействии мужчин и женщин.

Взаимодействие людей между собой происходит при непосредственном физическом контакте или посредством созданных ими же полей. Здесь также необходимо различать два типа полей, которые связаны с двумя типами движения и, соответственно, основаны на пространственно-временных отношениях. Первый тип поля, связанный с поступательным движением к целям, назовем материально-целевым полем. Второй тип, связанный с циклическим движением, назовем интеллектуально-целевым полем. Материально-целевое поле (МЦП) характеризуется какой-либо материальной величиной, задающей направление и ценность цели. Цели могут совпадать по направлению полностью или частично, или быть противоположными. Интеллектуально-целевое поле (ИЦП) характеризуется скоростью обращения процессов и при смене направления – меняет направление цели. Эти поля образуются и действуют в целевом пространстве, осями координат которого (базисом) являются какие-либо цели.

Таким образом, приведенные рассуждения показывают, что пространственно-временные отношения, существующие в природе, порождают все другие двойственные отношения, включая и общественные. Форма сознания в виде времени является основой формы сознания в виде магнитных полей и интеллектуальных полей. Следовательно, открытые физические законы природы должны быть справедливы и для других двойственных отношений, при соответствующей интерпретации понятий.

Сложные общественные системы не должны быть исключением из правил, так как основой отношений в них являются двойственные отношения между людьми, организациями, являющимися производителями и потребителями. Производитель заинтересован, прежде всего, в получении материальной выгоды от продажи произведенного продукта, а потребитель заинтересован в качестве продукта, т. е. в его полезных, интеллектуальных свойствах [1]. Связь между потребителями и производителями устанавливается посредством МЦП и ИЦП.

Отметим некоторые основополагающие признаки двойственных систем, положенных в основу методики расчета эффективности информационных систем:

1.  Двойственные системы не могут существовать друг без друга в каком-то процессе.

2.  Двойственные системы при взаимодействии образуют энергию и дают движение, развитие.

3.  Максимум энергии в системе получается лишь при сохранении баланса в двойственных отношениях.

4.  Законы взаимодействия любых форм двойственности одни и те же.

Согласно приведенным признакам, двойственные системы, не смотря на свои принципиальные отличия, стремятся к объединению, например, производитель и потребитель. Это связано с природой пространства, а именно, с его симметрией. Благодаря симметрии противоположные вращения становятся однонаправленными. В целом, все физические, экономические, социальные, объекты подчиняются закону ЕДИНСТВО И БОРЬБА ПРОТИВОПОЛОЖНОСТЕЙ.

Для единства двойственных систем мало лишь одной симметрии пространства, необходим какой-то способ оценки или эквивалент, с помощью которого можно было оценить (сравнить) количественные (материальные) и качественные (интеллектуальные) показатели. Для простых объектов и процессов возможно найти простые преобразования этих оценок, используя единый эквивалент, обладающий пространственными (количественными) и временными (качественными) свойствами одновременно. В механических системах пространственными и временными свойствами обладает масса [3]. При расположении тел определенной массы в различных точках пространства между ними возникает сила притяжения за счет гравитационного поля. При движении тел, обладающих массой, в пространстве образуются гравитационные волны, которые влияют на время. Согласно теории относительности, пространство и время тесно связаны между собой, и эта связь проявляется через массу [3].

В электрических системах такими свойствами обладает электрический заряд. Пространственное размещение зарядов образует разность потенциалов и электрическое поле. При движении зарядов (обращении зарядов в замкнутом контуре) образуется ток и магнитное поле. Для электрической цепи или электромагнитного поля можно найти уравнения связи количественных и качественных показателей двойственных систем (напряжения и тока или напряженности электрического и магнитного полей).

В сложных общественных и экономических системах единым эквивалентом можно считать деньги. В простых задачах, типа распределения ресурсов, решаемых методом линейного программирования, связь между количественными и качественными показателями выражается через их стоимость в денежном эквиваленте в виде линейных уравнений. В большинстве случаев, в силу сложности отношений в общественных системах, невозможно найти простые уравнения связи количественных и качественных показателей. Однако развитие связано с общим законом природы - единство и борьба противоположностей, который предусматривает нахождение оптимальных путей развития через механизм взаимодействия двойственных систем и баланс результатов взаимодействия. В экономике и других сложных общественных системах, такой механизм взаимодействия двойственных систем потребителя и производителя называется рынком. Рынок устанавливает баланс между интересами производителя и потребителя.

Количество информации имеет те же корни, как и количество энергии в физике или стоимость в экономике. То есть, информация является количественным и качественным показателем эффективности информационных систем. В качестве двойственных систем можно обобщенно рассматривать производителя и потребителя или передатчик и приемник информации. Количество информации зависит как от предложения информации производителем - передатчиком, так и от спроса информации потребителем - приемником. В качестве носителя информации выступает символ или образ. Элементарный информационный символ несет элементарное количество информации 1 бит, а количество информации, содержащейся в каком-либо произвольном символе, будем измерять количеством бит.

