CC BY
37
https://orcid.org/0000-0002-1256-6138 https://orcid.org/0000-0001-5843-5638 https://orcid.org/0000-0002-4944-9461
УДК 004.42
Б.Л. ГОЛУБ*, Д.В. ВЕТРОВА*, К.О. ПРОН1ШИНА*
ПРОГРАМНА СИСТЕМА ФОРМУВАННЯ РОЗКЛАДУ ЗАНЯТЬ У ЗАКЛАД1 ВИЩОÏ ОСВ1ТИ
Нацюнальний унiверситет 6iopecypciB i природокористування Украши, м. Кшв, Украша
Анотаця. Стаття присвячена виршенню проблем, пов'язаних i3 в1дсуттстю единог системи електронного документообiгу та застартими методами створення розкладу в закладах вищог освiти. Одним i3 найважливiших завдань забезпечення якiсноï оргамзацИ' навчального процесу у закладi вищог освти е автоматизащя процесу формування навчального розкладу. Правильно i точно складений розклад забезпечуе рiвномiрне завантаження аудиторного фонду, студентських груп i професорсько-викладацького складу. У закладi вищог освти, як i на будь-якому тдприемст-вi, неодмтно проходить процес автоматизацИ' i, незважаючи на те, що поняття освiтньоï дiяль-ностi едине для вах освттх установ, у кожному закладi вищог освти цей процес проходить по-рiзному. Значний вплив на процеси автоматизацИ' здiйснюе як наявтсть грошових коштiв, так i готовтсть використання iснуючих програмних ршень. Останне пов 'язано зi специфiкою процеив у кожному закладi вищог освти та людським фактором. Запропоновано використання програм-ного продукту, який значно спростить процес документообiгу та складання розкладу, дозволить вiдiйти вiд ручног та паперовог роботи. Останне вiдбуваеться завдяки автоматизованому вико-нанню функцт збереження та передачi даних, валiдацiг, розповсюдженню iнформацiг тощо. Пе-редбачене розповсюдження розкладу для студентiв та викладачiв за допомогою iнтернет-сервiсу. Це дозволить отримати доступ до розкладу у зручному виглядi. Запропонована програмна система може бути використана будь-яким закладом.
Ключов1 слова: розклад занять, формування розкладу, автоматизована система, заклад вищог освiти, документообiг, навчальне заняття, навчальний процес, навчальне навантаження, кафед-ральна заявка, витяг iз навчальних платв, оптимiзацiя, розповсюдження, iнтернет-сервiс, програмна система, тдсистема, аудиторний фонд, спещальтсть, Microsoft SQL Server.
Аннотация. Статья посвящена решению проблем, связанных с отсутствием единой системы электронного документооборота и устаревшими методами создания расписания в учреждениях высшего образования. Одной из важнейших задач обеспечения качественной организации учебного процесса в учреждении высшего образования является автоматизация процесса формирования учебного расписания. Правильно и точно составленное расписание обеспечивает равномерную загрузку аудиторного фонда, студенческих групп и профессорско-преподавательского состава. В заведении высшего образования, как и на любом предприятии, обязательно проходит процесс автоматизации и, несмотря на то, что понятие образовательной деятельности единое для всех образовательных учреждений, в каждом заведении высшего образования этот процесс проходит по-разному. Значительное влияние на процессы автоматизации имеет как наличие денежных средств, так и готовность использования существующих программных решений. Последнее связано со спецификой процессов в каждом учреждении высшего образования и человеческим фактором. Предложено использование программного продукта, который значительно упростит процесс документооборота и составление расписания, позволит отойти от ручной и бумажной работы. Последнее происходит благодаря автоматизированному выполнению функций сохранения и передачи данных, валидации, распространению информации и тому подобное. Предусмотрено распространение расписания для студентов и преподавателей с помощью интернет-сервиса. Это позволит получить доступ к расписанию в удобном виде. Предложенная программная система может быть использована любым заведением.
