Автоматизированная система мониторинга учебного процесса Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

УДК 621.928.93 +004.67+ 004.421 Темникова Елена Александровна,

соискатель каф. вычислительных машин и комплексов Ангарской государственной технической академии (АГТА), е-mail: [email protected]

Асламова Вера Сергеевна,

д-р техн. наук, проф., зав. каф. автоматизации и электроснабжения промышленных предприятий АГТА,

е-mail: [email protected]

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА

УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА

Е.А. Temnikova, V.S. Aslamova

THE AUTOMATED SYSTEM OF STUDIES PROCESS

Аннотация. Представлена автоматизированная система мониторинга учебного процесса, разработанная для учебного центра «Профиль». Система позволяет автоматически составлять расписание занятий и рассчитывать коэффициент эффективности учебного процесса, снизить трудоемкость обработки данных, формировать и выдавать на печать все требуемые формы отчетов. Созданная автоматизированная система имеет простой и удобный интерфейс, является также хранилищем данных, позволяет их обрабатывать, избавит пользователей от лишней бумажной волокиты.

Ключевые слова: автоматизированная система, моделирование, коэффициент эффективности учебного процесса, мониторинг.

Abstract. The automated system for monitoring the educational process developed for the training center «Profile» is presented. The system allows to automatically schedule activities and to calculate the coefficient of efficiency of educational process, reduce the complexity of data processing, create and printout all forms of reports. The automated system has simple and intuitive interface. It is also a data warehouse, which allows to handle data, saves users from unnecessary paperwork.

Keywords: automated system simulation, coefficient of efficiency of educational process, monitoring.

Введение

В настоящее время проблема промышленной безопасности с каждым годом становится все более актуальной. Постоянно усложняющийся характер производства, использование новых видов оборудования, освоение новых источников энергии содержит в себе все возрастающий фактор опасности, увеличивается вероятность аварийных ситуаций различного уровня тяжести, техноген-

ных аварий и катастроф. В связи с этим задача своевременного и качественного обучения рабочих и инженерно-технических работников, задействованных в структуре производства, приобретает все больший приоритет. Автономная некоммерческая организация Учебный центр (УЦ) «Профиль» была основана в 2005 году для оказания услуг дополнительного профессионального образования в области промышленной безопасности. В рамках системы менеджмента качества в УЦ предусмотрен постоянный мониторинг учебного процесса, анализ качества обучения, корректировка методики преподавания, качества раздаточного материала, принцип формирования группы и другие аспекты организационной и учебно -методической деятельности.

Разрабатываемая система менеджмента качества (СМК) образовательного процесса УЦ базируется на принципах международных стандартов ISO 9000, Стандартов и Директив ENQA или моделей EFQM [1].

Цель работы: создать программное обеспечение (ПО), которое позволит автоматически решать следующие задачи:

• первичная обработка заявок, включающая в себя процедуру определения области аттестации;

• составление списков слушателей (клиентов учебного центра (УЦ));

• реализация учебного процесса, подготовка учебно-методического комплекса, оформление протоколов, свидетельств, удостоверений в зависимости от направления обучения и вида ответственности слушателя;

• адекватная оценка качества обучения и работы УЦ.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать математические модели рас-

Системный анализ. Моделирование. Транспорт. Энергетика. Строительство

ш

чета дисперсии наполняемости групп, коэффициента эффективности обучения.

2. Спроектировать базу данных.

3. Спроектировать и реализовать программную часть автоматизированной системы на основе современных средств программирования.

Математическое обеспечение

Рассматривая образование как некий интеллектуальный продукт, его качество следует оценивать с позиции потребителя [1]. Поэтому необходимо разработать сбалансированную систему показателей, при которой учитываются три класса показателей, а именно показатели удовлетворенности клиентов, показатели эффективности процессов в организации и показатели удовлетворенности собственных сотрудников.

