Система мониторинга информатизации регионального образования (Monitoring system of regional education’s informatization)

Введение

Главная задача образовательной политики на современном этапе — достижение современного, конкурентного качества образования, отвечающего запросам личности, общества и государства. Одной из основных целей информатизации образования является повышение его качества благодаря таким факторам, как обеспечение его качественными образовательными ресурсами; повышение квалификации преподавателей и заинтересованности, самостоятельности, креативности учащихся при работе в информационной образовательной среде и другим.

Степень эффективности организационных усилий и инвестиций в информатизацию образования можно оценить и сравнить, осуществляя мониторинг показателей и характеристик собственно процесса информатизации, а также влияния ее на качество образования. В настоящее время «мониторинг» рассматривается как постоянное наблюдение за каким-либо процессом с целью выявления его соответствия желаемому результату или исходному положению. А «мониторинг информатизации» — это наблюдение, оценка, анализ состояния, прогноз развития и разработка альтернативных вариантов регулирования информатизации [1].

Система государственной статистики сегодня, к сожалению, не позволяет решать задачи мониторинга в этой сфере, не достигается основная цель мониторинга в системе образования – предоставление информации для поддержки принятия решений, направленных на повышение качества образования и эффективное расходование средств[2]. Стало очевидным, что только системное использование всего многообразия методов и каналов сбора информации позволит создать реальное представление о ходе и результатах выполнения программ информатизации образования и его качестве. Автоматизация процесса мониторинга информатизации и ее влияния на качество образования позволит обеспечить органы управления образованием оперативной и достоверной информацией с целью поддержки в выборе решений, направленных на повышение качества образования.

Настоящая статья содержит основные результаты исследования подсистемы мониторинга как элемента системы управления информатизацией регионального образования.

1. Применение мониторинга в управлении процессами информатизации образования

Анализ источников, посвященных методологии и практике управления процессами информатизации в российском образовании, показывает значительное отставание от аналогичных процессов в других отраслях. Можно выделить основные проблемы применения мониторинга в управлении информатизацией регионального образования:

• отсутствие единой системы и недостаточная проработанность методологии мониторинга информатизации регионального образования;
• наличие малого количества средств обработки и анализа данных, направленных на поддержку принятие решений в сфере информатизации образования; в основном, такого рода информационные системы (ИС) решают локальные, разрозненные задачи;
• отсутствие методологии проектирования программных ИС мониторинга информатизации образования.

Как показано в [3], мониторинг является важнейшим компонентом эффективного управления. Для целей исследования ИС мониторинга автором предлагается схема, показывающая взаимосвязи, информационные потоки, типы, характеристики данных и место мониторинга в управлении информатизацией (рис. 1).

Рис. 1. Место мониторинга в схеме системы управления информатизацией регионального образования

Для достижения целей исследования была предложена классификация образовательного мониторинга по следующим основаниям:

• по иерархии систем управления;
• по регламентированности;
• по масштабу целей;
• по частоте процедур;
• по охвату объекта наблюдения;
• по технологическим задачам;
• по управленческим задачам;
• по объектам мониторинга.

2. Методическое, модельное и информационное обеспечение задачи мониторинга информатизации образования

Модели мониторинга

Множество моделей, необходимых для полноценного описания мониторинга, достаточно широко. Однако в данной работе будем оперировать небольшим подмножеством моделей, классифицируемых по этапам мониторинга информатизации образования. Разработанная автором классификация моделей, основанная на материалах [4], представлена в таблице 1.

Таблица 1 – Пример классификации моделей мониторинга информатизации образования по его этапам.

Основании классификации – этап мониторинга	Вид модели	Цель модели (в рамках мониторинга)
Сбор данных	Описательная	Описание процесса сбора данных, разработка анкеты
Передача данных	Схематическая, передаточная	Описание информационных потоков, их схемы
Обработка и подготовка данных	Синтаксическая	Разработка формата данных
Хранение данных	Семантическая, структурная	Разработать структуру базы данных, основываясь на содержании информации
Анализ данных	Гносеологическая	Выявить отклонения от заданных норм
Линейная, нелинейная, эмперическая, прогностическая	Использование математического аппарата и регулярно собираемых данных для прогнозирования состояния объекта мониторинга
Управление процессом информатизации	Стандартовая	Формирование системы критериев для оценки «нормальности» объекта мониторинга
Статутная	Внедрение системы критериев в качестве «нормы»

В целях проектирования моделей и информационной архитектуры программной ИС мониторинга предлагается использовать следующую обобщенную модель (рис. 2).