Ключевые слова: расписание занятий, формирование расписания, автоматизированная система, учреждение высшего образования, документооборот, учебное занятие, учебный процесс, учебная нагрузка, кафедральная заявка, выписка из учебных планов, оптимизация, распространение, интернет-сервис, программная система, подсистема, аудиторный фонд , специальность, Microsoft SQL Server.
© Голуб Б.Л., Ветрова Д.В., Прошшина К.О., 2019 ISSN 1028-9763. Математичш машини i системи, 2019, № 4
Abstract. This paper is about solving problems related to the lack of a unified electronic records system and outdated methods of scheduling in higher education institutions. One of the most important tasks of ensuring the quality organization of the educational process in the institution of higher education is the automation of the process of formation of the educational schedule. Properly and accurately compiled schedule ensures uniform loading of the auditorium, student groups, and academic teaching staff. In higher education institutions, as in any enterprise, inevitably undergoing automation and, despite the fact that the concept of educational activity is unique to all educational institutions, in every higher education institution, this process is different. The availability of cash and the willingness to use existing software solutions have a significant impact on automation processes. The latter is related to the specifics of the processes in each higher education institution and the human factor. It is suggested to use a software product that will greatly simplify the process of workflow and scheduling, will allow to move away from manual and paper work. The latter is due to the automated execution of data storage and transmission functions, validation, information dissemination and etc. Intended distribution of schedules for students and teachers through the online service. This will allow to access the schedule conveniently. The proposed software system can be used by any institution.
Keywords: educational schedule, formation of the schedule, automated system, institution of higher education, workflow, educational class, educational process, study load, departmental application, excerpt from curricula, optimization, distribution, internet service, software system, subsystem, auditorium fund, specialty, Microsoft SQL Server.
DOI: 10.34121/1028-9763-2019-4-100-109
1. Вступ
Розклад навчальних занять - важливий документ закладу вищо'' осв^и (ЗВО), яким регла-ментусться академiчна робота студенев i викладачiв. Вимоги, яю треба враховувати при складанш розкладу навчальних занять, таю [1]:
• виконання робочих навчальних плашв та графтв навчального процесу;
• створення належних умов пращ для професорсько-викладацького складу;
• рiвномiрний розподш навчального навантаження впродовж тижня (бажано уника-ти наявносп «вшон») та дотримання уах вимог щодо кшькосп пар на день, тиждень тощо;
• ефективне використання аудиторного фонду.
Це вимагае аналiзу великого об'ему шформацп про аудиторний фонд (навчальний корпус, кшьюсть мюць в аудитора корпусу, тип аудитора, наявшсть спецiалiзованого при-ладдя), викладацький склад (побажання окремих викладачiв, пов'язаних з 'х зайнятютю), навчальш плани (кшькють годин, видшених на лекцп, практичш, семшарсью заняття для вщповщних дисциплш), структура окремого курсу (кшькють потоюв, груп, тдгруп, контингент студенев на кура) тощо.
Як показуе аналiз, документообщ який супроводжуе формування розкладу та мае суттевий вплив на яюсть сформованого розкладу, як правило, реалiзуеться вручну, за до-помогою ручки та паперу або у виглядi файлiв довшьного формату. Цей процес ускладне-ний ще й великою кшькютю навчальних корпуав, аудиторш, рiзноманiтниx спещальнос-тей та груп. Отже формування розкладу не може бути автоматизовано без виршення проблем, пов'язаних з оргашзащею документооб^. Тому, при розглядi питання автоматизацп формування розкладу було придiлено велику увагу виршенню проблем, пов'язаних з цим питанням.
У результат була розроблена програмна система, метою яко'' було виршення таких
задач:
• автоматизащя аналiзу навчальних планiв;
• формування в електронному виглядi аудиторного фонду;
• забезпечення подання кафедрально'' заяви на проведення занять у структуровано-му виглядц
• формування розкладу в автоматизованому режиму
• забезпечення отримання заявки на змши у розкладi та реалiзацiя цих змш;
• розповсюдження розкладу з використанням штернет-ресурав.
