Онтологический подход к моделированию инновационных процессов на примере распределенной образовательной сети вуза

Центральной задачей современного этапа развития системы образования является задача перехода к новым методам организации и сопровождения учебного процесса, позволяющим обеспечить качественную подготовку выпускников учебных заведений, обладающих практическими знаниями и навыками, востребованными на рынке труда. Решить указанную задачу можно только с использованием инновационных методов и средств создания информационно-образовательного пространства в части формирования и обработки учебных объектов и программных сервисов, распределенных в образовательной сети и позволяющих гибко осуществлять процессы учебно-методического обеспечения образовательной деятельности.

Целью исследования является определение возможностей использования онтологического подхода к построению инновационных автоматизированных систем управления образованием, включающих построение индивидуальных траекторий обучения. В этом плане представляется весьма интересной проблема моделирования и алгоритмизации формирования образовательных программ в виде цепочки взаимосвязанных учебных модулей и объектов с учетом реализации компетентностно-ориентированной модели обучения в распределенной образовательной среде вуза. Современная система образования должна, на наш взгляд, быть нацелена прежде всего на адаптивную генерацию учебного контента с учетом потребностей обучающихся и в соответствии с постоянно меняющимися условиями и потребностями рынка труда. На сегодняшний день исследования в данной области касаются в основном таких вопросов, как: использование в практике обучения мультимедийных технологий и имитационных программ, технологий тестирования знаний на основе модели компетенций, методов измерения степени удовлетворенности качеством обучения, а также методов управления на основе портфолио обучающихся. Данные вопросы и проблемы рассматриваются с разной степенью детализации, например, в работах [1, 2, 3, 4] и др. Разрабатываемая методология формирования образовательных программ базируется на результатах исследований этих авторов и развивается в направлении применения онтологий, способных интегрировать разнообразные концепты профессиональных и образовательных стандартов и создавать на их основе принципиально новые учебные модули и объекты, что, на наш взгляд, соответствует мировым трендам развития науки данной области знаний.

В качестве методов инжиниринга предлагается использовать методы и методологии инженерии знаний: методы онтологического инжиниринга, применяемые для семантического моделирования информационно-образовательного пространства, позволяющие представить предметную область в виде набора взаимосвязанных онтологий; методы построения и визуализации онтологий; методологии построения баз данных и баз знаний и формирования комплексных запросов к базам данных и базам знаний; методы семантического анализа метаданных; теория графов.

В результате проведенного анализа объектов информационно-образовательного пространства определены требования к мета-описанию учебных объектов и сервисов, а также представлено описание концептов базовых онтологий информационно-образовательного пространства. В статье также рассмотрены возможности применения современных программных средств для формирования интеллектуального хранилища онтологий.

Таким образом, предлагаемый инструментарий генерации образовательных программ, на наш взгляд, позволит формализовать, упростить и значительно ускорить процесс гибкой разработки материалов, необходимых для организации и обеспечения учебного процесса. Применение описываемого подхода дает возможность повысить качество подготовки специалистов за счет оперативного создания организационно-управленческих и учебно-методических материалов, адаптированных к требованиям рынка труда с учетом особенностей форм и методов обучения.

1. Тарасов В.Б. Инжиниринг предприятий и организационные онтологии // Сборник научных трудов 18-й научной конференции «Инжиниринг предприятий и управление знаниями». М.: МЭСИ, 2015.

2. Тельнов Ю.Ф. Принципы и методы семантического структурирования информационно-образовательного пространства на основе реализации онтологического подхода// Экономика, статистика и информатика. Вестник УМО. 2014. № 1. C. 187-191.

3. Зиндер Е.З. Основания генезиса фундаментальных свойств и базовых требований к информационно-образовательным пространствам. // Открытое образование. 2015. № 2. C. 46-55.

4. Зиндер Е.З. Базовые требования к информационно-образовательным пространствам, основанные на их фундаментальных свойствах. // Открытое образование. 2015. № 3. C. 83-94.

5. Прийма С.Н. Обеспечение семантической интероперабельности открытых систем образования взрослых посредством агенто-онтологического подхода // Перспективы науки и образования. 2014. № 1. C. 79-83.