Рис. 2. Модель мониторинга образования

Информационная архитектура мониторинга

Термин «Информационная архитектура» (ИА) сегодня, в основном, применяется при проектировании web-сайтов, чему посвящены работы [5, 6]. Здесь под ИА мониторинга понимается набор схем и способов организации, систематизации собираемой, хранимой и обрабатываемой информации, а также методики мониторинга и схемы передачи данных. В таком случае мониторинг, как система с набором информационных потоков, получает достаточно формализованную ИА.

Итак, ИА мониторинга информатизации образования, как модель, должна состоять из характерных элементов в терминах образовательной сферы, представленных в таблице 2.

Таблица 2 – Состав информационной архитектуры мониторинга

Характер модели	Элементы модели	Состав элементов
Описание системы	Объекты и субъекты управления	учебные заведения районные органы управления образованием органы управления образованием субъекта федерации (областные, краевые)
Вид хранения данных	централизованное хранение (на региональном сервере) децентрализованное хранение (на серверах субъектов федерации)
Описание информационных потоков	Описание семантики	данные об информатизации данные о качестве образования
Способ получения исходной информации	посредством web-формы на сайте посредством передачи XML-файлов в систему хранения
Схема потоков данных	ярусная
Описание анализа данных и управленческих воздействий	Вид анализа данных	начальный анализ данных (например, факторный анализ, регрессионный анализ и пр.) развернутый анализ данных и выработка управленческих решений (с применением технологий OLAP[1] и DEA[2])

Используя указанные элементы можно сформировать ряд схем, представляющие ИА мониторинга информатизации образования, которая ложится в основу моделей программной ИС мониторинга. Ниже приводится предлагаемая обобщенная ИА мониторинга, включающая основные элементы (рис. 3).

Рис. 3. Предлагаемая обобщенная ИА мониторинга информатизации образования

Базовая модель мониторинга

Учитывая общность, по сути, всех специализированных систем мониторинга, можно полагать, что унификация процесса проектирования и создания систем такого рода позволит значительно снизить затраты за счет использования обобщенной схемы и ядра – общей для подобных систем части.

Для реализации унифицированной схемы процесса проектирования и создания систем мониторинга, ориентированных на конкретную предметную область предлагается использовать базовую (шаблонную) модель мониторинга. Подробнее о модели изложено в [7]. В первом приближении, базовую модель можно построить, выделив логические пересечения всех видов мониторинга в образовании на уровне семантически обособленных элементов и задания неких связей между ними. На рис. 4 представлен пример такого шаблона модели, построенный на основе классификации мониторинга, предложенной автором, а также на основании опыта, полученного в результате работ, выполненных в рамках проекта по федеральной целевой программе «Развитие единой образовательной информационной среды 2001-2005» (ФЦП РЕОИС) [8, 9].

Рис. 4. Базовая (шаблонная) модель мониторинга в образовании

Исследование методик мониторинга информатизации образования

Под методикой мониторинга информатизации образования в работе понимается единая система методов и приемов сбора, хранения, обработки, анализа и распространения данных о состоянии и тенденциях процесса подключения сети общеобразовательных учреждений к каналам телекоммуникационного доступа и его влияния на качество образования [2, 7, 10]. Ее задача — получение системного представления о состоянии объекта мониторинга в соответствии с принципами мониторинга образования [11].

В силу особенности образования, как предметной области (самоорганизующаяся система, отсутствие целостной системной модели, плохая формализуемость и т.д.), данные мониторинга характеризуются:

• многофакторностью, из-за необходимости рассмотрения образования как системы;
• вариабельностью, в силу изменчивости информации об одних и тех же моментах как во времени (система развивается), так и в пространстве (географическое расслоение системы образования);
• ограниченностью точности измерений, в силу невозможности объективно измерить слабоформализуемые значения характеристик объекта;
• разнотипностью, в силу разнообразия видов информации о разных сторонах исследуемого объекта;
• большим объемом;
• структуризацией по регионам, районам, субъектам федерации.