Метою cmammi е висвiтлення проблем, пов'язаних з формуванням навчального розкладу в закладах вищо'1 осв^и, та шюстращя шляхiв подолання ïx. Подано загальну архь тектуру системи та опис кожно'1' складово'1'.
Система, яка пропонуеться, розроблена на базi вивчення навчального процесу та формування розкладу у Нащональному ушверситет бюресурав i природокористування Украши. Цей ушверситет - один iз найбiльшиx ушверситетсв Украши, заняття проводять-ся на 16-ти факультетах в 15-ти корпусах. Тому система, яка представлена у статп, може слугувати прототипом при створенш подiбниx систем як у великих навчальних закладах, так i у маленьких.
2. Структура
Розроблюваний програмний зааб складаеться з кшькох тдсистем, якi можуть використо-вуватись окремо.
Усю систему можна роздiлити на таю пщсистеми (рис. 1):
1. Управлшня загальною iнформацiею.
Призначена для внесення даних про структуру ушверситету, а саме про:
◦ факультети;
◦ кафедри;
◦аудиторний фонд;
◦ спещальносп:
■ курси;
■ академiчнi групи.
2. Управлiння документообiгом.
Слугуе для внесення до системи шформацп, що збер^аеться у вiдповiдниx документах i постшно оновлюеться, а саме: витяг iз навчального навантаження у розрiзi спещаль-ностей та розподш навчальних занять мiж науково-педагопчними працiвниками (НПП).
3. Формування розкладу.
Необхщна безпосередньо для створення та редагування розкладу. Надае можливють в автоматичному режимi обирати дисциплiну, вид зайняття (лекцiйне, практичне, семшар-ське), викладача, групу, день тижня, пару та аудиторш, в якш буде проходити зайняття. Програмно передбачена система обмежень, що дозволяе уникнути накладок у розкладу
4. Управлшня запитами на змши.
Надае можливють формування запиту вщ викладачiв щодо внесення змш у навча-льний розклад. Запит передаеться в навчальний вщдш. У подальшому навчальний вiддiл або схвалюе запит та вносить змши, або вщхиляе його.
5. Розповсюдження розкладу.
Функщонуе у двох режимах: формуе розклад у формат таблиц Excel для внутр^-нього користування або завантажуе його на сайт для загального доступу.
3. Управлшня даними
Централ1зована база даних
Для забезпечення доступу до необхщно'1' шформацп була розроблена централiзована база даних (БД) у середовищi Microsoft SQL Server Management Studio. БД е реляцшною та приведена до 3-ï нормально'1' форми [2].
Умовно всю БД можна подшити на 4 лопчш частини, вщповщно до вхщно'1' шформацп, збереження яко'1' необхщно забезпечити.
• Аудиторний фонд Включае данi про:
Рисунок 1 - Структура програмно! системи
◦ аудитора;
◦ корпус;
◦ тип заняття, для якого призначена аудиторiя;
◦ кафедру, факультет, яким аудиторiя належить;
◦ спецiалiзоване апаратне та програмне забезпечення аудитора.
• Спец1альност1 та академ1чт групи Включае даш про:
◦ спецiальностi;
◦ осв^ньо-професшш програми (ОПП);
◦ курси;
◦ групи;
◦ варiанти скорочень, якими можуть позначати студенев певно! спецiальностi, термiни навчання, курсу, форми навчання (щ данi у подальшому будуть використанi для редагування вхiдних файлiв).
• Викладацький склад Включае даш про:
◦ розподш навчальних занять (бажаш аудитора для викладання певно! дисциплiни);
◦ побажання щодо графiка роботи (особливо важливо для викладачiв, що працюють за сумюництвом).
• Розклад.
Программ модулг
На рис. 2 представлений склад програмно! системи в частиш забезпечення автоматизова-ного управлшня документами, необхщними для формування розкладу занять.
