ТЕХНОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПРЕДМЕТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ БАЗ ДАННЫХ ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИННОВАЦИОННОГО РАЗВИТИЯ В ОБРАЗОВАНИИ

Н. В. Шалимова, Т. Г. Горячкина

Средняя общеобразовательная школа № 332, Москва; Центр интеллектуальной собственности «ПСО "Система-Галс"», Москва

Введение

Проблема инновационного развития образовательной среды в совре-менных условиях является одной из фундаментальных и актуальных в пе-дагогической науке и практике. В ее решении и внедрении инноваций в практику большое значение имеет разработка систем специального пред-метно-ориентированного информационно-аналитического обеспечения. Анализ литературы показывает, что системного целенаправленного изуче-ния перспектив информационно-аналитического обеспечения инновацион-ных процессов в образовании практически не проводилось [5–7].

Отечественная государственная система научно-технической инфор-мации являлась ведущей в этих процессах до 80-х гг. XX в., в 90-е гг. резко снизились ее активность и уровень научных разработок, вследствие чего поддержка инновационных процессов, особенно в предметных областях, стала малоэффективной, что также недостаточно учитывается и в прогно-зах инновационного развития [6, 10].

Научный мониторинг и прогнозирование инновационных разработок имеют принципиальное значение для формирования системы информаци-онно-аналитического обеспечения. Большое значение при этом имеют ре-зультаты информационно-аналитических и патентных исследований, изу-чение и оценка прогнозов развития перспективных научных и прикладных разработок. Однако научные исследования в части обеспечения информа-ционного сопровождения инновационных процессов в образовательной среде проводятся не систематизировано и не отвечают реальным потреб-ностям современной образовательной практики.

Указанные обстоятельства обусловливают актуальность темы на-стоящего исследования, основной целью которого была разработка авто-матизированной технологии информационно-аналитического обеспечения инновационного развития предметной образовательной области на основе формирования предметно-ориентированных баз данных об инновацион-ных разработках в общеобразовательной среде.

Материал и методы

Методологической основой исследования послужили положения со-временных концепций о прогнозировании инновационных процессов в науке и технике (Кондратьев Н. Д., Яковец Ю. В., Кузык Б. Н., Шумпетер Й. и др.) [2, 8–10], основы проектирования и разработки информационных систем, компонентный и функциональный состав электронных библиотек, перспективные технологии Интернета, теории систем и методологии сис-темных знаний, лингвистическое обеспечение информационных систем [1, 4, 8, 10].

Формирование базы данных инновационных педагогических разра-боток проводилось по двум направлениям: 1-е – данные о патентных раз-работках и 2-е – данные о результатах научных исследований в образова-нии. Применялись методы патентных исследований [3], поиск проведен на глубину последних 13 лет, первичный массив включал более 1000 доку-ментов для отечественных и зарубежных патентов, исследования проведе-ны на базе Федерального института промышленной собственности Роспа-тента. Основой для выбора была Международная патентная классифика-ция в части классов и подклассов А61В, А61Н, А61М, А63В, А63F, A63H, G09B, G09F, относящихся к предметным областям педагогики, образова-ния, обучения и др.

По выявленной структуре патентных разработок аналогичным обра-зом собраны данные по результатам отечественных НИР и диссертацион-ных исследований в педагогике, опубликованных за указанный период, первичный массив которых составил около 1500 документов. В результате логико-семантического и информационно-смыслового анализа на магнит-ном носителе сформированы тематические подборки. Дальнейшие иссле-дования предметной области проводились на базе сформированных масси-вов данных.

В настоящее время специалистами различных областей используется ряд информационно-поисковых систем, основной задачей которых являет-ся нахождение информации за приемлемое для пользователя время поиска [1, 4]. При этом возникают проблемы, связанные с полнотой и релевантно-стью получаемой информации. С помощью современных поисковых сис-тем легко найти документы, для которых известны точные данные (рекви-зиты). Однако рубрикаторы, используемые в этих системах, рассчитаны на поиск информации без соответствующей детализации, учитывающей структуру и терминологию предметной области. Поиск документов по те-матике предметной области в таких системах затруднен. В связи с этим возникает задача создания предметно-ориентированных баз данных с те-матическим рубрикатором определенной предметной области. Эти факто-ры обусловили актуальность наших исследований по разработке методики формирования предметно-ориентированной базы данных о результатах пер-спективных разработок, а также определения оптимальных характеристик эффективного поиска информации. Данные исследований обрабатывались с помощью стандартных статистических пакетов прикладных программ.