Центральное место в методике мониторинга занимает система показателей и характеристик объекта мониторинга. Показатели и характеристики состояния информатизации образовательной системы можно условно разделить на три группы.

Первая группа – количественные показатели, которые содержатся в статистических отчетах или могут быть получены путем обследований. К таким показателям относятся, например, количество компьютеров современной конфигурации в школе (подключенных к Интернет), скорость внешнего канала передачи данных (в Кбит/с), число преподавателей, прошедших повышение квалификации в области применения ИКТ в учебном процессе, а также ряд других.

Вторая группа показателей состояния образовательной системы – соответствие стандартам. Например, соответствие действующим образовательным стандартам и правилам, федеральным нормативам и пр. Сложность учета и анализа этих показателей состоит в отсутствии свода действующих федеральных и региональных стандартов и норм.

Третья группа показателей состояния образовательной системы – качественные показатели, которые могут быть получены в результате социологических исследований и систематизации наблюдений сотрудников управленческих структур. К таким показателям можно отнести данные о творческом потенциале педагогических кадров в направлении разработки электронных учебных пособий, об отношении учащихся к информатизации образования, использовании ими средств доступа к сети в учебных целях и т.д.

Совокупность перечисленных групп показателей может дать достаточно полное представление о состоянии образовательной системы, ее достижениях и проблемах.

Анализ источников, посвященных разработке подробной системы показателей и характеристик состояния сферы образования, позволил сформировать общий семантически кластеризованный список всех показателей, представленных в системах:

• общая характеристика системы образования;
• компьютерное оснащение образовательных учреждений;
• использование ИКТ и электронных ресурсов в образовании;
• подготовка кадров;
• финансовая поддержка образовательных учреждений;
• техническая поддержка образовательных учреждений;
• организационно-нормативное сопровождение процесса информатизации региональных систем образования на всех уровнях мониторинга;
• телекоммуникации и Интернет;
• качество результатов обучения;
• совершенствование системы управления образованием.

Обследование школ СФО в ходе эксперимента по сбору данных в рамках проекта по ФЦП РЕОИС в 2005 г. охватывало данные на период с 2003 по 2005 гг. Для последующего эксперимента по сбору и анализу данных в 2007 г. методика была переориентирована на 3 года по временной шкале с перекрытием по 2005 году (рис. 5).

Рис. 5. Перекрытие системы показателей в экспериментах 2005 и 2007 гг.

Эксперимент по сбору данных показал, вполне очевидно, что система показателей должна иметь избыточность для верификации достоверности и достаточной информативности данных в силу необъективности информации, поступающей от сборщиков информации (школ и районов областей). Перекрытие по 2005 году было сделано для верификации и уточнения данных. Опыт показал, что подобное временное перекрытие необходимо делать в каждом обследовании объекта мониторинга. Так, проводимый в 2007 году эксперимент позволил выявить противоречия в собранных данных и дополнить базу недостающими данными за 2005 год.

3. Программные системы мониторинга информатизации образования

На основе разработанных автором наборов моделей, описывающих систему мониторинга, в рамках проведенных исследований были созданы две версии программных системмониторинга информатизации регионального образования — «ИНФОРМОС» [3] и «ИНФОРМОС-2». Подробно речь о них идет в [7, 12]. Системы построены в соответствии с механизмом моделирования мониторинга, представляющим формализованный технологический процесс информационного моделирования, в основе которого лежит упомянутая выше базовая модельмониторинга. Системы, построенные в соответствии с таким механизмом, представляют собой системы с общим ядром и набором специализированных модулей (рис. 6).

Рис. 6. Классы систем мониторинга в образовании

Системы ИНФОРМОС и ИНФОРМОС-2 имеют базовую модель, упрощенный вариант которой представлен на рис. 7.

Рис. 7. Базовая модель программных систем ИНФОРМОС и ИНФОРМОС-2

Методику мониторинга (например, представленную в [2]), заложенную в систему, также можно рассматривать либо входящей в ядерную часть системы, либо в качестве специализированного модуля в случае перепрофилирования мониторинга с информатизации, на, например, мониторинг здоровья учащихся.