Таким образом, взаимодействие двойственных систем любой природы осуществляется посредством единого эквивалента, обладающего свойствами как одной, так и другой систем. В механических системах таким эквивалентом будет масса, в электрических системах – заряд, в информационных системах – символ, а в общественных, экономических системах – деньги.

Среднее количество информации в тексте из заданного алфавита в классической теории информации вычисляют как энтропию [4]:

, (1)

где вероятность появления символа в тексте, - количество информации в символе, которое зависит от логарифма обратной вероятности появления символа или числа состояний символа , т. е. разнообразию.

Энтропия характеризует организованность системы, её упорядоченность. Чем больше энтропия, тем больше неорганизованность системы. Если посмотреть на (1) с точки зрения двойственности, то характеризует частоту появления символа в тексте, что соответствует скорости вращения в механических системах, току в электрических или обращению денег в экономических системах. Величина характеризует ценность символа с точки зрения затрат на его передачу, его вклад в количество информации. Как известно, для увеличения среднего количества информации в символах (сокращения избыточности), необходимо часто появляющийся в тексте символ передавать коротким кодом, а редко появляющийся - длинным. Аналогично, в физических, электрических системах определяются потенциальные показатели. В экономических системах ценность денег определяется их потенциалом и скоростью обращения [1].

Таким образом, с точки зрения теории двойственности, можно выделить материальную ценность (МЦ) общего эквивалента взаимодействия двойственных систем:

, (2)

и интеллектуальную ценность (ИЦ):

(3)

МЦ и ИЦ являются характеристиками продукта (символа) или денег (информации) со стороны двойственных систем, которые, в свою очередь, являются независимыми, функционирующими в ортогональных целевых пространствах. Поэтому мгновенную стоимость (мгновенное количество информации или энергию) можно оценить как в (1) произведением МЦ (2) и ИЦ (3):

(4)

т. е.,

.

Согласно (4), мгновенная стоимость соответствует количеству элементарной работы, которую можно совершить за заданный период времени или, в соответствии с известным определением стоимости К. Маркса, – «воплощённому в продукте и овеществленному в нём общественному труду товаропроизводителей». Формула (4) дает связь между теорией полезности и теорией трудовой стоимости, так как

.

Таким образом, с точки зрения теории двойственности, эффективность сложных систем любой природы имеет одинаковый смысл, как количество работы сделанной за единицу времени. При этом количество работы рассчитывается исходя из типа системы.

В информационных системах, с точки зрения теории двойственности, информация может быть как положительной, так и отрицательной. Например, известные данные не представляют интереса и не воспринимаются, т. е. отталкиваются. Неизвестное притягивает. Понятия, противоречащие законам природы и имеющимся знаниям, отвергаются знающими людьми и правильно организованной системой. Поэтому статическую силу взаимодействия между символами можно рассчитать как силу Кулона или Ньютона по формуле:

, (5)

где и степень свободы (разнообразие) системы производитель и потребитель, R –расстояние, уменьшает возможное количество комбинаций и его можно представить как число, на которое уменьшается количество комбинаций, k – коэффициент пропорциональности, характеризующий степень благоприятствования или не благоприятствования среды к взаимодействию информационных элементов.

Используя понятие элементарного символа со степенью свободы и (5), определим напряженность информационного поля, создаваемого отдельным символом, как

. (6)

Работа по упорядочению системы, т. е. уменьшению её разнообразия посредством получения информации, не должна зависеть от пути, пройденным системой в целевом пространстве при устранении неопределенности и уменьшению разнообразия. Работа определяется начальным и конечным разнообразием, т. е. перемещением в информационном поле из точки i в точку f:

- разность разнообразий, - разнообразие в конечной точке f, - разнообразие в начальной точке i метрического информационного целевого пространства.

Уменьшение разнообразия означает, что в системе появляются связи и возникает движение информации по этим связям и контурам. Потенциал в системе уменьшается, но увеличивается кинетическая составляющая. Неорганизованное разнообразие заменяется организованным, предсказуемым.

Нормируем информационный потенциал между источником информации и получателем информации относительно количества информации q в информационном элементе и определим это как разность информационного потенциала между точками i и f

. (7)

- напряженность информационного поля (6) вдоль оси Оx.

Разность информационного потенциала определяет наличие источника и потребителя в информации и чем больше наличие информации и потребность в информации, тем больше потенциальная информационная энергия системы. То есть информационный элемент может совершить больше работы по организации системы. В классической теории информации потребность в информации учитывалась косвенно, посредством частоты появления события.

Таким образом, потенциальная информационная энергия заключается в системе Источник-Получатель. Информационный диполь, состоящий из положительного элемента информации (Источника) и отрицательного (Получателя) является элементарной информационной системой.

Информационные элементы сложных систем в общем случае распределены в метрическом информационном пространстве. Информационные цепи являются частным случаем информационных систем, когда информационные элементы сосредоточены в определенных точках информационного пространства и между ними существуют строго определенные каналы передачи информации.

В информационной цепи действует сосредоточенный источник информации или источник информационной движущей силы (идс), создающий информационный потенциал, который определяется количеством работы по организации системы (2), (7), совершаемой единицей заряда. Движение информации по каналам передачи можно представить как наличие информационного тока (3).

