CC BY
621
2 Гусс С.В. Элементы повторного использования для программных систем учебного назначения. Концептуальное проектирование и анализ // Математические структуры и моделирование. Омск: ООО «УниПак», 2009. Вып. 20. С. 78-92.
3 Гусс С.В. Использование компьютерных лингвистических игр в процессе обучения // Открытое образование. Москва: «CAPITALPRESS». 2010. № 1. С. 18-29.
4 Гусс С.В. Высокоуровневая модель семейства программных компонентов для поддержки занятий в игровой форме // Математические структуры и моделирование. Омск: «Омское книжное издательство». 2010. № 21. С. 44-54.
5 Гусс С.В. Модель каркаса программных компонентов поддержки занятий лингвистической направленности в игровой форме // Прикладная информатика. Москва: ООО «Маркет ДС Корпорейшн», 2010. Вып. 3 (27). С. 62-77.
6 Гусс С.В. Проблема повторного использования в разработке семейства игровых программных систем учебного назначения // Вестник Омского университета. Омск: Издательство ОмГУ им. Ф.М. Достоевского. 2010. №4. С. 147-149.
7 Гусс С.В. Пакет вспомогательных средств для построения семейства программных систем в определённой предметной области // Программная инженерия. Москва: «Новые технологии». 2011. №1. С. 25-33.
8 Свидетельство о регистрации электронного ресурса ОФЭРНиО Государственной академии наук № 15369. Каркас для создания программных компонентов поддержки занятий лингвистической направленности в игровой форме / Гусс С.В. (Российская Федерация); дата регистрации: 12.02.2010.
УДК 681.513
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА «ДЕКАНАТ»
Мазорчук Мария Сергеевна, к.т.н., доцент, Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «ХАИ», Украина, Харьков, mazorchuk marv@inbox.ru Тыжненко Юлия Вячеславовна, Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского «ХАИ», Украина, Харьков, vvlvashkadidi@vandex.ru
Введение
Одним из наиболее перспективных способов эффективного управления образовательным процессом является внедрение информационно-коммуникативных технологий в процесс менеджмента на базе международных стандартов [1,2].
Развитие сферы информационных технологий дало толчок к усовершенствованию всех сфер жизнедеятельности общества. Достаточно актуальным является вопрос автоматизации учебного процесса, в частности, автоматизации процессов управления в высших учебных заведениях (вузах). Цель автоматизации управления - получить удобные средства мониторинга, анализа и отображения основных процессов приема студентов, административного управления, подготовки и выпуска специалистов университета (института, академии).
Следует отметить, что одной из основных и трудоёмких в работе вуза является деятельность деканата.
Работникам деканатов приходится выполнять огромный объем рутинной работы по учету контингента студентов, обеспечению учебного процесса, предоставлению информации в различные подразделения вуза. При этом всю информацию необходимо представлять в различных форматах. При этом необходимо осуществлять прогноз успеваемости студентов с целью эффективного контроля за процессом обучения и своевременного реагирования на возможные негативные результаты (низкие показатели абсолютной и качественной успеваемости). Таким образом, необходимость внедрения информационной системы, автоматизирующей основные функции образовательного процесса, является актуальной.
Прежде чем внедрять автоматизированную информационную систему (АИС) в деканате, как и в любом другом подразделении вуза, необходимо определить основные
53
требования к её работе. Выявленные проблемы предметной области помогут определить направление автоматизации данной сферы деятельности, а разработка модели предметной области обеспечит успешную разработку и внедрение базы данных, как основной части АИС.
1. Постановка задачи исследования
Целью данной работы является разработка автоматизированной информационной системы управления документооборотом деканата высшего учебного заведения.
Задачи исследования:
• провести анализ проблемы автоматизации высших учебных заведений, выявить основные задачи, которые необходимо решать в процессе управленческой деятельности деканата;
• разработать концептуальную и физическую модели базы данных хранения информации о студентах;
• обосновать выбор методов и моделей обработки и анализа данных по результатам обучения студентов;
• провести анализ и обосновать выбор существующих программных инструментариев для разработки систем хранения информации и осуществления эффективного документооборота;
• реализовать в виде конечного программного продукта систему «Деканат», которая обеспечит ввод, хранение и анализ информации о студентах и результатах их учебы.
