CC BY
23
УДК 004.4
МОДЕЛЬ, АЛГОРИТМ И ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РАСЧЕТА
УЧЕБНОЙ НАГРУЗКИ
П.В.Тулупов, Н.Н. Хрисанов
Самарский государственный технический университет
443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244
E-mail: zf@samgtu.ru
Рассматриваются модель и программная реализация расчета учебной нагрузки на
заочном факультете Самарского государственного технического университета.
Ключевые слова: образовательный стандарт, учебный план, расчет учебной нагрузки,
OpenOfficeCalc.
Расчет учебной нагрузки, выполняемой кафедрами вуза, является необходимой и трудоемкой процедурой. В отдельном образовательном учреждении высшего профессионального образования этот процесс осуществляется либо один, либо два раза в год. При этом в зависимости от принципов управления в вузе расчет может выполняться либо централизовано, либо каждым учебным подразделением. В настоящее время в ФГБОУ ВПО «Самарский государственный технический университет» реализованы оба подхода. Основная часть расчета нагрузки по очному обучению выполняется кафедрами с контролем правильности расчета управлением высшего и послевузовского профессионального образования (УВ ППО). Расчет нагрузки по заочному обучению выполняется деканатами заочного факультета и факультета дистанционного и дополнительного образования. Результаты расчета доводятся до кафедр и после согласования с ними - до УВ ППО.
Цель расчета состоит в том, чтобы установить плановый объем научно -педагогической работы отдельных подразделений и вуза в целом, определяющий штатную численность профессорско-преподавательского состава.
Задачи оптимизации затрачиваемых человеческих и материальных ресурсов, а также обеспечения гибкости функционирования и быстродействия отклика на текущие изменения можно решить путем разработки автоматизированной системы расчета нагрузки.
При этом необходимо разработать [1]:
- математическую модель, описывающую входную и выходную информацию и связи между ними;
- алгоритм расчета, основанный на разработанной модели;
- структуру программы и программный код, а также дружественный пользовательский интерфейс.
Информацию, являющуюся исходной для расчета нагрузки, необходимо классифицировать.
Основными документами, регламентирующими организацию учебно-воспитательного процесса и обеспечивающими подготовку выпускников согласно
Павел Владимирович Тулупов, кандидат технических наук, доцент кафедры электромеханики и автомобильного электрооборудования.
Николай Николаевич Хрисанов, кандидат технических наук, доцент кафедры вычислительной техники.
государственным образовательным стандартам и квалификационным требованиям на выполнение профессиональных задач, устанавливаемых вузом, являются учебный план и сформированный на его основе рабочий учебный план (РУП) текущего года обучения.
Из учебного плана можно определить следующую входную информацию для расчета учебной нагрузки, выполняемой преподавателем и студентами или только студентами:
- часы лекционных, лабораторных и практических занятий в том или ином семестре;
- вид промежуточной аттестации (экзамен, зачет с оценкой, зачет), соответствующий этим занятиям;
- курсовые проекты, курсовые и контрольные работы, выполняемые студентами по определенным дисциплинам в определенные семестры;
- время (семестр) учебной, производственной, преддипломной практик, дипломного проектирования, научно-исследовательской работы и выполнения магистерской диссертации.
Из РУП можно определить следующую дополнительную к рассмотренной выше входную информацию:
- кафедры, за которыми закреплены дисциплины, либо их отдельные составляющие, практики, разделы дипломного проектирования (это закрепление определяется ежегодным локальным актом университета и зависит от текущего количества студентов, наличия лабораторной базы и т.д.);
- потоки по лекционным, практическим и лабораторным занятиям по дисциплинам разных РУП, требования к которым разных образовательных стандартов близки по содержанию.
Учебные планы и РУП являются необходимыми, но не достаточными для расчета учебной нагрузки источниками информации. Для расчета объема деятельности профессорско-преподавательского состава по видам работ, отраженным в учебных планах и РУП, необходимо установление локальным актом вуза норм времени (НВ).
Информацию в РУП и НВ можно разделить на два вида:
- качественные характеристики учебной работы (наименования дисциплин и практик, вид учебной работы и т.п.);
- количественные характеристики учебной работы (объем часов по видам работ отдельных дисциплин, количество контрольных работ и недель практики и т.п.).
Представим все переменные в задаче в виде множеств.
В основе расчета лежит последовательный просмотр элементов массива Q. Каждый элемент этого массива содержит информацию о конкретной дисциплине, изучаемой на данном курсе, достаточную для вычисления нагрузки преподавателяили преподавателей, участвующих в преподавании данной дисциплины. Каждый элемент этого массива состоит из следующих подмножеств:
Qi = {Li , Г, 0, Х0, ¿в,К, п V, 1т },
гдеЯ1 - соответствующий элемент множества РУП; й1 - массив с данными о дисциплине ;Х о, Xв- массивы с данными о занятиях соответственно в осеннем и весеннем семестрах; К - номер кафедры, которая проводит занятия по данной дисциплине;Рк - массив потоковпо видам занятий; VI - массив внеаудиторных занятий; I т - номер исключения, используемого при расчете нагрузки для заданной дисциплины.
Массив Ь указывает: уровень, на котором обучается студент, Ь1 = {бакалавриат, специалитет, магистратура}; наименование специальности, профиля подготовки или магистерской программы, на которой обучается студент, Ь2 = {Бурение нефтяных и газовых скважин, Электроснабжение, ...}; коды по общероссийскому классификатору специальностей по образованию, государственным образовательным стандартам и ФГОС, а также дополнительным классификаторам вуза для наименований подмножества Ь2- Ь3 = {130504, 131000-3, 140211, 140400-4.}; выпускающую кафедру, преподаватель которой работает со студентом, Ь4 = {Бурение нефтяных и газовых скважин, Электроснабжение промышленных предприятий, ...};
У-курс обучения, У = {первый, второй, ... шестой}.