Авторами разработаны следующие показатели оценки качества обучения: процент слушателей, успешно сдавших экзамен (П), коэффициент эффективности обучения Кэфф, дисперсия наполняемости групп, позволяющая оценить качество составляемого расписания занятий [2]. Дисперсия наполняемости групп вычисляется по формуле

А =

телю в плане совершенствования методики преподавания и содержания учебного материала;

- определяющие уровень знаний слушателя по окончании курса - они позволяют рассчитать показатели качества обучения, построить объективную картину обучаемости Слушателей на основе статистической обработки данных за определенный промежуток времени (в том числе можно оценить степень ответственности организаций в отношении требований к персоналу и организации обучения своих сотрудников);

- для выяснения мнения Слушателей (формирование обратной связи), которое позволяет выявить недостатки в организации процесса обучении со стороны учебного центра, корректность постановки вопросов анкет, проанализировать пожелания слушателей. На рис. 1 представлена структура системы измерений показателей качества посредством входного и выходного анкетирования.

где Пцг - среднее количество слушателей в группе по данной подготовке, п7 - количество слушателей на 7-й подготовке.

Для анализа качества обучения введен коэффициент эффективности Кэфф, который вычисляется на основании входного и выходного анкетирования Слушателей. В анкете 1 (до начала обучения) представлены следующие вопросы:

- идентифицирующие личность слушателя и общие задачи обучения;

- определяющие более узкую специализацию слушателя - эти вопросы позволяют преподавателю сориентироваться на разделах программы, непосредственно связанных с трудовой деятельностью слушателей;

- выясняющие начальный уровень знаний слушателя в области обучения. Эти вопросы также позволяют преподавателю сориентироваться на разделах программы, по которым обнаружились пробелы в знаниях слушателей, и дают информацию для последующего анализа показателей качества обучения.

Анкета 2 (по окончании обучения) включает вопросы:

- позволяющие уточнить степень удовлетворенности слушателей качеством обучения - ответы на эти вопросы дают информацию преподава-

Рис. 1. Структура системы измерений показателей качества посредством входного и выходного анкетирования

Показатель начального уровня знаний под-считывается по формуле:

п

Пу _1 =Ё П1 V; ,

(1)

1 =1

где П - оценка ответа на текущий вопрос, I - номер текущего вопроса, п - количество вопросов в анкете, V; - весовой коэффициент текущего вопроса. Весовые коэффициенты введены с целью приведения значения рассчитанных показателей уровня к единому диапазону (0-1), независимо от количества вопросов в данной анкете.

Аналогичным образом подсчитывается показатель уровня знаний по окончании курса обу-

чения П„

ИРКУТСКИМ государственный университет путей сообщения

(Пу 2 - Пу1 + 3)

1

* 2 на основании оценки ответов на вопросы «выходной анкеты». Вопросы выходной анкеты составлены на основании содержания программы обучения по конкретной тематике с учетом соответствующих Правил, утвержденных Рос-технадзором. Коэффициент эффективности обучения вычисляется по формуле (2):

-• ехр — (Пу_2 -6). (2)

(Пу _2 + Пу _1) В данной формуле смещение «3» введено с целью вывести показатели, соответствующие удовлетворительному качеству обучения, из минусовой области для адекватной их идентификации. Смещение «6» в показателе степени введено с целью вывести из рассмотрения неприемлемые результаты обучения, при которых Слушатели не могут быть аттестованы. Все возможные варианты результатов представлены в табл. 1 и на рис. 2, построенном по данным табл. 1. В соответствии с расчетными результатами Кэфф, преподаватель

(или представитель руководства по качеству) при анализе качества обучения может выставить оценку и перевести ее в балльную шкалу. Таблица оценок (см. табл. 2) должна соответствовать табл. 1.

При анализе системы менеджмента качества (СМК) производится расчет показателей эффективности обучения по всем группам обучения (или выборочно). Рассчитанные и сведенные в таблицу показатели качества процесса обучения могут быть подвергнуты дальнейшему анализу и статистической обработке.

Для измерения показателей удовлетворенности заказчиков применяется социологический метод. Руководителям предприятий рассылаются анкеты, в которых предлагается оценить по трехбалльной системе такие показатели, как Оперативность, Качество подготовки, Удовлетворенность слушателей. В табл. 3 приведены показатели удовлетворенности, их градации, соответствующие им весовые значения и диапазоны возможных значений.