Рисунок 2 - Структура модутв тдсистеми
1. Аудиторний фонд
На прикладi ушверситету, що розглядаеться, маемо бшьше 15 корпуав, у кожному з них десятки аудиторш. 1нформащю про кожну аудиторiю необxiдно записати до БД, адже при виборi аудиторп для певного заняття дуже важливим е ïï розташування (а саме розташу-вання корпусу), тип аудиторп, техшчне забезпечення, кiлькiсть учбових мюць тощо. Оскь льки такий великий об'ем шформацп складно заповнити вручну, було прийнято ршення зчитати цю шформащю з вiдповiдного файла.
Даний документ сформований як файл формату .docx, тобто не е структурованим. Це викликае певш проблеми при спробi програмно зчитати данi з цього файла та записати ïx у БД. Тож для мiнiмiзацiï ймовiрностi виникнення помилок файл було програмно пере-форматовано з файла формату .docx у файл формату .xlsx за допомогою спецiальниx бiблi-отек C# [3], якi надають можливiсть працювати iз програмами Microsoft Office. I в подаль-шш роботi використовувався саме файл формату .xlsx. Такий метод можна застосовувати для будь-яких файлiв типу .docx та .doc, яю мiстять таблиц з iнформацiею, яку необxiдно програмно обробити.
Мшусом такого рiшення е витрати чималого часу. Проте така дiя вщбуваеться тшь-ки на початку роботи системи, а потм iнформацiю щодо аудиторного фонду можна змь нювати за допомогою вщповщного програмного модуля.
2. Управлшня академiчними групами
Цей модуль мае забезпечити внесення даних щодо спещальностей, осв^шх програм, кур-сiв на певному освiтньому рiвнi та термiнiв навчання. Пiсля додавання вах цих даних стае можливим коректне внесення шформацп щодо академiчниx груп.
Додатковою, але не менш важливою, е функщя додавання рiзниx варiантiв скоро-чень для позначення рiзниx академiчниx груп, якi будуть використовуватися в тих документах, в яких вказана шформащя щодо навчальних плашв, розподшу занять тощо.
3. Документ «Розподш навчальних занять мiж НПП»
При розробцi автоматизованого робочого мюця спецiалiста з планування розкладу ми з^к-нулися з проблемою вщсутносп стандартiв формування документацп в серединi унiверси-тету. Тому для кожно'1 кафедри був розроблений окремий шаблон для внесення необхщних даних.
Розподш навчальних дисциплш оформлено у виглядi таблицi Excel (рис. 3). Табли-ця мiстить такi поля: номер за списком, спещальшсть та курс, потш та номер групи, посада та прiзвище викладача, що проводить лекцшш заняття, посада та прiзвище викладачiв, що проводять лабораторно-семшарсью заняття, аудиторiï для проведення занять.
Дисциплша Факультет, Поток, Лабораторно-ршчшп Лекцн сешнярськпавягтя Аудитор ди проведения лаборатории
напрш №груп Посада, ПршшеНПОгруп.
[спфьн,| певице НПП жршенша НПП poSii, (2-4-1 rojiiHHi мнят на вдень)
курс
1 Тмоги спорення програмви щщдукпв Екк Гкаченко О.М.т доцент ТшепиО.М, доцент лещ-230,231,213,224,222,ирп.15 лабор. - 213:222:224:225; корп. L5
2 Комл'ютерм ткшопогё та прируваш АШ Бондаренко B.C., професор Боцдаренко B.C.. професор (сушн) (сумо) лекц. - 230,23 L корп.15 лабор -Ж 233,214.233 корп. 15
3 Комл'ютери тешшога та программам АШТ(с.т.) Бовдаренко В.С, професор Боцдаренко B.C.. професор (тпсн) (сумо) лекц. - 230,23L корп.15 лабор -Ж 233,214,233 корп.15
Рисунок 3 - Розподш навчальних занять мiж НПП
Така таблиця з легкютю сприймаеться людиною, проте виникають р1зночитання та помилки, коли цю таблицю «читае» програма.