Массив В включает подмассивы: с названиями дисциплин,изучаемых студентом под руководством преподавателя, В ={Философия, Экология, ..., Безопасность жизнедеятельности}; шифрами дисциплин В2 ={Б1.Б.1, Б1.В.ОД.2, ...}; значениями ЗЕТ (зачетные единицы трудоемкости)В3 ={3, 4, ...}.
Множества ZО,ZВ содержатв соответствии с указанным семестром: информацию о видах учебной работы, выполняемой преподавателем с группой студентов, Zl= {лекции, практические занятия, лабораторные занятия, консультации перед промежуточной аттестацией}; виды учебной работы (включая промежуточную аттестацию), выполняемой преподавателем с отдельным студентом, Z2 = {экзамен, зачет с оценкой, зачет, контрольная работа, курсовая работа, курсовой проект, междисциплинарный экзамен, консультации по разделам выпускной квалификационной работы}; объем самостоятельной работы студента Z3.
К - массив с информацией о кафедре, которой поручено проводить занятия по данной дисциплине :К - номер кафедры, К2- название кафедры, К3- заведующий кафедрой.
Р - массив с информацией о потоках, состоит из трех подмассивов:Р]-лекционные потоки; Р2 -лабораторные занятия, объединенные в потоки; Р3 -практические занятия, объединенные в потоки. Каждый подмассив Р, в свою очередь, содержит массив специальностей, которые объединяются в поток по данной дисциплине. Потоки по лабораторным и практическим занятиям дополнительно включают массивы групп, входящих в данный поток.
V - массив с информацией о внеаудиторных занятиях, V1 = {Учебная практика, Производственная практика, . } .
I - массив с информацией о типе исключения, когда для данной дисциплины используется метод расчета нагрузки, отличающийся от стандартного.
Расчет производится с учетом действующих норм на выполнение отдельных видов занятий. Нормы можно представить в виде множества коэффициентов, используемых при расчете - N ={МЛК, Ыш, ...}, где Мж - коэффициенты для расчета нагрузки при проведении лекционных занятий; МПР - коэффициенты для расчета нагрузки при проведении практических занятий и т. д.
Результатом расчета являются два массива: Яи Я - результатрасчета соответственнодля всех студентов и для обучающихся на коммерческой основе. На каждом этапе расчета
Модель расчета нагрузки для конкретной кафедры К; приведена на рис. 1.
Рис. 1. Модель расчета нагрузки приложения для расчета нагрузки
Расчет нагрузки реализован с использованием офисного пакета OpenOffice.org, имеющего следующие преимущества [2,3]: использование пакета OpenOffice.org не требует покупки лицензии, разработанные приложения работают без изменений на разных операционных платформах (Windows, Linux), пользователю, знакомому с работой с MS Office, не составляет большого труда перейти к работе с пакетомOpenOflice.org и, наконец, в OpenOffice.org реализована более удобная процедура взаимодействия отдельных модулей пакета на программном уровне по сравнению с MS Office. При этом используется следующая схема созданияэлементов системы (рис.2).
Cale
OpenOffice.orgBasic
Модули
Запросы
i г
Выходные документы
Рис.2. Схема приложения для расчета нагрузки
Применение этой схемы имеет следующие преимущества: шаблоны и отчеты создаются в среде Calc, что позволяет обычному пользователю, имеющему навыки работы с электронными таблицами, производить необходимые изменения в выходном отчете и в определенных пределах выполнять изменения во входных шаблонах, которые используются для создания выходных отчетов. При этом пользователю доступен весь богатый арсенал средств редактирования в среде Calc. В то же время потребитель получает отчет в привычном формате электронной таблицы, например в формате xls; для создания форм используются диалоговые окна OpenOffice.org Basic, имеющие вид обычных окон Windows. Это усложняет процесс
написания макросов, поскольку встроенные мастера в этом случае недоступны, но в то же время значительно расширяет возможности форм; запросы к базе данных формируются с помощью макросов, тем более что OpenOffice.org Basic предоставляет простые средства для формирования SQL-запросов любой сложности к базе данных Base.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Тимошек И.Н., Ковтун МВ.Модель расчета учебной нагрузки на кафедре вуза// Труды международного форума по проблемам науки, техники и образования. Т. 2. -М.: Академия наук о земле, 6-10 декабря 2004. - С. 89 - 93.
2. OpenOffice.org для профессионала. - М: ДМК Пресс, 2008. - 448с.
3. OpenOffice.orgpro. Автоматизация работы. - М: ДМК Пресс, 2009. - 512с.
Поступила в редакцию 15.06.2013; в окончательном варианте 15.06.2013
UDC 004.4
MODELS, ALGORITHMS, AND SOFTWARE IMPLEMENTATION
OF THE TEACHING LOAD CALCULATION
P. V. Tulupov, N.N. Hrisanov
SamaraStateTechnicalUniversity
244, Molodogvardeiskaya st., Samara, 443100
E-mail: zf@samgtu.ru
The model andsoftware implementationof workloadcalculation at the correspondencedepart-mentof the SamaraStateTechnicalUniversity is considered.
Key words:educational standard, curriculum, calculation of teaching load, Open Office Calc.
Original article submitted 15.06.2013; revision submitted 15.06.2013
Pavel V. Tulupov(PhD),Associate professor, Dept. Electrical mechanics and automobile electrical equipment.
Nikolay N. Hrisanov (PhD), Associate professor, Dept. ComputerEngineering.