Согласно вышеприведенному анализу, информационное сопротивление R сосредоточенной информационной цепи представляет собой систему, которая уменьшает количество организованного разнообразия состояний в канале передачи информации. Уменьшение количества организованного разнообразия связано, в основном, с воздействием помех и в этом случае оно уменьшается на величину разнообразия помехи. При гауссовской помехе со спектральной плотностью мощности N0, сопротивление подавляет информационное разнообразие на величину

, (8)

равную энтропии гауссовского случайного процесса [4].

Зная информационное напряжение V и информационное сопротивление R, можно определить информационный закон Ома и рассчитать информационный ток в информационной цепи как

. (9)

Если источник информационного напряжение создает информационный потенциал (разнообразие)

,

то информационный ток, согласно (8) и (9) в логарифмической форме будет равен

(10)

Выражение (10) соответствует формуле Шеннона для пропускной способности гауссовского канала [4].

Используя представление каналов в виде электрических цепей, легко вычислить пропускную способность параллельных каналов, иерархических систем и систем любой конфигурации.

В информационных цепях происходят изменения информационного тока и информационного напряжения с течением времени. В информационных цепях кроме информационных сопротивлений могут быть реактивные информационные элементы, такие как информационная емкость и информационная индуктивность. Эти элементы реагируют на изменения информационного напряжения и тока, внося дополнительную задержку на скорость изменения напряжения и тока. Однако наиболее существенным свойством таких информационных цепей является способность оказывать взаимное влияние информационных индуктивностей друг на друга не через образованные каналы передачи информации (через проводники), а через поля, которые можно назвать как интеллектуальные поля или ИЦП. В общем случае, интеллектуальные поля могут быть распределены в информационном метрическом пространстве произвольным образом. В интеллектуальных цепях эти поля, как правило, сосредоточены в информационных индуктивностях и образованных из них более сложных интеллектуальных элементах.

При добавлении в информационные цепи реактивных информационных элементов и с учетом действия интеллектуальных полей эти цепи становятся интеллектуальными, т. е. способными порождать новые знания. Этот феномен объясняется существующим законом природы, при котором движение заряда поперек магнитного поля вызывает силу, нормальную к плоскости на векторах скорости движения и направления напряженности магнитного поля. То есть, появляется новая ортогональная координата в информационном пространстве, а это можно интерпретировать как получение нового знания. Появление новой координаты или нового знания соответствует получению прибавочной стоимости или, в нашем случае – новой информационной энергии по ортогональной координате.

Информационная емкость характеризует эффективность информации по образованию информационного потенциала в системе. Информационная емкость системы, как и емкость конденсатора пропорциональна ее размеру. Чем больше система (больше связанных производителей и потребителей), тем больше она может накопить информации. Емкость обратно пропорциональна расстоянию между пластинами, поэтому, чем теснее взаимодействие двойственных систем (информационных диполей Производитель-Потребитель), тем больше они способны накопить информации и создать информационный потенциал.

Таким образом, информационную емкость системы можно рассчитать путем определения числа связанных между собой производителей и потребителей, сопоставления их целей с целями системы и вычисления информационных потоков между ними.

Информационное напряжение емкости при прохождении по каналу информационного тока не может измениться мгновенно, так как требуется время для накопления соответствующего количества информации:

, (11)

где - начальный уровень организации системы.

Скорость обменных процессов соответствует скорости получения и усвоения информации. Чем быстрее идет процесс обновления информации, чем быстрее свершается процесс получения и усвоения информации, чем быстрее производитель становится потребителем, а потребитель – производителем, тем больше поток информации в цикле. Будем называть явление сопротивления системы быстрым изменениям информационного потенциала как емкостная (материальная) реактивность. Название материальная реактивность связано с понятиями материи и размещении этой материи в пространстве.

Сначала, при резком изменении информационного потенциала, т. е. при появлении высоко значимых данных, информационный ток большой и скорость освоения информации большая, затем, по мере насыщения системы и уменьшения разности величины максимального информационного потенциала и накопленного информационного напряжения, информационный ток уменьшается и затем прекращается, а информационный потенциал системы становится максимальным. Данное поведение хорошо объясняется теорией предельной полезности в экономике.

Информационная потенциальная энергия, накопленная в системе за время , вычисляется, согласно (11), по формуле:

. (12)

Информационная энергия (12) эквивалентна стоимости информации (11), накопленной за определенное время. Данную информационную энергию можно сравнить с потенциальной энергией, которая зависит от конфигурации системы, т. е. от взаимного расположения ее частей (потребителей и производителей) во внешнем информационном силовом поле, создаваемым информационными потенциалами. Используя эту энергию, система может проделать определенную работу по своей организации и быть в дальнейшем источником информации.

Замечено, что движение информации в системе или изменения в системе, развитие или упадок, создает некую силу влияния на другую движущуюся (изменяющуюся) информацию или соответствующие объекты системы. Эта сила имеет направление и величину в метрическом информационном пространстве, т. е. представляет некий вектор F.