К специализированным составляющим систем ИНФОРМОС и ИНФОРМОС-2 относятся средства получения и первичной обработки данных от сборщиков данных.

4. Апробация результатов и исследование полученных данных

Разработанная автором в рамках межрегионального проекта по федеральной целевой программе «Развитие единой образовательной информационной среды (2001-2005)» программная система мониторинга информатизации регионального образования «ИНФОРМОС» была успешно апробирована в ноябре 2005 года при использовании разработанной специалистами НГТУ методики оценки влияния обеспечения доступа сельских школ к телекоммуникационным ресурсам на качество образования на примере 30 школ нескольких регионов СФО.

Разработанная автором в качестве решения проблемы передачи данных на плохих линиях связи система «ИНФОРМОС-2» была успешно использована в эксперименте по сбору данных о состоянии процесса информатизации в Новосибирской области в августе-сентябре 2007 года при поддержке Центра мониторинга образования Новосибирской области. Выборка школ области составила 64 школы (9% от всей совокупности средне-образовательных школ (674 школ). Из них приняли участие в обследовании 11 школ города Новосибирска и 53 школы области. В работе использовалась переработанная автором методика оценки влияния обеспечения доступа сельских школ к телекоммуникационным ресурсам на качество образования 2005 года с временным интервалом 2005-2007 гг. и перекрытием по 2005 году.

Был проведен статистический анализ данных методов методом главных компонент, являющимся разновидностью факторного анализа. Анализ проводился по данным:

• 2003-2005 гг. по 29 школам Новосибирской области;
• 2005-2007 гг. по 64 школам области (в том числе 29 школ из эксперимента 2005 г.);
• 2003-2007 гг. с перекрытием по 2005 г. по 29 школам, общим в экспериментах 2005 и 2007 гг.

Результаты статистического исследования, представленные автором в [12], в целом согласуются с полученными в Омском государственном университете [13] и подтверждают интуитивно понятный вывод о неравномерности развития процессов информатизации образования. Анализ результатов мониторинга по данным 2003-2007 гг. показывает уменьшение со временем количества «отстающих» школ.

Как можно видеть на следующих графиках (рис. 8 — 9), разброс школ по степени соответствия ИКТ-оснащения школ количеству учеников (F1) и уровню современного технического оснащения (F2) со временем в целом уменьшился, что говорит положительных тенденциях в процессе информатизации на селе.

Рис. 8. Объекты исследования (сельские школы) в пространстве факторов F1 и F2 по данным 2003-2005 гг [4].

Рис. 9. Объекты исследования (сельские школы) в пространстве факторов F1 иF2 по данным 2003-2007 гг.

Анализ результатов мониторинга по данным 2005-2007 гг. позволил сделать следующие выводы:

1. Выявлены школы, где при большом количестве компьютеров ощущается нехватка подготовленных учителей либо неполная занятость по ставкам.
2. Школы с недостаточным финансированием трафика Интернет.
3. Исследование показало возрастающую интенсивность информатизации сельских школ по сравнению с городскими. По степени соответствия степени ИКТ-оснащения школы количеству учащихся лишь 20% сельских школ отстают от равномерно развивающейся группы, в то время как для городских школ этот показатель соответствует 64%. Что, очевидно объясняется направлением расходования денежных средств на информатизацию сельских школ, в то время как начинает ощущаться нехватка финансирования городских школ.

Таким образом, становится видно, какие направления развития информатизации образования нужно учитывать при планировании расходования средств. Проведенная классификация по уровню информатизации и особенностям учебного процесса в школах, в частности, позволила сделать начальные выводы, о том, на какие школы в первую очередь надо обратить внимание при организации работ по подготовке учителей, поставке программного образовательного обеспечения, финансированию Интернет.

Разработанная система мониторинга является в большой степени инвариантной к предметной области, и может быть использована для осуществления мониторинга в различных сферах управления образованием и качества образования.