Таблица 1

Расчет коэффициента эффективности обучения

П у 2

П у 1 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

1 8,061 4,93 3,02 1,855 1,143 0,708 0,44 0,279 0,18 0,123

2 6,773 4,074 2,446 1,466 0,875 0,52 0,31 0,179 0,102 0,055

3 5,684 3,361 1,977 1,154 0,667 0,379 0,21 0,112 0,054 0,021

4 4,75 2,758 1,586 0,899 0,5 0,27 0,14 0,064 0,023 0

5 3,941 2,241 1,255 0,687 0,364 0,182 0,08 0,028 0 -0,01

6 3,233 1,793 0,971 0,507 0,25 0,11 0,04 0 -0,02 -0,02

7 2,608 1,401 0,725 0,353 0,154 0,051 0 -0,02 -0,03 -0,03

8 2,053 1,055 0,51 0,22 0,071 0 -0,03 -0,04 -0,04 -0,04

9 1,556 0,747 0,32 0,103 0 -0,04 -0,06 -0,06 -0,05 -0,04

10 1,108 0,472 0,151 0 -0,06 -0,08 -0,08 -0,07 -0,06 -0,04

—♦—Пу2=10 —■— Пу2=9 Пу2=8 —*— Пу2=7 —*— Пу2=6

2

_Вход_

Рис. 2. Графики зависимости коэффициентов эффективности обучения от «входного» и «выходного»

уровня знаний Слушателей

Системный анализ. Моделирование. Транспорт. Энергетика. Строительство

ш

С целью оптимизации и снижения временных затрат анализа СМК предлагается разработка автоматизированной системы мониторинга учебного процесса (АСМУП), в которой предусмотрено создание баз данных по категориям информационных потоков учебного центра, автоматическое заполнение таблиц и отчетов по качеству, автоматический расчет коэффициента эффективности обучения и других показателей качества, определенных в спецификациях основных процессов учебного центра.

Программная реализация

АСМУП работает в архитектуре «клиент/сервер», главное достоинство которой - распределенная обработка данных, т. е. выполнение серверной частью программы запросов клиентской части. Серверная часть приложения обеспечивает хранение данных и их обработку, а клиентская часть передает серверу соответствующие за-

просы.

Также система оснащена базой данных «BAZA», основное назначение которой состоит в хранении всех необходимых данных (об организации-заказчике, о группах, профиле обучения, о преподавателях и многие другие). Данная база данных является реляционной, информация хранится в виде логических таблиц с уникальными записями. Ниже на рис. 3 отображена структура базы данных (БД).

Разработаны следующие таблицы: «Заявка», «Группа», «Преподаватель», «Организации», «Клиент по заявке», «Заявка группы», в которых содержится вся основная, сформированная и наиболее полная информация, с которой мы чаще всего будем работать. Справочниками (можно назвать списками) являются: «Тип заявки», «Профиль», «Место» - список адресов и аудиторий, где будут проводиться занятия, «Программа подготовки», «Вид документа», т. е. аттестат, сертификат,

Таблица 2

Таблица оценок

Таблица 3

Показатели удовлетворенности заказчиков___

№ Показатели удовле- Варианты Запол- Балл Формула для Целевые Допусти-

п/п творенности ответов няется расчета показатели мые пока-

заказчи- затели

ком

1 2 3 4 5 6 7 8

хорошо 2 ОП -- YH- п — балл,

1 Оперативность, ОП удовл 1 2 >1

неуд -1

Качество подготовки, КП хорошо КП -- е- П 1 балл,

2 удовл 1 2 >1

неуд -1

хорошо л 1 балл,

3 Удо влетворенно сть удовл 1 ус - - п ' 2 >1

слушателей, УС неуд -1

ИРКУТСКИМ государственный университет путей сообщения

Рис. 3. Структура БД

свидетельство и т. д., «Область подготовки», «Причина» - в данном справочнике будет указана причина подготовки или переподготовки клиента, «Клиент», «Преподаватель», «Срок обучения», «Статус» - в них указывается статус заявки: ожидание или допуск. В качестве сервера БД используется FireBird SQL Server, на который ложится основная нагрузка по поддержанию целостности БД, ее восстановлению после сбоев, защита БД и обработка запросов. Для удобного интерфейса используется клиентское приложение на языке программирования Borland Delphi 7.0. Данное приложение отвечает за обработку результатов и двустороннюю связь с БД.

