Использование CALS (ИПИ) технологий при подготовке специалистов с высшим образованием.

Успехи применения технологий CALS в промышленности поставили вопрос о возможности их использования в образовательной сфере, как одной из высокотехнологичных и наукоемких сфер человеческой деятельности. При этом возможность информационной поддержки СМК в вузе на базе использования концепции, стратегии и подходов CALS(ИПИ) технологий, в настоящее время не является очевидным и возникает вопрос о том, каким образом CALS(ИПИ) технологии действительно могли бы использоваться в новой области применения для повышения качества подготовки специалистов с высшим образованием.
Достаточно очевидно, по крайней мере, в настоящее время, что системы автоматизированного проектирования и технологической подготовки производства (учебного процесса) CAD/CAM/CAPP системы вряд ли могли бы применяться для проектирования образовательных программ. Этот процесс является плохо формализуемым, творческим, и во многом зависит от личности, взглядов и компетентности преподавателей разработчиков образовательных программ. В принципе нельзя исключать, что через некоторое время по мере совершенствования процесса проектирования образовательных программ и упорядочивания системы знаний общества могут возникнуть программные инструменты, поддерживающие этот процесс, однако в настоящее время такие средства не известны.
Системы интегрированной логистической поддержки для образовательного процесса также представляются не актуальными, так как этот процесс содержит не так много «составляющих», чтобы их своевременной «поставкой» надо было управлять с помощью компьютерных систем. Тем не менее, отдельные элементы логистической поддержки, вероятно, могут применяться и в вузе, например, если речь идет об управлении фондом аудиторий, составлении оптимального расписания.
Одно из основных требований к СМК согласно стандартам серии ISO 9000-2000 обеспечение ресурсов и информации, необходимых для поддержки процессов, жизненного цикла продукции (услуги) и процессов составляющих основу создания, поддержания и постоянного улучшения СМК организации и их мониторинг.
В этом смысле среди CALS-технологий ключевой является технология управления данными об изделии, реализуемая PDM-системой (Product Data Management), которая предназначена для управления всеми данными о продукции на всех этапах ее жизненного цикла и информационного обеспечения различных групп процессов вуза, так или иначе имеющих отношение к СМК. В эти группы входят процессы: управления, обеспечения ресур¬сами, жизненного цикла «продукции» или образовательный процесс, измерения и внутренние процессы СМК. В соответствии с этим можно выделить шесть основных функций PDM-системы как инструмента информационного обеспечения СМК вуза:
1) Поддержка планирования процессов (этап планирования) осуществляется при помощи управления нормативной документацией и записями, где обозначены требования к процессам и результатам предоставляемых образовательных услуг, в данном случае результатам обучения (знаниям, умениям и навыкам студентов). При этом под планированием понимается поддержка документированных процедур СМК, регламентирующих основные рабочие процессы вуза, включая возможность их задания и хранения в PDM-системе. Под управлением нормативной документацией подразумевается ее разработка, утверждение, рассылка, хранение и пересмотр в виде документов в PDM-системе, включая документы СМК (документированные процедуры, рабочие инструкции и т.п.), учебные планы специальностей, рабочие программы дисциплин, компоненты учебно-методических комплексов, расписание занятий, планы проведения текущих контрольных мероприятий и т.д.
В стандартах по менеджменту качества особо оговариваются требования к процессам жизненного цикла продукции, которые также могут быть обеспечены с помощью PDM-системы. Она может использоваться для планирования процессов и работ, проектирования и разработки образовательных программ, внесения изменений в учебные планы и рабочие программы дисциплин, расписания занятий и т.п., оцнки влияния внесенных изменений на получаемые результаты. С ее помощью можно управлять входными и выходными данными при проектировании и разработке, обеспечивать процессы анализа, верификации и валидации проектов, а также обратную связь с потребителями работы вуза, включая студентов, предприятия-работодателей и др. Это прямые функции PDM-системы как системы управления данными об «изделии». В ходе планирования следует установить записи, необходимые для обеспечения свидетельства того, что процессы жизненного цикла «продукции» вуза и собственно сама эта «продукция» дипломированные специалисты, обладающие определенным запасом знаний, навыков и умений, соответствуют требованиям Государственных образовательных стандартов, потребителей и др. С точки зрения PDM-системы это подразумевает разработку шаблонов потоков работ, соответствующих планируемым процессам жизненного цикла, а также набора требований к выпускникам, с помощью которых можно будет проверить соответствие полученного ими образования установленным требованиям.
