Базис формирования программно-математического обеспечения в задачах ИТ образования
Authors: ЗОРИНА Н В. , ПАНЧЕНКО В М. 
Published: January 2025

В статье рассмотрены проблемы и задачи разработки программно-математического обеспечения основных бизнес-процессов вуза на примере ИТ образования. Обоснована необходимость использования методов анализа при разработке программно-математического обеспечения для ИТ систем современных вузов и перечислен ряд актуальных задач, к решению которых можно подойти с помощью предлагаемого фреймворка. В работе описаны исследовательская гипотеза, цель, методология и этапы проведения исследований, а также достигнутые результаты. Материалы исследования представляют из себя априорные (ретроспективные) и апостериорные (текущие) образовательные данные. Эти данные получены из общедоступных источников и содержат сведения об учебной деятельности в виде результатов экспериментальных наблюдений по репрезентативной выборке учащихся. Для формального описания полученных данных использовано представление на основе математического аппарата теории множеств и алгебраических структур. Предложен авторский метод классификации выявленных источников образовательной информации по трем значимым признакам. Проведен анализ бизнес-процессов, отражающих взаимодействие учащихся между собой и взаимодействия учащегося и преподавателя в процессе обучения. На их основе предложена модифицированная модель архитектуры системы управления учебным процессом вуза. Данная модель построена на основе бизнес-процессов коллаборации и кооперации при осуществлении учебной деятельности. Она отражает изменения, которые произошли за последние пять лет в связи с активным внедрением цифровых способов связи и интерактивного взаимодействия. Приведен перечень имеющихся инструментов для проведения разработки с использованием методов анализа данных, перечислены их достоинства и недостатки. Обоснован выбор инструментального средства, среды разработки и языка программирования для модуля анализа данных в составе фреймворка. Разработанный базис позволит подойти к задаче адаптация и персонификация учебного процесса с использованием современных ИТ-технологий и технологий Big Data, а также решить частично проблему унаследованных ИС отечественных вузов на основе использования накопленных данных.

In the article problems and tasks of software development and mathematical support of the basic business processes of the university are considered on the example of IT education. The necessity of using analytical methods in the development of mathematical software for the IT systems of modern universities, it also lists a number of urgent tasks that can be addressed with the help of the proposed framework.  The paper describes the research hypothesis, the purpose, methodology and stages of research, as well as the achieved results.  The research material represents a priori (retrospective) and a posteriori (current) educational data. These data are obtained from publicly available sources and contain information on educational activities in the form of the results of experimental observations on a representative sample of students. For a formal description of the data obtained, a representation based on the mathematical apparatus of set theory and algebraic structures was used. An authorial method for classifying the identified sources of educational information on three significant grounds is proposed. The analysis of business processes reflecting the interaction of students among themselves and the interaction of the student and teacher in the learning process is carried out. A modified model of the architecture of the management system of the teaching process of the university is proposed on this business processes.  This model is based on the basis of business processes of collaboration and cooperation during the implementation of educational activities. It reflects the changes that have been occurred in the past five years due to the active introduction of digital communication and interactive interaction.  The list of available tools for development using data analysis methods is given, their advantages and disadvantages are listed. The choice of the tool, IDE and programming language to analyze the data module as part of the framework is substantiated.  The developed basis will make it possible to approach the problem of adapting and personalizing the learning process using modern IT technologies and Big Data, as well as partially solve the problem of the inherited IS of Russian universities based on the use of collected data.