Так как скорость движения информации определяется организацией процесса обмена, скоростью образования и усвоения знаний, уровнем знаний и интеллектом, то назовем силу, возникающую при движении информации, интеллектуальной силой, а поле В, в котором возникает эта сила - интеллектуальным полем, т. е. ИЦП

Взаимодействие интеллектов порождает новое знание, т. е. создает новую систему координат. А как говорят, знание это сила. Сила взаимодействия F перпендикулярна или ортогональна направлению поля В и направлению скорости движения информации v. По аналогии с движением заряда в магнитном поле, вычислим величину интеллектуальной силы как

, (13)

где количество информации, ϕ – угол между вектором скорости v и направлением поля В.

Способность интеллектуального поля создавать новые знания на основе частных называется индукцией. Для расчета интеллектуальной силы необходимо определить цель и необходимое количество информации для ее достижения. Разложить интеллектуальное поле на отдельные составляющие, т. е. отдельные знания. Далее, определить степень влияния каждой составляющей на рассматриваемую задачу, что соответствует углу пересечения ϕ.

Таким образом, материальная сила притяжения заставляет информационные элементы двигаться, а интеллектуальная сила, возникающая при движении информационных элементов в интеллектуальном поле, заставляет их обращаться «крутиться» в цикле, в результате чего возникает информационных ток. Результирующая сила вычисляется как

. (14)

Плотность интеллекта и сосредоточение знаний в системе в данной области деятельности будем оценивать интеллектуальным потоком ФВ через поверхность в метрическом информационном пространстве. Интеллектуальный поток в системе можно рассчитать следующим образом. Надо определить цели системы, сравнить соответствие целей имеющимся знаниям, определить их корреляцию и сложить все коэффициенты корреляции.

Интеллектуальный диполь это элементарное знание или наименьший замкнутый цикл. Интеллектуальный диполь можно моделировать элементарным прямоугольным циклом. Собственное интеллектуальное поле интеллектуального диполя направлено в одну сторону и не действует на его положение.

Любое действие влияет на другое действие. Работа одного человека влияет на работу другого человека, даже если они не связаны одним производством. Одна система влияет на другую. Это влияние происходит не через физический контакт, а посредством интеллектуального поля, которое возникает при каком-либо действии. В векторной форме при введении единичного вектора выражение для вектора индукции (интеллектуального влияния) B можно записать как

. (15)

В соответствии с правилом Ленца [3], эффект индукции направлен против изменений, вызываемых ей. Если влияние внешнего интеллектуального поля возрастает, то это поле создает такой поток информации, который создает поле, уменьшающее влияние внешнего поля. Если влияние внешнего интеллектуального поля уменьшается, то это поле создает такой поток информации, который создает поле, увеличивающее влияние внешнего поля.

Такое поведение объясняется законом сохранения мгновенной стоимости или количества информации. Если рассматривать количество информации как произведение материальной и интеллектуальной её частей, то увеличение влияния интеллектуального поля ведет к наведению дополнительного информационного напряжения (изменению материальной части информации), что, в свою очередь, приводит к изменению интеллектуальной составляющей (информационного тока). Чтобы, в соответствии с законом сохранения, сохранить количество информации, наведенный информационный ток должен иметь такое направление, чтоб наведенное им интеллектуальное поле уменьшало внешнее поле.

Таким образом, нельзя увеличить количество информации системы за счет лишь изменения внешнего интеллектуального влияния. Материальная часть количества информации системы изменятся под воздействием внешней материальной силы. Поэтому количество информации системы надо менять путем перестройки структуры, уменьшения потерь, координацией целей.

Индуктивность системы L показывает степень связи интеллектуального потока с информационным током. Следовательно, индуктивность показывает степень организованности системы. Индуктивность можно также определить как интеллектуальную способность системы. Индуктивность зависит только от структуры системы в метрическом пространстве, а именно, от количеств циклов по обработке информации. Наибольшей индуктивностью обладает система, в которой цели всех интеллектов совпадают и образуют однородное интеллектуальное поле. В такой интеллектуальной системе много связанных циклов, которые работают над одной целью в едином информационном потоке, но выполняют разные задачи. Моделью такой системы может быть катушка индуктивности с сердечником, имеющим магнитную проницаемость μ, которая характеризует способность системы усиливать интеллект ее элементов при взаимодействии.

Система с интеллектуальной реактивностью обладает свойством памяти, что также эквивалентно свойству накапливать информацию. Способность накапливать интеллект можно моделировать индуктивностью. Связь между материальными и интеллектуальными ресурсами, т. е. между информационным током и напряжением, можно представить как

. (16)

Информационный ток в настоящий момент времени определяется имеющимся в прошлом информационным потенциалом.

Реактивность индуктивности характеризует способность системы сопротивляться быстрым изменениям информационного тока. Будем называть это явление как интеллектуальная реактивность.

Широко известен факт сопротивления организации переменам, заключающийся в том, что члены организации противятся навязываемым им изменениям в организации работы. Так как явление сопротивления изменениям в организации связано с реакцией человека, как существа мыслящего, то реакция человека на изменения также связана с интеллектуальной реактивностью.

