Математика/5. Математическое моделирование

Студентка Васильева Т.М.

Северо-Казахстанский Государственный Университет имени Манаша Козыбаева, г. Петропавловск, Республика Казахстан

Оптимальное распределение нагрузки на преподавателя

В современных рыночных условиях обеспечение высокой конкурентоспособности выпускников на рынке труда является главной задачей ВУЗов. Выпуская конкурентоспособных специалистов, университет подтверждает высокий уровень качества образования, а также способность конкурировать с другими ВУЗами. Высокое качество образования достигается путем правильной организации учебного процесса.

Одной из самых важных задач, стоящих перед учебными отделами ВУЗов, является расчет учебной нагрузки на кафедре. На его основе формируются учебные поручения, составляется расписание учебных занятий, определяются штаты профессорско–преподавательского состава, распределяются денежные средства, идущие на оплату труда преподавателей.

Перед началом каждого учебного года на кафедру поступает учебный план, имеющий достаточно сложную структуру. В плане указывается, на каком курсе читается дисциплина и по какой специальности; количество групп на курсе; количество недель; общее количество кредитов, лекций, лабораторных и практических работ, зачетов, экзаменов, контрольных и т.д. на все имеющиеся группы. Заведующий кафедрой на основании этого документа распределяет нагрузку между сотрудниками кафедры [1].

В связи с тем, что:

· общий план нагрузки включает в себя, как правило, большой объем информации;

· штат сотрудников кафедр, как правило, является многочисленным и динамичным;

· работа предполагает выбор необходимой информации из рабочего учебного плана и занесение ее в индивидуальные карточки поручений сотрудников в соответствии со специализацией каждого из них и примерной нормой годовой нагрузки в часах;

· процесс распределения нагрузки занимает большое количество времени и не может быть реализован многократно, поэтому решение этой задачи невозможно без наличия математических моделей, описывающих данный процесс. Но существующие модели распределения нельзя считать ни оптимальными, ни научно-обоснованными. Во-первых, они являются эмпирическими и основываются на субъективных предпочтениях разработчиков, которые фактически определяют ту или иную политику вуза. Во-вторых, различные модели учитывают сочетание только некоторых факторов, которые считаются значимыми в этом вузе. В-третьих, автоматизацией обычно охвачены простейшие расчёты и их визуализация в виде отчётных или распорядительных документов. Задача поиска оптимальных решений как правило не ставится, ввиду отсутствия формализованного математического описания процессов и сложности учёта рассматриваемых факторов [2].

Оптимальный - наиболее благоприятный, лучший из возможных. Оптимальность по Парето — такое состояние системы, при котором значение каждого частного критерия, описывающего состояние системы, не может быть улучшено без ухудшения положения других элементов. То есть для оптимального распределения необходимо сформировать критерии. Критерий оптимальности — характерный показатель решения задачи, по значению которого оценивается оптимальность найденного решения, то есть максимальное удовлетворение поставленным требованиям. В одной задаче может быть установлено несколько критериев оптимальности. Основой поиска оптимальных решений в процессе управления вузом является его формализация, то есть построение моделей процессов, выбор целевых функций и ограничений с использованием адекватных методов оптимизации.

Для автоматизации процесса распределения нагрузки существует ряд автоматизированных систем, наиболее известные из них -  Система КГСХА, АРМ “Кафедра”, Система “Барселона”, “Учебный модуль” ООО “МКР”, Система КАДИС.

Таблица 1. Сравнительный анализ систем распределения учебной  нагрузки

Название	Оптимизация	Достоинства	Недостатки
Система КГСХА	Нет	Высокая производительность, взаимодействие с Excel	Программа морально устарела, не отвечает поставленным задачам
АРМ «Кафедра»	Есть	Простота и доступность, наличие сетевого режима	Неудобный ввод данных, низкая функциональность
Система «Барселона»	Нет	Возможность подключения дополнительных модулей, высокая функциональность	Плохое справочное сопровождение, запутанный интерфейс
«Учебный модуль» ООО «МКР»	Есть	Широкие функционльные возможности, работа с большим количеством данных	Большой расход ресурсов, сложность в использовании, неудобный сетевой режим
Система «КАДИС»	Другое направление	Широкий функциональный набор, единая инструментальная платформа	Непрофильное ориентирование

Совершенствование процесса расчета учебной нагрузки приводит к повышению качества образовательного процесса за счет повышения эффективности работы (сокращение временных и человеческих трудозатрат) подразделения и ответственного за планирования учебной работы в ВУЗе [3].

В настоящее время ведутся работы по созданию моделей и алгоритмов формализации задачи распределения учебной нагрузки и создания автоматизированной системы, позволяющей получать решения задачи в виде конечного множества оптимальных, с точки зрения различных критериев и вариантов ее решения.

Литература:

1. Затонский А.В., Информационная система обеспечения качества образования в ВУЗе, Математические методы в технике и технологиях: Материалы 19-й Международной научной конференции - Воронеж, 2006. - 173 с.;

2. Резник С. Д., Управление кафедрой – ИНФРА, 2006. – 635 с.;

3. Султанова С. Н., О задаче распределения учебной нагрузки между преподавателями кафедры: Материалы всероссийской начно-технической конференции «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве» - Ярославль, 2007. - 226 с.