2) Поддержка выполнения процессов (этап осуществления) реализуется при помощи автоматизированного управления потоками работ, составляющими основные рабочие процессы вуза: лекции, практические занятия, семинары, текущий контроль, зачеты, экзамены, процессы ресурсного обеспечения и др.
3) Поддержка измерения процессов и «продукции» (этап проверки) осуществляется при помощи хранения информации о характеристиках процессов и их результатов и, в некоторых случаях, их автоматизированного контроля, например, на основе текущего контроля или итоговой аттестации студентов. В частности, проверка процессов включает отслеживание их выполнения (мониторинг). Поддержка «измерения» качества «продукции» происходит в данном случае через ввод, хранение и управление информацией о знаниях, навыках и умениях конкретных студентов, выраженной в виде результатов текущего контроля, рейтингов, зачетных и экзаменационных ведомостей, результатов практик, курсового и дипломного проектирования и др., что обеспечивается подсистемой управления потоками работ PDM-системы. Таким образом, поддержка измерения образовательного процесса осуществляется через хранение и управление информацией о его экземплярах студентах.
4) Поддержка анализа результатов измерения (этап проверки) является той компонентой использования PDM-системы в вузе, которая способна дать наибольшую отдачу. Это связано с огромными информационны¬ми массивами, накапливаемыми в вузе в процессе его работы, что приводит к трудностям при ее неавтоматизированной обработке. Реализация анализа в PDM-системе особенно эффективна еще и потому, что такая система, как правило, сочетает в себе как средства накопления данных, так и собственно инструменты их анализа, в том числе и методы статистического анализа. Особенно важен для СМК анализ со стороны руководства, который в полной мере может быть обеспечен при помощи PDM-системы, интегрирующей данные по всем рабочим процессам вуза.
5) Поддержка улучшения процессов (этап действий для улучшения) осуществляется че¬рез использование PDM-системы для управления несоот¬ветствиями и изменениями. Улучшение деятельности вуза в целом и его СМК, в частности, ведется с помощью корректирующих и предупреждающих действий. Документированные процедуры для их проведения должны быть реализованы в виде шаблонов потоков работ в PDM-системе, включая условия активизации этих шаблонов в случае возникновения несоответствий.
6) Управление данными о студенте и обеспечение возможности отслеживания образовательного процесса.
PDM-система, в общем случае, должна обеспечивать идентификацию и сопровождение продукции на всех стади¬ях ее жизненного цикла, что может быть реализовано через имеющиеся в ее распоряжении средства управления конфигурацией. В принципе, процессы производства продукции и подготовки специалиста в вузе вполне идентичны. В обоих случаях можно выделить основной производственный процесс: изготовление продукции в первом случае и непосредственную подготовку специалистов (образовательный процесс) во втором, результатом которого является продукция изделия или подготовленные специалисты, обладающие определенными знаниями, навыками и умениями. При этом и продукция, и подготовленные специалисты имеют вполне определенный «жизненный цикл». Этот цикл включает этапы проектирования (для образования это разработка образовательных программ), подготовки производства (подготовки обеспечения образовательного процесса), собственно производства (процесс обучения), контроля качества продукции (проверки знаний, навыков и умений студентов) и эксплуатации (непосредственная работа выпускников после окончания вуза) с соответствующей модернизацией (повышение квалификации и дополнительное образование). Все это имеет место и для изделий, и для специалиста.