Объектом исследования является процесс ввода, хранения и анализа информации о результатах обучения студентов.
Предметом исследования являются математические методы и модели обработки информации об успеваемости.
Методы исследования: в ходе работы применялись методы системного анализа для описания предметной области и проектирования базы данных; методы проектирования информационных систем для разработки АИС «Деканат»; методы статистического анализа данных для обработки информации об успеваемости студентов. Для разработки конечного программного продукта АИС «Деканат» была применена технология разработки конфигурации фирмы 1С, что позволило реализовать основные функции документооборота в удобном для пользователя виде.
Математическая постановка задачи:
Исходные данные:
S = ( s. 1 - множество студентов, обучающихся в вузе;
V i)i=\..N
Y = / у 1 - множество дисциплин, которые преподаются в вузе;
(у 1 ) j=1..M
P = ( pk 1 - множество оценок студентов, где k - номер семестра.
Hil>i=\..N, i=\..M,k=\..K
Основные параметры анализа:
Абсолютная успеваемость A, которая определяется как отношение количества сдавших студентов сессию N' к общему числу N по всему множеству студентов S и всем дисциплинам Y, k -м семестре, по l -й группе, соответственно:
A
SY
N
tSY
Ak
N
fk
Al
N'
Nsy ’ Nk ’ Nl
Качественная успеваемость Q, которая определяется как отношение количества
студентов, успешно сдавших сессию (на «отлично» и «хорошо») N" к общему числу по всему множеству студентов S и всем дисциплинам Y , в k -м семестре, по l -й группе соответственно:
54
б
SY
N
rrSY
Nsy ' ~ N ' ~ N
Статистические параметры анализа успеваемости (средняя успеваемость, мода, медиана, среднеквадратичное отклонение, максимальная и минимальная оценка и т.д.).
Научная новизна полученных результатов состоит в следующем:
Разработана система управления документооборотом в деканате по результатам обучения студентов, которая позволяет избегать повторяющихся операций разработки, дублирования информации, рутинных методов обработки. Разработанный программный продукт совместим с системами 1С.
Практическое значение полученных результатов. Спроектированная база данных и автоматизированная информационная система обеспечит быстрое получение информации, необходимой для своевременного контроля и управления процессом обучения, построения рейтинга студентов и прогнозирования их успеваемости.
; б4
N ■
пк
; б1
N
ffl
2. Реализация информационной системы
Одним из структурных подразделений вуза, наиболее очевидно требующих автоматизации, является деканат.
Деканат - подразделение вуза, осуществляющее контроль и организацию деятельности факультета.
В деканате проводится большой объём рутинной, повторяющейся работы, что, безусловно, обеспечивает неправильное распределение рабочего времени сотрудников деканата, тормозя и запутывая основные процессы деятельности деканата.
Учёт и наблюдение контингента студентов является актуальной задачей в связи с потребностью деканатов в оперативном:
• формировании таких документов, как зачётно-экзаменационные ведомости, ведомости по предметам, сводные ведомости, ведомости по студентам;
• получении любой требуемой информации по конкретным студентам, а также по архивным данным.
Из этих документов извлекается вся необходимая информация, касающаяся учебного процесса.
Исходя из основных назначений деканата, определяем, что основной вид его деятельности - это делопроизводство. Основной функцией деканата является координация и административное обеспечение учебного процесса.
Исследуя предметную область деканатов, можно определить большое число процессов, которые можно условно сгруппировать в несколько пунктов:
• организация и управление учебным процессом;
• заполнение учётных документов;
• контроль и прогнозирование успеваемости студентов (диаграммы успеваемости и рейтинги).
Основными документами, функционирующими в деканате, являются:
• личное дело студента и преподавателя;
• информация о родителях;
• ведомость на каждого студента;
• ведомость по предметам;
• сводная ведомость;
• формирование дипломных приложений;
• формирование формы №10;
• формирование учебного плана;
Все эти документы требуют своевременного заполнения, для обеспечения учётной работы в деканате.