6. Голенков В.В., Гулякина Н.А., Давыденко И.Т., Шункевич Д.В., Еремеев А.П. Онтологическое проектирование гибридных семантически совместимых интеллектуальных систем на основе смыслового представления знаний // Онтология проектирования. 2019. Т. 9-1 (31). C. 132-151.

7. Гаспариан М.С., Лебедев С.А., Тель-нов Ю.Ф. О взаимосвязи ФГОС и профессиональных стандартов. // Экономика, статистика и информатика. Вестник УМО. 2016. № 4. C. 16-18.

8. Балашова И.Ю. Онтологические модели в системе информатизации образования // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. 2015. № 3 (15). С. 120-127.

9. Шибут М.С. Концептуальное моделирование предметной области в системе информационного обеспечения процесса обучения // Интеллектуальный анализ информации (ИАИ-2010): сб. докладов 10-й Междунар. науч. конф. Киев: Просвгга, 2010. С. 276-283.

10. Hyunsook Chung, Jeongmin Kim. An Ontological Approach for Semantic Modeling of Curriculum and Syllabus in Higher Education // International Journal of Information and Education Technology. May 2016. Vol. 6. No. 5: 365-369.

11. Грегер С.Э. Реализация инструментальной среды семантического моделирования учебного процесса // Объектные системы 2011: сб. докладов 3-й Междунар. науч.-практ. конф. Ростов н/Д: Шахтинский институт (филиал) Южно-Российского государственного политехнического университета (НПИ) им. М. И. Платова, 2011. С. 58-61.

12. Дацун Н.Н., Уразаева Л.Ю. Онтологический подход анализа и создания куррикул по перспективным направлениям подготовки ИТ -специалистов // Современные информационные технологии и ИТ-образование. 2017. Т. 13. № 4. С. 23-35.

13. Благов Е.Ю., Лещева И.А., Щербан С.А. Онтологический подход в практике образовательной деятельности: формирование траекторий индивидуального профессионального развития студентов. // Открытое образование. 2018. Т. 22. № 5. С. 26-39.

14. Ларичев О.И., Нарыжный Е.В., Кузнецова В.П., Брук Э.И. Новые возможности компьютерного обучения // Вестник Российской Академии Наук. 1999. Т. 69. № 2. С. 106-111.

15. Трембач В.М. Инжиниринг интеллектуальных обучающих систем вуза // Экономика, статистика и информатика. Вестник УМО. 2016. № 4. С. 64-67.

16. Дмитриевская Н.А. Методологические подходы к проектированию моделей компетенций в терминах целей обучения// Труд и социальные отношения. 2010. № 12 (78). С. 59-64.

17. Профессиональные стандарты в области информационных технологий М.: АПКИТ, 2008.

18. ОК 010-2014 (МСКЗ-08). Общероссийский классификатор занятий (принят и введен в действие Приказом Росстандарта от 12.12.2014 № 2020-ст).

19. ОК 029-2014 (КДЕС Ред. 2). Общероссийский классификатор видов экономической деятельности (утвержден Приказом Росстандар-та от 31.01.2014 № 14-ст) (ред. от 08.09.2017).

20. ОК 009-2016. Общероссийский классификатор специальностей по образованию (принят и введен в действие Приказом Росстандарта от 08.12.2016 № 2007-ст).

21. Единый квалификационный справочник должностей руководителей, специалистов и других служащих (ЕКС). 2017.

22. ОК 007-93. Общероссийский классификатор предприятий и организаций (ред. от 28.02.2018).

23. Гаспариан М.С., Лебедев С.А., Тель-нов Ю.Ф. Интеграция элементов информационно-образовательного пространства на основе онтологического подхода. // Материалы юбилейной X Международной научно-практической конференции «Электронная Казань 2018» (Информационные технологии в современном мире). Ученые записки ИСГЗ. Казань. 2018. Т. 16. № 1. С. 158-165.

24. Бойченко А.В., Корнеев Д.Г., Каза-ков В.А. Поиск данных, основанный на семантической модели. // Сборник научных трудов 18-ой Российской научно-практическая конференции «Инжиниринг предприятий и управление знаниями. М.: МЭСИ, 2015. С. 123-132.

25. Бова В.В. Онтологическая модель интеграции данных и знаний в интеллектуальных информационных системах // Известия ЮФУ. Технические науки. 2015. № 4 (165). С. 225-237.