Результаты и их обсуждение

Анализ динамики 235 патентов, относящихся к педагогике, показал два периода уровня инновационной активности: I – 1997–2002 гг. – в это время в Роспатенте ежегодно утверждалось по (6 ± 2) патента по педагоги-ке; II – 2003–2009 гг. – по (14 ± 3) патента, то есть уровень инновационной активности в последние годы возрос в 2,3 раза (p < 0,01). Анализ динами-ческих рядов патентов по полученным данным прогнозирует стабильный уровень патентообразования в области педагогики на ближайшие 5 лет.

Содержательный анализ патентов за 1997–2009 гг. выявил структуру направлений исследований: 1-е место в ней занимают разработки техниче-ских средств обучения – 25,2 %, 2-е – способы формирования навыков – 24,4 %, 3-е – методики обучения – 16,3 %, 4-е – способы оздоровления, школьной адаптации – 12,6 %, далее следуют способы и технологии диаг-ностики обученности – 8,2 %, оценки школьной дезадаптации – 8,1 %, раз-работки компьютерных технологий обучения – 5,2 %.

Предварительный анализ структуры научных разработок показал, что в основном их структура совпадает с аналогичной по патентным раз-работкам: методики обучения составили 19,8 %, способы формирования умений и навыков – 10,0 %, способы оздоровления школьников – 10,2 %, диагностика обученности – 4,5 % и др. Однако в научных разработках большой удельный вес занимают работы, посвященные социально-психо-логическим проблемам в школе – 27,9 %.

Выявленная структура инновационных разработок позволила обос-новать классификацию семи основных существующих направлений инно-вационных разработок в образовании (педагогике):

1-е – педагогические методики обучения школьников знаниям (рус-скому языку, иностранным языкам, чтению, математике, физике, естест-венным и гуманитарным знаниям);

2-е – педагогические способы формирования учебных навыков (бы-строе восприятие учебной информации, образного мышления, чтения, ре-чи, письма, стихосложения, физического развития, труда);

3-е – технические средства обучения (дидактические комплекты, иг-ровые устройства, тренажеры);

4-е – автоматизированные (компьютерные) средства обучения базо-вым знаниям, умениям и навыкам;

5-е – способы мониторинга (диагностики и контроля) эффективности обучения;

6-е – способы диагностики школьной дезадаптации;

7-е - способы повышения эффективности школьной адаптации, коррекция психофизиологического и психоэмоционального состояния школьников, оздоровления учащихся.

Анализ проблематики патентных разработок в динамике исследованного периода позволил выявить следующие особенности инновационной активности. Так, по 1-му направлению разработок (методики обучения) наблюдается устойчивый интерес исследователей в течение 1997– 2005 гг. и снижение их уровня в 2 раза в период 2006-2009 гг. 2-е направление стабильно интересует исследователей и разработчиков в течение 13 последних лет и включает в среднем (2,6 ± 1,6) патента в год. Аналогичная динамика патентов наблюдается по разработке технических средств обучения - (2,6 ± 1,7) патента в год, а также способов мониторинга качества обучения. 6-е и 7-е направления (оценки школьной дезадаптации и способы коррекции и оздоровления) в исследованном материале выявлены только начиная с 2005 г. и составили в период 2005-2009 гг. (3,8 ± 1,2) патента в год.

В результате проведенных патентных исследований и анализа массива результатов научных работ в педагогике разработана структурная классификация предметной образовательной области и определены актуальные направления инновационных процессов, которые были использованы для формирования тезауруса информационного массива. В результате анализа имеющихся информационных ресурсов в исследуемой предметной области и в смежных областях обоснована целесообразность создания и ведения базы данных, полученной путем реструктуризации существующих баз данных. Такая база данных позволит организовать быстрый поиск документов с помощью специально разработанного встроенного тематического рубрикатора, ориентированного на человеко-машинное взаимодействие. При этом должны быть доступны и все другие виды поиска: по словам и словосочетаниям, по реквизитам, по другим классификаторам.

Основой систематизации документов в большинстве баз данных является многоуровневый классификатор, разработанный на основе Общеправового классификатора отраслей законодательства, утвержденного Указом президента РФ от 16.12.93 № 2117. Классификатор построен по иерархическому принципу: все тематики разбиты на крупные блоки, которые могут иметь еще несколько уровней вложения. Для лучшего отражения предметной области требуется доработка лингвистического обеспечения информационной системы и включение его в одну из оболочек существующих информационных систем.

Основными лингвистическими средствами при этом являются рубрикаторы и тезаурусы. Сложность реализации включения нового тематического рубрикатора состоит в том, что современные информационные системы не предусматривают перенос классификаторов из одной системы в другую. Для решения этой задачи необходимо выбрать программно-информационный комплекс, реализующий механизмы включения темати-ческого рубрикатора в оболочку базы данных.