В общем случае, индуктивность организации определим как отношение полного связанного интеллектуального потока к интеллектуальному току, который его создает

(17)

где Ф - интеллектуальный поток, N – число интеллектуальных агентов. Как видно, чем больше связных между собой интеллектуальных агентов или циклов, тем больше организованность и, следовательно, интеллектуальная индуктивность. Таким образом, индуктивность характеризует организованность.

Если интеллектуальный ток в начальный момент времени был равен нулю, то когда ток достигает своего стационарного значения I, энергия, накопленная в интеллектуальном поле организации, составит

. (18)

Используя (18), можно дать эквивалентное определение индуктивности или организованности системы как

, (19)

или как способность накапливать кинетическую (интеллектуальную) энергию, связанную с обращения информации в замкнутом цикле (накапливать технологии).

Таким образом, основываясь на понятии двойственности, законе «единство и борьба противоположностей», можно определить принципы функционирования сложных систем любой природы и их информационных систем и по представленным выражениям (1) – (19) рассчитать характеристики функционирования. Максимум эффективности систем достигается при соблюдении баланса материальной и интеллектуальной составляющих показателя эффективности.

На основе представленных закономерностей функционирования сложных систем, рассмотри концепцию организации процесса образования в ВУЗАХ.

Концепция организации современного образования

Основные недостатки современного образования связаны с тем, что система образования сохранила бюрократический характер и не приспособилась к изменениям общественных отношений и быстро изменяющимся условиям. Усложнение общественных отношений, увеличение скорости обменных процессов в связи увеличением скорости создания руководящих документов, с упрощением копирования и размножения документов, с увеличением скорости передачи документов и др. ведет к сильной перегрузке верхнего уровня управления и сводит их работу к формальному исполнению и ретрансляции документов на нижний уровень. В бюрократической системе управления, в силу ее особенностей, очень слабая обратная связь и поэтому она не может приспособиться к быстрым изменениям. В настоящее время система образования превратилась в систему, в которой никого не интересует результат собственной работы, т. е. качество подготовки нужных специалистов.

Для повышения эффективности системы необходимо, прежде всего, изменить структуру, а именно, перейти от иерархической структуры к самоорганизующейся с тесной обратной связью на каждом этапе процесса обучения. В соответствии с законами развития, в основе которых лежит закон единства и борьбы противоположностей, а также закон сохранения энергии или стоимости, организация должна строиться на базе взаимодействия двойственных систем с замкнутым циклом обмена.

Основы организации самоорганизующейся системы образования.

1.  Каждая структурная часть системы образования (факультеты, кафедры, отделы, управления и др.) должна функционировать как потребитель и как производитель. Не должно быть просто контролирующих по формальным признакам организаций, которые только следят за выполнением директив, например, методические отделы. Данные организации потребляют ресурсы, но их работа не требует высокой квалификации, так как они ничего не выдают в качестве продукта, а лишь являются посредниками. Они, в принципе, не могут оценить качество учебных материалов, так как не являются специалистами в данных науках.

2.  Структурные части системы и система в целом должны образовывать замкнутые циклы подготовки специалистов. Эффективность работы системы в целом оценивается стоимостью выдаваемого продукта, т. е. предложением специалиста заданного уровня подготовки и спросом его качеств (компетенций). Иерархическая система направлена на вертикаль управления, внутренние части иерархической системы, как правило, не согласованы и работают лишь по команде сверху. Усиление требований к качеству работы системы в целом усиливает лишь административные, формальные меры управления (поощрение-наказание). Однако, в силу сложности задач, верхний уровень не в состоянии отследить влияние этих мер.

3.  Взаимодействие структурных единиц организации должно осуществляться на свободных рынках ресурсов (преподавателей, методик обучения и т. п.) и сводных рынках товаров (абитуриентов, студентов, специалистов). В процессе обмена на рынках должна устанавливаться действительная стоимость ресурсов и товаров. Например, каждый учебный год на кафедру приходят новые студенты с других кафедр. Принимающая кафедра должна определить стоимость поступающих студентов, т. е. оценить их качество подготовки. Верхний уровень иерархии (декан факультета или проректор по учебной работе) должны оценить затраты на обучение и сравнить со стоимостью. Внутри кафедры выстраиваются аналогичные взаимные оценки качеств подготовки студентов по предметам. Должна быть система оценки преподавателями качества подготовки по связанным предметам.

4.  Верхние уровни управления освобождаются от мелочного управления и направляют свои усилия на стратегические задачи и на разработку процедур согласования стоимостей ресурсов и товаров на рынках.

5.  Система управления и руководства в структурных подразделениях должна строиться по триединому принципу. Например, на кафедре должен быть заместитель заведующего кафедры по организации учебного процесса и минимизирующий затраты, представитель от методических подразделений, максимизирующий качество. Заведующий кафедрой, отвечает за процесс в целом и организует согласование всех решений. Все документы подписываются с двух сторон и утверждаются заведующим. Аналогично, на более высоких уровнях управления, каждый руководитель организует взаимодействие двойственных систем по установлению баланса стоимости. Например, проректор по учебно-методической работе организует взаимодействие на равной основе факультетов и учебно-методического управления.