Этап «проектирования» специалиста (а точнее проектирования образовательной программы его подготовки), состоит в формировании его идеальной (эталонной) модели, описывающей требования к компетенции специалиста и те знания, умения и навыки, которыми он должен обладать. В эту модель специалиста входит, в частности, модель проблемной области, которая в него закладывается. В настоящее время для высшего образования такой моделью является государственный образовательный стандарт, дополненный региональными и местными требованиями. Следующий этап разработка технологии подготовки специалиста, т.е. формирование учебных планов, рабочих программ, содержания учебных дисциплин и методики проведения учебных занятий. Разработанные образовательные процессы реализуются на этапах «производства» (обучения) и контроля знаний, умений и навыков студентов. Таким образом, «продукцией» (объектом) на этапах жизненного цикла подготовки и использования специалиста можно считать совокупность знаний и навыков, сформированных у конкретного индивидуума.

Глава 1. Проблемы подготовки специалистов в России и технологии ИПИ 1
1.1 Система образования в России 1
1.2 Проблемы системы образования 8
1.3 Стратегия CALS 12
Глава 2 Стандарты и технологии ИПИ. Возможность их применения в образовании. Выбор программного продукта. 24
2.1 Стандарты и технологии ИПИ 24
2.2 Применение технологий ИПИ в образовании 37
2.3 Обзор отечественного рынка существующих PDM-систем. Выбор программного продукта 43
Глава 3. Конструкторская часть 49
3.1 PDM Step Suite 49
3.1.1 Порядок создания базы данных 52
3.1.2 Настройка словарей 53
3.1.3 Основные объекты и возможности по работе с ними 58
3.2 Соотношение основных понятий для использования ПО в образовательной среде 68
Глава 4. Технологическая часть 71
4.1 Реализация использования технологий ИПИ на примере конкретного учебного заведения 71
4.2 Выводы 76


Глава 1. Проблемы подготовки специалистов в России и технологии ИПИ

1.1 Система образования в России

Начало XXI века для нашей страны проходит под знаком системных изменений в области образования. Усиление процессов интеграции обусловило изменение традиционных подходов к построению системы профессионального образования. Вместе с тем не снижается острота проблем сохранения целостности национальной системы профессионального образования России и обеспечения стабильности ее развития на основе его регулирования.
Структура образовательной системы России, общие принципы ее функционирования и развития, а также основные социальные характеристики определены Федеральным законодательством Российской Федерации в сфере образования. В настоящее время в него входят Федеральный закон N 125-ФЗ
\\\"О высшем и послевузовском профессиональном образовании\\\" от 22 августа 1996 г. в редакции от 1 декабря 2007 года и Закон РФ N 3266-1
\\\"Об образовании\\\" от 10 июля 1992 г. в редакции от 1 декабря 2007 года, а также Федеральный закон N 51-ФЗ \\\"Об утверждении Федеральной программы развития образования\\\" от 10 апреля 2000 г. (с изменениями от 26 июня 2007 г.)
Первый из них является основным, поскольку относится ко всей системе образования и в первоначальной редакии был принят в 1992 г., а второй может рассматриваться как дополняющий, так как он поясняет базовые принципы формирования правовых отношений в сфере высшей школы.
Что же представляет собой российская образовательная система? Ее основными элементами, согласно основному закону, является совокупность:
преемственных образовательных программ и государственных образовательных стандартов;
образовательных учреждений, реализующих образовательные программы и государственные образовательные стандарты;
органов управления образованием и подведомственных им учреждений и организаций.
В отношении высшей школы федеральный закон Российской Федерации \\\"О высшем и послевузовском профессиональном образовании\\\" добавил к данному в базовом законе определению еще два элемента, один из которых включает учреждения и организации, ведущие научные исследования и обеспечивающие функционирование и развитие высшего и послевузовского профессионального образования, а другой общественные и государственно-общественные объединения (творческие союзы профессиональных ассоциаций и обществ, научные и методические советы и иные объединения).
Российская система образования напоминает иерархическую лестницу уровней образования, построенную на базе соответствующих образовательных программ. В ней имеются одиннадцать ступеней, относящиеся к шести уровням образования. Дошкольное образование не принимается во внимание, так как это скорее не ступень, а нулевая отметка, поскольку его получение не является обязательным условием поступления в первый класс начальной школы. Две первые ступени начальное общее образование и основное общее образование, обязательны для всех граждан России.