Литература:

1. Информационные технологии. Мониторинг информатизации России. Основные положения мониторинга. Руководящий документ РД 115.005-2002
2. Казанская, О. В. Методика оценки уровня интеграции высшего профессионального и общего образования в единой образовательной информационной среде / О. В. Казанская, Г. Б. Паршукова // Открытое и дистанц. образование. — Томск, 2006. — № 1. — С. 59-63.
3. Боровкова, Т. И. Мониторинг развития системы образования. Ч. 1. Теоретические аспекты : учеб. пособие. / Т. И. Боровкова, И. А. Морев. – Владивосток : Изд-во Дальневост. Ун-та, 2004. – 150 с.
4. Губарев, В. В. Информатика в рисунках и таблицах. (Фрагмент системного путеводителя по концептуальным основам) : учеб. пособие. / В. В. Губарев. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2003. – 198 с.
5. Уодтке К. Информационная архитектура: чертежи для сайта : пер. с англ. – М. : КУДИЦ-ОБРАЗ, 2004. – 320 с.
6. Jared M. Spool et al., 1999, Web Site Usability: A Designer’s Guide, Morgan-Kaufmann Publishers. – P. 79-81.
7. Емелин, Д. В. Разработка механизма моделирования мониторинга в области образования на примере программной системы оценки информатизации регионального образования и его качества «ИНФОРМОС» / Д. В. Емелин, О. В. Казанская // Открытое и дистанц. образование. – Томск, 2006. – № 4. – С. 41-49.
8. Разработка научно-методического и технологического обеспечения Новосибирского сегмента межрегиональной информационной образовательной среды : отчет о выполнении работ по проекту № ФНЗ–27–05 от 1 нояб. 2005 г. [заключ.] / руководитель: Ю. А. Афанасьев ; отв. исполнитель : В. И. Гужов ; исполнители : О. В. Казанская, С. П. Ильиных, Н. С. Фоменко, Д. В. Емелин, Д. Д. Бочаров, В. М. Козлов. – Новосибирск, 2006. – 211 с.
9. Разработка научно-методического и технологического обеспечения Новосибирского сегмента межрегиональной информационной образовательной среды : отчет о НИР (заключ.) : ФЦП РЕОИС / Новосиб. гос. техн. ун-т ; руководитель Ю. А. Афанасьев ; исполн. : В. И. Гужов и др. – Новосибирск, 2007. – 112 c. : ил. – № ГР 01.2.007 01567 ; Инв. № 02.2.007 000508.
10. Интеграция профессионального и общего образования на основе e-Learning / О. Казанская, О. Андрюшкова, Д. Емелин, А. Козлова // Высш. образование в России. — 2007. – № 12. – С. 94-98.
11. Казанская, О. В. Мониторинг информатизации образования как фактор повышения его качества / О. В. Казанская, Д. В. Емелин // Телематика 2006 : тез. докл. 13 Всерос. науч.–метод. конф., Санкт-Петербург, 5–8 июня 2006 г. – СПб., 2006. – Т. 1. Секция A. – С. 112-113.
12. Емелин, Д. В. Исследование состояния информатизации общего образования на примере ряда школ Новосибирской области / Д. В. Емелин, Ю. С. Захир // Единая образовательная информационная среда: проблемы и пути развития : [сб. науч. ст.] 7 междунар. науч.-практ. конф.-выставки, Омск, 22-25 сент. 2008 г. – Томск : Дельтаплан ; Омск, 2008. – С. 33-35.
13. Тимкин, С. Л. Динамика основных направлений информатизации образования за 2003-2007 гг. и поиск критерия для сравнения информатизации муниципальных районов Омской области / С. Л. Тимкин, Л. В. Баранова // Открытое и дистанц. образование. – Томск, 2008. – № 2. – С. 5–9.

[1] OLAP– (англ. online analytical processing) аналитическая обработка в реальном времени — технология обработки информации, включающая составление и динамическую публикацию отчётов и документов. Используется аналитиками для быстрой обработки сложных запросов к базе данных.

[2] DEA– (англ. data envelopment analysis) анализ среды функционирования – методология сравнительного анализа деятельности сложных экономических и социальных систем.

[3] В рамках проекта по ФЦП «РЕОИС (2001-2005)»

[4] Попадание объекта в положительную область фактора говорит о реализации этого фактора в объекте выше среднего уровня.