55
Контроль успеваемости студентов производится в результате экзаменационных сессий, где анализируется успеваемость каждого студента. В результате контроля успеваемости становится возможным полный контроль и прогнозирование результатов будущих сессий.
На данный момент многие вузы не имеют автоматизированной системы управления документооборотом. Большинство документов заполняются вручную несколько раз, информация дублируется, возникают сложности при поиске необходимых данных. Эти проблемы можно устранить при помощи разработки и внедрения АИС [3].
Для разработки концептуальной и физической моделей БД АИС деканата необходимо определить основные требования к системе, выделить сущности и связи между ними, определить перечень документов, на основании которых контролируется учебный процесс.
Наиболее рутинными, но в то же время важными процессами в работе сотрудников деканата являются:
• ввод персональных данных студента в его личные дела;
• ввод персональных данных преподавателя в его личные дела;
• ведение архива деканата, на который прямо или косвенно опирается ряд дополнительных структур института (бухгалтерия, отдел кадров и др.);
• подготовка различных отчетов (учебная карточка студента, экзаменационная ведомость и др.);
• заполнение следующих документов: сводных ведомостей, ведомостей по предметам, ведомостей по студентам, учебные планы для групп, личные дела студентов и преподавателей;
• формирование рейтингов и успеваемости студентов;
• формирование дипломных приложений;
• прогнозирование успеваемости студентов.
Облегчение условий труда достигается благодаря возможности автоматизировать основные процессы ведения делопроизводства. В рамках АИС «Деканат» должны быть реализованы основные функции ввода, сохранения, редактирования, анализа и вывода результатов по состоянию учебного процесса в вузе.
56
Деканат участвует в оперативном формировании различных видов документов. Основными из них являются зачетно-экзаменационные ведомости, сводные ведомости, личные дела студентов и преподавателей, ведомости по предметам, ведомости по студентам, отчеты по успеваемости, дипломные приложения, учебный план.
Отчётные документы создаются для получения любой требуемой информации по конкретным студентам, а также по архивным данным.
Сводная ведомость составляется на одного студента и является одной из форм контроля успеваемости студента. Она содержит такие основные данные: ФИО, группа, курс, сессия, семестр, учебный год, название предмета, оценки.
Личное дело составляется на отдельного студента. Оно содержит основные сведения о студенте из его личной карточки: ФИО, группа, факультет, кафедра, место проживания, курс, факультет, семейное положение, форма обучения, куратор, адрес, дата рождения, телефон, идентификационный номер.
Для создания БД необходимо рассмотреть процессы документооборота в деканате. Структура этих процессов представлена на рисунке 1.
Так как все данные, поступающие в деканат (входящая документация), отображаются в различных отчетах - сводной ведомости, ведомостях по предметам, по студентам, то данные могут вводиться в базу данных путем «Ввода на основании», что дает возможность избавиться от дублирования одной и той же информации. Затем можно составить стандартный набор запросов для упрощения выборки данных и на основе составленных запросов сгенерировать отчёты, которые бы выводили необходимую информацию. Естественно, эти отчёты можно распечатать и таким образом получить готовые отчётные документы.
Ввод на
ДЕКАНАТ
Учебный
Ввод на основании
Ввод на основании
Ввод на основании
«Личные дела
«Списки студентов»
Рис. 2 - Схема формирования документов в системе 1С
На основе структуры процесса документооборота в деканате были выделены основные сущности и атрибуты предметной области, установлены связи между объектами и разработана концептуальная и физическая модели БД.
Для разработки компьютерной системы расчета параметров был выбран программный инструментарий 1С:Предприятие.
При помощи созданного программного продукта были разработаны следующие объекты: личные дела студентов и преподавателей, некоторые виды ведомостей и документов, а также построены рейтинги успеваемости студентов групп 345 и 345-а факультета Системы управления летательными аппаратами (СУЛА) Национального аэрокосмического
57
университета им. Н.Е. Жуковского «ХАИ» (в виде графиков и диаграмм). Рейтинговые показатели отображают уровень успеваемости и активности студентов [4]. Схема формирования документов в 1C представлена на рисунке 2.