Следующая ступень ведет к среднему (полному) общему образованию (второй уровень). Поднявшись на эту ступень, человек может двигаться в трех разных направлениях. Первое состоит из двух ступеней третьего уровня и ведет к получению начального профессионального образования длительностью в один год (первая ступень) или начального профессионального образования повышенного уровня, требующего дополнительного года обучения и ведущего к получению рабочей профессии с повышенным уровнем квалификации (вторая ступнь).
Второе направление ведет на четвертый уровень образования (среднее профессиональное образование). Можно на этом пути преодолеть одну ступеньку длительностью два-три года и получить квалификацию специалиста со средним профессиональным образованием, а можно затратить еще год обучения и добавить к своей квалификации слова \\\"с повышенным уровнем подготовки\\\". Отметим, что образовательные программы третьего и четвертого уровней можно начать осваивать на базе основного общего образования или среднего (полного) общего образования, в этом случае, продолжительность таких программ увеличится на один-два года.
И, наконец, двигаясь в третьем направлении, можно подняться на пятый уровень образования это высшее профессиональное образование. Рассмотрим его более подробно.
На уровне высшего образования имеются три ступени. Поднявшись на одну из них, по образовательной программе длительностью не менее четырех лет можно получить квалификацию бакалавра. На последующих двух соответственно квалификацию специалиста или магистра. Согласно федеральному закону \\\"О высшем и послевузовском профессиональном образовании\\\" образовательные программы, ведущие к квалификации \\\"специалист\\\" и \\\"магистр\\\", могут реализовываться как по ступеням, так и непрерывно, причем минимальный срок освоения первой из них составит пять лет, а второй шесть. Лица, имеющие начальное или среднее профессиональное образование соответствующего профиля, могут получить высшее профессиональное образование по сокращенным ускоренным программам.
Различия между программами подготовки специалиста и магистра заключаются в том, что программа подготовки специалистов более практически ориентированная, а программа подготовки магистров акцентирована на научно-педагогический вид деятельности выпускника.
На самом верху этой иерархической лестницы находится шестой уровень послевузовское профессиональное образование, реализуемое в аспирантуре. Право осваивать программы данного уровня могут лица, имеющие квалификацию специалиста или магистра. Срок обучения в очной аспирантуре три года. Защитившие диссертацию получают первую ученую степень кандидата наук.
Необходимо отметить, что между образоательными программами всех уровней существует преемственность, дающая возможность продолжать обучение на последующем уровне вплоть до самого высшего.
Как уже отмечалось, на каждом уровне послесреднего образования для подготовки специалистов используется не одна, а множество образовательных программ, отличающихся своей направленностью на ту или иную профессию или специальность.
Все описанные уровни и ступени (согласно МСКО международной стандартной классификации образования)) относятся к \\\"традиционному\\\" или \\\"формальному\\\" образованию\\\". Все реализуемые образовательные программы можно назвать основными. За рамками, очерченными этими основными образовательными программами, лежит значительное образовательное поле дополнительное образование, описываемое программами дополнительного образования. Часть дополнительных образовательных программ может быть освоена лицами в период их обучения в рамках формального образования, как это происходит в музыкальных школах, например. Все большую популярность приобретают различные дополнительные курсы на факультативной основе. Однако основная масса программ дополнительного образования предназначена непрерывного повышения квалификации тех, кто ощущает необходимость в пополнении или обновлении своих знаний. Именно совокупность основных и дополнительных образовательных программ представляет собой основу российской системы образования.
Вторым элементом образовательной системы России является сеть образовательных учреждений (ОУ) различных типов и видов. Образовательным, согласно закону \\\"Об образовании\\\", является учреждение, осуществляющее образовательный процесс, то есть реализующее одну или несколько образовательных программ и (или) обеспечивающее содержание и воспитание обучающихся, воспитанников. Порядок создания, реорганизации, ликвидации образовательных учреждений, а также регламентация деятельности, (включая обязательное содержание устава образовательного учреждения), управление государственным и негосударственным образовательным учреждением, общие требования к организации образовательного процесса определены законодательством.