По-перше, проблеми виникають при спроб1 роздшити та ввести в БД шформашю 3i стовпчика «Аудитора для проведення лабораторних робт» Записи не зберiгають единий стиль, подекуди збиваеться пунктуащя, рiзняться скорочення. Програмно можна передба-чити кшька варiантiв записiв для цього поля, орiентуючись на вже готову таблицю. Проте неможливо передбачити, яю незначнi помилки при створеннi документа допустить людина в майбутньому. Одна незначна помилка, що не буде передбачена програмютом, може зш-сувати роботу всього додатка.
По-друге, складно вистрогти лопку для обробки полiв, що мiстять iнформацiю про викладачiв.
Не варто забувати, що наведено приклад одшеГ кафедри унiверситету. Iншi структу-рнi пiдроздiли можуть формувати документи за своГм стандартом. У зв'язку з цим програма втрачае свою ушверсальшсть. Для виршення щеГ проблеми було створено ушверсаль-ний шаблон, що формуеться програмно (рис. 4).
ю Дисцшшиа. Спещальнкть, курс Вид занята Приводе НШ1 Корпус Аудитория
1 Операции системи
2 Георш алгоритмов
Рисунок 4 - Шаблон розподшу навчальних занять м1ж НПП
Шаблон мютить такi поля: порядковий номер, дисциплша, спецiальнiсть та курс, вид заняття (лекцiйне або практичне), прiзвище НПП, корпус, аудитора.
При створеннi документа автоматично заповнюеться поле «Дисциплша». Данi для полiв «Спешальшсть, курс», «Вид заняття» та «Корпус» можна вибирати iз спливаючого списку, що мiнiмiзуе можливiсть помилок при подальшш програмнiй обробцi таблищ. В полi «Аудитора» може бути записано кшька аудиторш, проте за рахунок вщсутносп шшоГ шформаца (виду заняття та корпусу) спрощуеться програмна обробка. 4. Документ «Витяг з навчальних плашв»
Другою проблемою, пов'язаною з недостатньою структуровашстю документiв, стала обробка витяпв iз навчальних плашв, в яких зазначено: • яю дисциплши викладаються на кафедра
• яким спещальностям вони викладаються (вони вказуються за допомогою скорочень, яю можуть бути представленi рiзними варiантами);
• скiльки годин вiдведено на лекцшш, практичнi, семiнарськi та лабораторш заняття.
Для внесення ще'1 шформацп було створено окремий програмний модуль, який надае
можливiсть завантажувати даш з цього файла у БД тсля певно'1 перевiрки.
Головною проблемою стало зчитування даних про те, для яких спещальностей ви-кладаеться дисциплша. Ця iнформацiя вiдображаеться в окремш колонцi у виглядi скоро-чених назв спецiальностей. Такi скорочення можуть записуватися рiзними варiантами, що може призвести до некоректного зчитування шформацп. Тож у програмi здшснюеться по-рiвняння скорочень, вказаних у файш, з варiантами скорочень, яю були попередньо внесе-нi у базу даних та при виявленн невщповщносп данi у файлi редагуються. I лише пiсля коректного завершення перевiрки файла користувачу надаеться можливють завантажити данi у систему.
4. Формування розкладу
Ця тдсистема е головною складовою частиною програмно'1 системи (рис.5). Вшно модуля завантажуеться одразу тсля авторизацп оператора в система Вiкно мае чотири вкладки: «Аудитора», «ВикладачЬ» «Сформувати розклад», «Редагувати розклад».
На вкладцi «Аудиторп» можна переглянути зайнятють конкретно! аудиторп або знайти вс вiльнi аудиторп необхiдного типу (з необхщним обладнанням). Переглядати шформащю про аудиторп можна на один день або на весь тиждень.
Вкладка «ВикладачЬ» аналопчно до попередньо'1 вкладки, надае iнформацiю про графш викладача. Також можна фiльтрувати шформащю за конкретною дисциплшою, що читае викладач.