В системе были созданы следующие виды справочников и документов: «Списки преподавателей», «Личные дела преподавателей», «Списки студентов», «Личные дела студентов» «Факультеты», «Учебный план» «Ведомости по студентам» и «Ведомости по предметам», «Сводные ведомости». Многие данные в этих документах требуют многократного ввода дублирующей информации. Для того чтобы облегчить ввод повторяющихся данных в разных документах, в программе использовалась функция «Ввод на основании», т.е. повторяющиеся информация автоматически дублировалась по всех документах, что облегчило работникам деканата их формирование. На рис. 3 представлены графические формы приложения.
Выводы
Разработанная АИС «Деканат» решает задачи тактического уровня управления. Данная система позволяет повысить эффективность работы деканатов высших учебных заведений.
Для успешного и эффективного функционирования вуза в целом необходимо комплексное внедрение информационно-коммуникационных технологий, охватывающее все без исключения функциональные подсистемы учебного заведения (такие как деканаты, библиотека, приёмная комиссия, бухгалтерия, кафедры и др.)
Литература
58
1. Фофаев Э.В. Разработка и эксплуатация удалённых БД. - ИЦ Академия, 2008. - 1242с.
2. Гекалов И.А. БД: от проектирования до разработки приложений. - ИЦ Академия, 2003. -3084с.
3. Головков А.В. Автоматизированная система планирования и контроля учебной деятельности. - [электронный ресурс] - http://conf.bstu.ru/conf/docs/0037/1396.doc.
4. Автоматизированная система управления учебным заведением. - [электронный ресурс]
- http://www.mkr.org.ua .
УДК 681.3
РЕАЛИЗАЦИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ СРЕДЫ СЕМАНТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА1
Грегер Сергей Эдуардович, доцент, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина», Нижнетагильский технологический институт,
Россия, Нижний Тагил, segreger@gmail.com
Распространение дистанционного образования и внедрение информационнокоммуникационных технологий в образовательный процесс выявили растущую потребность как в разработке образовательных электронных изданий (ОЭИ), так и в способах электронного представления нормативных документов. Обычно содержимое ОЭИ сильно зависит от учебного плана соответствующей дисциплины и должно быть скорректировано при изменении последнего.
Для специальностей, связанных с одной предметной областью (например, с областью информационных технологий) наблюдается интеграционный характер их дидактических единиц. Так, такая дидактическая единица, как тема дисциплины может иметь множественное представление в разных учебных курсах, иметь различное лексическое представление, но семантически представлять собой одну тему учебной дисциплины. Вместе с этим, одноименные темы учебных курсов могут поддерживаться различными дидактическими единицами - презентациями лекций, описаниями лабораторных работ и т.п., использование которых определяется степенью подготовки обучаемых, целями учебного курса, временными ограничениями учебного плана.
Для разрешения этих противоречий при создании инструментальных средств эффективным является использование семантических моделей предметных областей. В основе семантических моделей лежит понятие сети, образованной помеченными вершинами и дугами. В семантической модели проблемная область представлена в виде сети, представляющей собой набор вершин и связей. В качестве вершин в сети могут выступать классы объектов, объекты и свойства из проблемной области.
В качестве семантических моделей при разработке программного обеспечения чаще всего используются онтологии и словари (таксономии). Онтология - спецификация концептуализации или явное, формальное описание предметной области. Как и в объектноориентированном описании, онтология состоит из классов и их экземпляров. У классов и экземпляров выделяются свойства, на свойства могут накладываться логические ограничения.
Представленная инструментальная среда предназначена для построения семантической модели учебного процесса и управления и отображения различных его составляющих. Инструментальная среда реализована как специализированный веб-сервис, входящий в состав портала дистанционного обучения.
При разработке программного продукта ставились цели предоставить пользователю возможность:
1 Лауреат номинации "Лучший доклад о методах преподавания объектных технологий в ВУЗе". Автор доклада награждается правом бесплатной публикации одного доклада по данной тематике на следующей конференции
59