При запуске приложения открывается главная форма заявок от организаций «Заявка». В этой форме отображена таблица с данными, которую мы можем редактировать и выводить на печать в любом формате, поддерживаемом Microsoft Office Word, а также главное меню программы, благодаря которому пользователь может открыть другие таблицы, справочники и отчеты.

В качестве примера на рис. 4, 5 представлено несколько форм, с которыми может работать пользователь.

На рис. 6 и 7 приведена блок-схема основной программы.

Системный анализ. Моделирование. Транспорт. Энергетика. Строительство

Заявка ЗИ 1

Таблицы/Справочники Отчёты Выход

Организация |РА1 ЕРОЭ КО|_5|_ Область пвдгсловки |Кому направлена |0АТЕИЕН0 ШМРРЖ РАТЕЫАСНг -

► 3 12678 ■ 4ii.il 1.....г 08 12 2010 14 Пожарная безопасност Васильев 17.12.2010 122678880 12 01 2011

1 12456 СтройКом 04 10 2010 21 охрана труаа Пермякова 12.11.2010 122456770 11.01 2011

2 12457 ХимПласт 06.10.2010 8 химия нефтехимия Васильев 14.10.2010 122456771 16.102010

1 Добавить ;| Изменить Уделить | Печать

Рис. 4. Таблица «Заявка»

Рис. 5. Справочник «Преподаватель»

1 -добавить;

2-редактиров ать;

3-удалить; 4-печать

Вывод изменений в исходную таблицу (номер заявки, организация, кол-во чел. в группе, время поступления заявки, когда утверждена, дата начала занятий

Запись

отредактированных значений в исходную таблицу

Рис. 6. Блок-схема программы

ИРКУТСКИМ государственный университет путей сообщения

Рис. 7. Продолжение рис. 6

шшт

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Аниськина Н. Н. Подготовка к сертификации интегрированной системы менеджмента в территориальной генерирующей компании // ММТТ-23 : сб. тр. XXIII Междунар. науч. конф. / Балакирева В. С. - Саратов : изд-во Сарат. гос. техн. института. - 2010. - : Т 11. - С. 188-192.

2. Голубцова Т. В., Замыслова Г. П., Асламова В. С. Показатели качества процесса обучения в организации дополнительного профессионального образования // ММТТ-23 : сб. тр. XXIII Междунар. науч. конф.- Саратов : изд-во Сарат. гос. техн. ин-та. - 2010. - Т. 12. -С.170-174.

3. Темникова Е. А., Голубцова Т. В., Асламова В. С. Разработка программного обеспечения для автоматизации процесса обучения слушателей учебного центра «Профиль»: сб. науч. тр. молодых ученых и студентов. - Ангарск : АГТА. -2010.- С. 78-83.

УДК 621.3.083 Пудалов Алексей Дмитриевич,

канд. техн. наук, доцент кафедры ПЭ и ИИТ, Ангарская государственная техническая академия,

e-mail: [email protected]

УНИФИЦИРОВАННАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СХЕМА ПРИБОРОВ АНАЛИТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

A.D. Poudalov

UNITIZED METERING CIRCUIT OF INSTRUMENTS OF ANALYTICAL CONTROL

Аннотация. В статье рассматриваются проблемы унификации схем приборов для аналитических измерений. Приведена структурная схема унифицированного прибора, предназначенного для измерений в широких диапазонах концентраций влажности газов и жидкостей.

Ключевые слова: прибор, аналитические измерения, унификация, измерения влажности, электронная схема.

Abstract. In the article problems of unification of schemes of devices for analytical measurements are considered. The block diagram of the unified device intended for measurements in wide ranges of concentration of humidity of gases and liquids is resulted.

Keywords: instrument, analytical measurements, unifications, humidity measurements, electronic circuit.

Аналитические измерения в промышленности и на производстве занимают очень важное место в технологических, теплоэнергетических и химических процессах и позволяют обеспечивать высокий научно-технический уровень готовой продукции. Современные высокотехнологичные производства в процессе совершенствования своих технологий постоянно нуждаются в высокоточных и быстродействующих измерительных приборах.

Как правило, современные разработки в области аналитического приборостроения идут по пути создания измерительных схем приборов в уникальном виде. Под уникальностью понимается, что измерительное устройство выполняет только лишь ту конкретную измерительную функцию, для которой оно создавалось. В связи с этим, каждый прибор содержит электронную схему, которая