Вкладка «Сформувати розклад» створена безпосередньо для формування розкладу ЗВО. Перед початком створення розкладу необхщно обрати факультет, спещальшсть, курс та семестр, на який складаеться розклад. Потм необхщно натиснути кнопку «Застосувати» та перейти до додавання до розкладу навчальних занять.
Також передбачено редагування розкладу.
З основного вшна програми оператор отримуе доступ до вищеописаних модулiв. З меню «Адмшютрування» можна викликати вс адмшютративш модулi.
Рисунок 5 - Фрагмент в1кна шдсистеми формування розкладу 5. Розповсюдження розкладу
Розповсюдження розкладу може виконуватися двома способами.
Cnoci6 1: у формат Excel для внутршнього використання (розсилки по деканатах факультетах, кафедрах).
Для формування цього файла був розроблений програмний модуль, який дозволяе створити файл i3 розкладом для студентв або викладачiв.
Для складання розкладу студентв (рис. 6) використовувалися таю критерп вщбору:
• факультет;
• спецiальнiсть (ус спецiальностi факультету або обрана спещальшсть);
• група (усi групи факультету/спещальносп або обрана група).
ру:
Рисунок 6 - Вар1анти вибору критернв для формування розкладу студенпв
Для складання розкладу викладачiв (рис. 7) використовувалися таю критерп вщбо-
• кафедра;
• викладачi (усi викладачi кафедри або обраний викладач).
Рисунок 7 - Вар1анти вибору критернв для формування розкладу викладач1в
Сформований файл iз розкладом для студентв факультету iнформацiйних техноло-гiй зображено на рис. 8.
Укр.мова
Рисунок 8 - Фрагмент сформованого файла розкладу студенпв факультету
Споаб 2: на загальнодоступному штернет-сервю1. Фрагмент даного сервюу зобра-жено на рис. 9.
За допомогою цього сервюу ус учасники навчального процесу зможуть швидко дь знатися шформащю щодо проведення заняття, а саме про:
• день;
• номер тижня (парний чи непарний, нумеращя починаеться з 1 вересня поточного навчального року);
• номер пари;
• тип заняття;
• викладач, що проводитиме заняття;
• корпус 1 аудитор1ю, де проводитиметься заняття.
Налаштувати показ розкладу можна за такими параметрами:
• спещальшсть;
• курс;
• група.
Рисунок 9 - Фрагмент штернет-сервюу з розповсюдження розкладу
6. Висновки
У статп представлеш проблеми, що пов'язанi з формуванням розкладу ЗВО, та шляхи ix вирiшення. Продемонстровано арxiтектуру системи, структуру бази даних, алгоритми роз-пiзнавання елеменпв документiв та готовi форми варiантiв вибору критерпв для формування розкладу i сформований розклад.
Розроблювана система дозволить вiдiйти вiд ручно'1 та паперово'1 роботи, що викону-еться для створення та редагування розкладу. Автоматизовано виконання функцш збере-ження та передачi даних, валщацп, розповсюдження шформацп тощо. Було проведено по-передне тестування програми автоматизованого створення розкладу.
Наведена шформащя може бути корисна при розробщ подiбниx програмних продук-тiв у невизначених умовах.
СПИСОК ДЖЕРЕЛ
1. Положения про оргашзащю осв1тнього процесу в НУБ1П. Офщшний сайт Нацюнального ушвер-ситету б1оресурс1в i природокористування. URL: https://nubip.edu.ua/sites/default/ files/u34/Pro organization navch proces.pdf (дата звернення: 02.11.2019).
2. Голуб Б.Л., Ящук Д.Ю. Навчальний пошбник до вивчення дисциплши «Основи оргашзацп баз даних» для студенив, що навчаються за спещальностями галуз1 12 «1нформацшш технологи». К: ТОВ «ЦП КОМПРИНТ», 2017. 151 с.
3. Троелсен Э. Язык программирования C# 2010 и платформа.NET 4. Вильямс, 2010. 1392 с.
Стаття над1йшла до редакцп 13.11.2019