В соответствии с уровнем и направленностью реализуемых программ образовательные учреждения могут характеризоваться типом и видом. Тип образовательных учреждений связан, в основном, с принятой классификацией образовательных программ на основные, дополнительные, общеобразовательные и профессиональные. Образовательные учреждения, реализующие образовательные программы, относящиеся к формальному образованию, могут быть причислены к следующим типам:
дошкольным;
общеобразовательным (начального общего, основного общего, среднего (полного) общего образования);
профессиональным (начального, среднего, высшего, послеву-зовского профессионального образования).
Заметим сразу, что традиционно в России употребляются специальные наименования этих типов образовательных учреждений, как то: детский сад, школа, профессионально-техническое училище, среднее специальное учебное заведение, высшее учебное заведение.
Образовательные учреждения, реализующие дополнительные образовательные программы, разделяются на следующие типы:
учреждения дополнительного образования детей;
учреждения дополнительного образования взрослых.
Необходимо отметить, что тип образовательного учреждения определяется наивысшим уровнем реализуемой в нем образовательной программы.
Второй характеристикой образовательного учреждения является его вид. Он зависит от направленности, реализуемых этим образовательным учреждением образовательных программ, и, как правило, каждый вид имеет свое отличительное название. Так, например, среди общеобразовательных учреждений, традиционно именуемых школами, появились гимназии; среди образовательных учреждений среднего профессионального образования имеются училища, техникумы, а с недавнего времени к ним добавились колледжи. Среди вузов имеются университеты, консерватории, академии, институты и др.
Третьим элементом образовательной системы России являются органы управления образованием. Согласно Конституции Российской Федерации общие вопросы образования находятся в совместном ведении Российской Федерации и ее субъектов.
Центральным федеральным органом является Министерство образования, а федеральными ведомственными федеральные министерства и федеральные ведомства, являющиеся по существу учредтелями образовательных учреждений.
Традиционно к системе образования предъявляются следующие требования:
1. Доступность образования. Каждому гражданину, имеющему документ об общем среднем образовании государство должно предоставить возможность реализовать свое желание продолжить образование в вузе. Ограничение доступа в высшему образованию должно оцениваться личностью как справедливое. В связи с этим при приеме в вуз не должно быть каких либо сословных и классовых привилегий, он не может зависеть от таких характеристик личности, как национальность, пол, религиозные и политические убеждения.
2. Качество образования. Высшее образование, завершающее подготовку человека к самостоятельной творческой деятельности, должно быть личностно и общественно значимым. Это означает, что, с одной стороны, образовательная система должна помочь человеку в качественном совершенствовании, с другой стороны полученные знания и профессиональная подготовка должны обеспечить человеку достойную жизнь за их умелого использования.
3. Академические свободы студента в процессе обучения. Человек, переступивший порог вуза, должен быть уверен, что у него будет право выбирать и постоянно уточнять свою образовательную траекторию (вуз, специальность, специализацию, учебные курсы и т.п.), а также в том, что в вузе взаимоотношения между студентами и преподавателями основаны на принципах взаимного уважения и доверия, а учебный процесс построен так, что не ущемляет прав человека, свободен от физического и психического насилия.
Высшая школа как часть системы образования должна обеспечить возможность получения личностного социально-знаниевого капитала, способного обеспечить не только высокую конкурентоспособность на рынке труда, профессионализм в специальных и сопредельных областях, но также и социальную вертикальную мобильность, означающую реальность статусного продвижения и участия в принятии компетентных управленческих решений.
В современных социально-экономических условиях система высшего образования в России, функционирующая в режиме выживания, тем не менее должна решить стратегическую задачу получения как можно большим количеством граждан качественного и доступного (не зависящего от материальных возможностей, местожительства, условий жизни и работы и т.д.) образования, которое позволяет менять профессиональную ориентацию в динамически изменяющихся рыночных условиях. В целом в перспективе, по оценкам экспертов, переход к постиндустриальному обществу потребует, чтобы не менее 40-50 % населения обладали высшим образованием. Высшая школа удовлетворяет потребности рынка труда в высококвалифицированных специалистах и образовательные потребности личности.

нет