Главное достоинство организации образования по изложенным принципам заключается в том, что согласовываются содержание и затраты ресурсов по дисциплинам, в результате экономятся средства и создается синергетический эффект взаимодействия.

Информационная система развивается в сторону общего охвата всех элементов системы и организации общего интеллектуального поля с базой данных и базой знаний.

Рассмотрим принципы работы системы на примере факультета.

В системе образования в целом должны выделяться две независимые двойственные системы, см. рис. 1:

1.  Система обучения (СО).

2.  Система управления качеством специалистов (СК).


Независимость заключается в том, что каждая система использует свои критерии работы. СО использует материальные критерии: часы, оборудование, аудитории. СК использует качественные критерии: зачетные единицы, полезность, знания, успеваемость.

Двойственность или противоположность систем заключается в том, что они преследуют разные цели, но эти цели образуют общую цель, достижение которой улучшается при балансе противоположных целей.

Цель системы обучения (СО) – минимизация затрат на обучение необходимым компетенциям.

В состав системы обучения входят кафедры и отделы, занимающиеся планированием ресурсов для обучения. СО в своей работе ориентируется, в основном, на интересы преподавателей. Интересы преподавателей состоят в списании большего количества часов (трудозатрат) за свою работу.

Цели СО вырабатываются на основе взаимодействия с СК. СО для выполнения заданных целей, разрабатывает учебные планы, рабочие программы, календарные планы, расписание занятий. В целом, система обучения должна обосновать затраты времени и других ресурсов для достижения согласованных компетенций обучаемых.

СО должна быть связана внешним циклом с системой подготовки преподавательских кадров, источниками знаний и методик обучений. Во внешнем цикле СО выполняет роль покупателя и стремится получить более качественных преподавателей за выделенные средства. Во внутреннем цикле СО выполняет роль производителя и стремится подготовить студентов за выделенные ресурсы более качественно, чтобы получить от этого качества прибыль. В процессе работы во внутреннем и внешнем циклах, СО образует базу данных из преподавателей и методик обучения, для обоснования затрат на обучение.

Цель системы управления качеством специалистов (СК) – повышение качества специалистов при заданных ресурсах.

В состав системы управления качеством специалистов входят методические отделы, соответствующие специалисты в данной области знаний. СК ориентируется, в основном, на интересы студентов, как получаемый продукт. Учебно-методическое управление (УМУ) должно создать такую систему с привлечением различных экспертов из других вузов, УМО, предприятий. Часть функции деканатов, связанных с защитой интересов студентов, также целесообразно передать СК. Для создания СК руководство УМУ должно иметь соответствующую квалификацию.

Для выполнения поставленной цели СК должна разрабатывать стандарты качества, методики оценки качества. В целом, система обеспечения качества специалистов должна обосновать получаемую прибыль при реализации специалистов данного профиля и качества.

СК должна быть связана внешним циклом со школами и предприятиями для отбора абитуриентов и поставки специалистов. Во внешнем цикле СК выступает как продавец и стремится реализовать специалистов дороже, а во внутреннем цикле СК выступает как покупатель и стремится получить более качественных специалистов.

В процессе работы во внутреннем и внешнем циклах СК создает базу знаний для обоснования стоимости компетенций.

Таким образом, СО во внутреннем цикле оперирует затратами, связанными с получением заданного качества, а СК оперирует показателями качества при заданных затратах. Стоимость подготовки специалиста является двойственной характеристикой материальных затрат и полученного качества.

Так как качество связано с затратами неявным образом или другими словами, качество специалиста нельзя определить по часам прочитанных лекций и практикам, то согласование качества происходит на так называемых «рынках», на которых стоимость определяется как спросом, так и предложением. На так называемом «рынке ресурсов» согласуется стоимость обучения со стоимостью качества, а на так называемом «рынке товаров» согласуется стоимость выпускников со стоимостью специалиста. Максимум стоимости достигается когда стоимость затрат соответствует стоимости качества, т. е. при балансе спроса и предложения.

По результатам согласования руководство СО и СК планирует и корректирует работу систем в цикле управления, руководствуясь своими критериями, рис.1. Таким образом, система имеет замкнутый цикл, т. е. обратную связь и корректирует свою работу в непрерывном режиме по полученным результатам.

За работу рынков, т. е. процедуры согласования различных точек зрения двойственных систем, отвечает высшее руководство в ректорате. Задача рынков – обеспечить адекватную оценку затрат и качества.

Затраты на обучение соответствуют выполнению одной элементарной работы за единицу времени (2) , т. е. эффективности денежных затрат за работу. Часто элементарную работу преподавателей измеряют в учебных часах. За каждый час предусмотрена соответствующая оплата, поэтому учебный час соответствует количеству денег, необходимых для оплаты труда преподавателей.

Качество обучения необходимо измерять полученными знаниями, которые условно можно измерить зачетными единицами (3) . Зачетная единица показывает, какую стоимость может производить специалист в единицу времени.