В результате проведенного анализа для создания и ведения специа-лизированной базы данных обоснована типовая база данных «Эталон», а также связанные с ней программные комплексы создания базы данных, администратора и регистрации пользователя. Этот программно-информа-ционный комплекс позволил предварительно создать предметно-ориенти-рованную базу данных, включающую более 300 патентных и около 700 на-учных разработок (за период 1997–2009 гг.) в образовании. В связи с этим отработаны методика структурирования информации, средства поиска ин-формации, новые тематические рубрикаторы, актуализация тематической информации, создана информационно-логическая модель базы данных.

Результаты исследования эффективности функционирования создан-ной базы данных и проведенного пошагового моделирования характери-стик поиска информации показали, что:

– методика структурирования предметно-ориентированной инфор-мации, основанной на особенностях лингвистического обеспечения пред-метно-ориентированных баз данных, позволяет сформировать схему базы данных в виде вложенных электронных папок, содержащих тематические подборки документов с обеспечением автоматизированного отбора доку-ментов, соответствующих рубрикам тематического рубрикатора;

– алгоритм формирования тематического рубрикатора, основанный на системе логических правил, позволяет создавать линеаризованный руб-рикатор информации (множество рубрик), дополнение которого рубрика-ми возможно в результате анализа тематических подборок, содержащих документы, востребованные пользователями базы данных;

– когнитивная модель влияния характеристик структуры тематиче-ского рубрикатора на характеристики поиска информации, представленная в виде взвешенного графа, позволяет определить структуру тезауруса спе-циализированной базы данных, оптимальную по полноте, точности и про-должительности поиска;

– технология формирования тематических подборок информации по-зволила сформировать информационное поле для обеспечения пополне-ния, мониторирования и прогнозирования инновационных педагогических разработок на стадиях научной и патентной реализации, определения их инновационного ресурса и перспектив развития.

Заключение

Практическая апробация разработанной технологии формирования специализированной базы данных, построенной в соответствии с предла-гаемыми решениями, позволила оперативно осуществить информационно-аналитическое обеспечение анализа динамики тенденций и прогнозов раз-вития образовательных инноваций в России и за рубежом, априорно оценить их сравнительный инновационный ресурс.

Проведенное исследование убедительно свидетельствует о необхо-димости разработки и внедрения в практику образования современных ав-томатизированных информационно-аналитических технологий для анализа перспектив разработки педагогических инноваций, внедрения их в практи-ку, определения актуальных направлений разработок и инвестиций.

Литература

1. Дейг К. Дж. Введение в системы баз данных / К. Дж. Дейг. – М. ; СПб. : Вильямс. – 2000. – 167 с.

2. Кузык Б. Н. Россия – 2050: стратегия инновационного прорыва / Б. Н. Кузык, Ю. В. Яковец. – М.: Экономика, 2004. – 627 с.

3. Скорняков Э. П. Методические рекомендации по проведению па-тентных исследований / Э. П. Скорняков, Т. Б. Омарова, О. В. Челышева. – М. : ИНИЦ Роспатента, 2000. – 196 с.

4. Смирнова Г. Н. Проектирование информационных систем / Г. Н. Смирнова, А. А. Сорокин, Ю. Ф. Тельнов. – М.: Статистика. – 2003. – 512 с.

5. Управление Развитием инновационных процессов в школе / науч. ред. Т. И. Шамова, П. И. Третьяков. – М. : Прометей, 1995. – 180 с.

6. Хомерики О. Г. Алгоритм построения модели управления иннова-ционными процессами // Управление развитием образования на рубеже XXI века : тез. III всерос. науч.-практ. конф. / О. Г. Хомерики. – Ульяновск : ИПК ПРО, 1997. – С. 23–25.

7. Хомерики О. Г. Развитие школы как инновационный процесс / О. Г. Хомерики, М. М. Поташник, А. В. Лоренсов. – М. : Нов. школа, 1994. – 62 с.

8. Шепелев Г. В. Проблемы развития инновационной структуры / Г. В. Шепелев // Инновации. – 2005. – № 2. – С. 6–15.

9. Шумпетер Й. Теории экономического развития / Й. Шумпетер. – М. : Прогресс, 1982. – 454 с.

10.Яковец Ю. В. Прогноз инновационного развития России на пери-од до 2050 года с учетом мировых тенденций / Ю. В. Яковец, Б. Н. Кузык, В. И. Кушлин // Инновации. – 2005. – № 1. – С. 44–53 ; № 2. – С. 19–28.