Производительность системы обучения в целом оценивается как (4)

.

Фактически, производительность показывает, как эффективно тратятся учебные часы. СО дает оценку цены своей работы за учебный час, а СК дает оценку времени, необходимого для такой цены.

Цикл подготовки специалистов можно разбить на 4 этапа.

1 этап – Разработка учебных планов, программ, требований, стандартов.

СК на основе указаний, стандартов министерства образования, руководства ВУЗа, анализа потребностей в специалистах, прогнозе набора, достигнутых показателей качества в предыдущие периоды обучения, выдает требования по качеству подготовки специалистов заданного профиля в виде стандартов качества и схемы связи компетенций с указанием затрат в виде зачетных единиц или других установленных измерителей.

СО на основе анализа требуемых компетенций, имеющихся примерных учебных планов, программ, разрабатывает рабочие учебные планы, осуществляет подбор преподавателей, составляет рабочие программы, обосновывает трудозатраты в учебных часах или других измерителях, формирует заявки на дополнительное оборудование, наем, при необходимости, сторонних преподавателей. Внутри кафедр при разработке программ по дисциплинам идет аналогичная работа согласования тем дисциплин с навыками и компетенциями с целью минимизации затрат.

2 этап – Согласование материальных затрат на подготовку специалистов с заданными компетенциями.

На втором этапе происходит согласование стоимостей обучения и качества по установленным процедурам. Согласование осуществляется на так называемом «рынке ресурсов», например, на заседаниях УМС. Этот рынок ограничивается не только рамками ВУЗа. Вполне возможно использовать по договору других более компетентных преподавателей для повышения качества или запросить больше средств, так как подготовка набранных студентов до уровня заданного качества требует дополнительных затрат. В результате согласования должны быть подписаны обеими сторонами и утверждены руководством рабочие учебные планы, рабочие учебные программы, схемы компетенций и другие необходимые документы. По ходу и результатам согласования руководители СО и СК корректируют работу своих подразделений в цикле управления. Внутри кафедр идет аналогичный процесс согласования затрат и компетенций. Каждый преподаватель согласует свои планы с потребителями-студентами, с потребителями-преподавателями последующих дисциплин.

3 этап – Процесс обучения и контроля качества.

В процессе обучения СО и СК находятся в тесном контакте и работают над совершенствованием методик обучения и контроля качества. СК в процессе контроля компетенций и имеющейся базы знаний, выявляет слабые места в процедурах обучения, разрабатывает предложения по совершенствованию процедур и подготовки преподавателей. СО выявляет недостатки в схемах компетенций и действительной компетенции обучаемых, разрабатывает предложения по совершенствованию связей компетенций, набору студентов и зачетным единицам. Например, изучение теории информации предполагает знание теории вероятности и случайных процессов, однако в схеме компетенций изучение случайных процессов не значится. В других случаях выявится целесообразность объединения изучаемых тем для уменьшения материальных затрат, например, объединить операторные методы решения дифференциальных уравнений, изучаемое в курсе математики, и преобразование Лапласа, изучаемое в теории управления. Внутри кафедры происходит аналогичный процесс текущего контроля эффективности процесса обучения и разработка предложений по его совершенствованию.

4 этап – Согласование качества специалиста с его стоимостью.

По результатам контроля качества и анализа действительных компетенций происходит оценка стоимости подготовки и стоимости качества в целом. Согласование происходит на так называемом «рынке товаров». Этот рынок также открыт и в процессе согласования и сравнительного анализа может быть выявлена низкая стоимость подготовленного специалиста по сравнению с другими ВУЗами и, соответственно, его невостребованность. По стоимости специалиста определяется качество работы СО и СК.

В результате согласования, происходит корректировка примерных учебных планов, программ и схем компетенций. Руководство СО и СК корректируют работу своих подразделений в цикле управления. Аналогичная процедура происходит на кафедрах по результатам семестра.

Таким образом, рассмотренные закономерности сложных систем на базе теории двойственности позволили разработать концепцию организации современного образования, обладающими следующими основными преимуществами перед существующей.

Для работы системы требуется минимальная перестройка существующей. Все элементы системы и даже документы имеются в существующей. Перестройка будет связана лишь с привязкой бумажной работы с действительными потребностями. Для этого необходимо уточнить функциональные обязанности и порядок составления документов, функции замкнуть в циклы.

Система будет постоянно обновляться и совершенствоваться, исходя из возрастающей потребности в образовании и специалистах, а не формально, путем раздувания штатов и увеличения расходов.

Прекращается бесполезный кругооборот бумаг, в котором задействовано множество людей, следящих за соблюдением формальных признаков, а в действительности, не разбирающихся в проблемах.

Примерные, рабочие программы, планы и другие документы формируются по действительным потребностям, трудозатраты преподавателей определяются не только по затраченным часам, но и по их компетенциям и компетенциям обучаемых.

Формальная отчетность о проделанной работе заменяется самой работой.

Направленность работы смещается на качество подготовки, контроль качества становится не формальным, улучшается согласованность обучения, знания даются исходя из достигнутых результатов, образуется целостная система и синергетический эффект на основе баланса интересов.

Информационные системы развиваются с целью сокращения затрат ресурсов, а не увеличения объема формальной работы. Информационная система становится общим интеллектуальным полем, которое управляет системой.

Принципы работы системы полностью удовлетворяют Болонскому процессу.

Литература.

1.  Доклад «ФИЗИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ МОДЕЛИ КРУГООБОРОТА КАПИТАЛА» Советов В. М., Советов А. В. //Международная научно-практическая конференция имени А. И. Китова "Инновационные и информационные технологии в экономике, менеджменте и образовании". 28 – 29 октября 2010 года, Российский экономический университет имени Г. В. Плеханова.

2.  Жилин П. А. Векторы и тензоры второго ранга в трехмерном пространстве. 1992.

3.  Иванов Б. Н. Законы физики. – М.: Высш. шк., 1986. – 335 с.

4.  Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. – М.: Иностр. лит., 1963. – 829 с.

Прокомментируйте:

Регистрация
Мы в соцсетях:


Подпишитесь на рассылку:
Посмотрите по Вашей теме:

Имитационное моделирование развития жилищно-коммунальной сферы города Кызылорда
или автореферат диссертации на соискание ученой степени магистра технических наук специальности 6М070300 – Информационные системы Кызылординского государственного университета имени Коркыт Ата

Двойственность в науке

Проекты по теме:

Основные порталы, построенные редакторами

Бизнес и финансы

Бизнес: • БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумагиНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалоги
Промышленность: • МеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетика
СтроительствоАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьер

Домашний очаг

ДомДачаСадоводствоДетиАктивность ребенкаИгрыКрасотаЖенщины(Беременность)СемьяХобби
Здоровье: АнатомияБолезниВредные привычкиДиагностикаНародная медицинаПервая помощьПитаниеФармацевтика

Мир

Регионы: АзияАмерикаАфрикаЕвропаПрибалтикаЕвропейская политикаОкеанияГорода мира
Россия: • МоскваКавказЭкономикаРегионы РоссииПрограммы регионов
История: СССРИстория РоссииРоссийская ИмперияВремя2016 год
Окружающий мир: Животные • (Домашние животные) • НасекомыеРастенияПриродаКатаклизмыКосмосКлиматСтихийные бедствия

Образование и наука

Наука: Контрольные работыНаучно-технический прогрессПедагогикаРабочие программыФакультетыМетодические рекомендацииШкола
Предметы: БиологияГеографияГеологияИсторияЛитератураЛитературные жанрыЛитературные героиМатематикаМедицинаМузыкаПравоЖилищное правоЗемельное правоУголовное правоКодексыПсихология (Логика) • Русский языкСоциологияФизикаФилологияФилософияХимияЮриспруденция

Общество

БезопасностьГражданские права и свободыИскусство(Музыка)Культура(Этика)Мировые именаПолитика(Геополитика)(Идеологические конфликты)ВластьЗаговоры и переворотыГражданская позицияМиграцияРелигии и верования(Конфессии)ХристианствоМифологияРазвлеченияМасс МедиаСпорт (Боевые искусства)ТранспортТуризм
Войны и конфликты: АрмияВоенная техникаЗвания и награды

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовМуниципалитетыМуниципальные районыМуниципальные образованияМуниципальные программыБюджетные организацииОтчетыПоложенияПостановленияРегламентыТермины(Научная терминология)

Техника

АвиацияАвтоВычислительная техникаОборудование(Электрооборудование)РадиоТехнологии(Аудио-видео)(Компьютеры)

Каталог авторов (частные аккаунты)

Авто

АвтосервисАвтозапчастиТовары для автоАвтотехцентрыАвтоаксессуарыавтозапчасти для иномарокКузовной ремонтАвторемонт и техобслуживаниеРемонт ходовой части автомобиляАвтохимиямаслатехцентрыРемонт бензиновых двигателейремонт автоэлектрикиремонт АКППШиномонтаж

Бизнес

Автоматизация бизнес-процессовИнтернет-магазиныСтроительствоТелефонная связьОптовые компании

Досуг

ДосугРазвлеченияТворчествоОбщественное питаниеРестораныБарыКафеКофейниНочные клубыЛитература

Технологии

Автоматизация производственных процессовИнтернетИнтернет-провайдерыСвязьИнформационные технологииIT-компанииWEB-студииПродвижение web-сайтовПродажа программного обеспеченияКоммутационное оборудованиеIP-телефония

Инфраструктура

ГородВластьАдминистрации районовСудыКоммунальные услугиПодростковые клубыОбщественные организацииГородские информационные сайты

Наука

ПедагогикаОбразованиеШколыОбучениеУчителя

Товары

Торговые компанииТоргово-сервисные компанииМобильные телефоныАксессуары к мобильным телефонамНавигационное оборудование

Услуги

Бытовые услугиТелекоммуникационные компанииДоставка готовых блюдОрганизация и проведение праздниковРемонт мобильных устройствАтелье швейныеХимчистки одеждыСервисные центрыФотоуслугиПраздничные агентства