Научная статья на тему 'Управление учебным процессом на основе применения информационных технологий'

Управление учебным процессом на основе применения информационных технологий Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
88
17
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
РАСПИСАНИЕ ЗАНЯТИЙ / АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО ДИСПЕТЧЕРА / WORKSTATION MANAGER / СХЕМА БАЗЫ ДАННЫХ / DATABASE SCHEMA / ЯЗЫК ЗАПРОСОВ SQL / QUERY LANGUAGE SQL / СУБД MS ACCESS / MS ACCESS / TIMETABLE / DBMS

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Самуйлов Сергей Владимирович

Качество подготовки специалистов в ВУЗах и особенно эффективность использования научно-педагогического потенциала во многом зависят от уровня организации учебного процесса. Одно из основных составляющих этого процесса расписание занятий. В статье приводится один из подходов к автоматизации процесса составления расписания. Выполнен анализ предметной области, построена инфологическая модель, разработаны требования к системе, приведены основные формы программы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Самуйлов Сергей Владимирович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The quality of high school training and the efficiency of use of scientific-pedagogical potential are largely dependent on the level of organization of the educational process. One of the main components of this process is the schedule of classes. The article presents one of the approaches to the automation of scheduling process. Authors analyzed the subject area, constructed entity-relationship model, developed system requirements, and defined the main forms of the program.

Текст научной работы на тему «Управление учебным процессом на основе применения информационных технологий»

УДК 004.418 ГРНТИ 20.15.05

УПРАВЛЕНИЕ УЧЕБНЫМ ПРОЦЕССОМ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

САМУЙЛОВ СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

Кандидат технических наук, доцент, Финансовый университет при Правительстве РФ, Пензенский филиал, 440052, Пензенская область, г. Пенза, ул. Калинина, д.33Б, Россия

E-mail: sms_p@mail.ru

Аннотация. Качество подготовки специалистов в ВУЗах и особенно эффективность использования научно-педагогического потенциала во многом зависят от уровня организации учебного процесса. Одно из основных составляющих этого процесса - расписание занятий.

В статье приводится один из подходов к автоматизации процесса составления расписания. Выполнен анализ предметной области, построена инфологическая модель, разработаны требования к системе, приведены основные формы программы.

Ключевые слова, расписание занятий, автоматизированное рабочее место диспетчера, схема базы данных, язык запросов SQL, СУБД MS Access.

MANAGEMENT OF THE EDUCATIONAL PROCESS ON THE BASIS OF INFORMATION TECHNOLOGIES APPLICATION

SERGEY V. SAMUYLOV

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Financial University under the Government of the Russian Federation, Penza branch, 440052, Penza, Penza, St. Kalinina, d. 33B, Russia E-mail: sms_p@mail.ru

Abstract. The quality of high school training and the efficiency of use of scientific-pedagogical potential are largely dependent on the level of organization of the educational process. One of the main components of this process is the schedule of classes.

The article presents one of the approaches to the automation of scheduling process. Authors analyzed the subject area, constructed entity-relationship model, developed system requirements, and defined the main forms of the program.

Keywords: timetable, workstation Manager, database schema, query language SQL, DBMS, MS Access.

Эффективное управление учебным процессом является одной из важнейших управленческих задач в ВУЗе, которая охватывает большое количество лиц, вовлеченных в этот процесс - студентов, преподавателей, учебно-вспомогательного и административно-управленческого персонала, и прямо влияет на условия их работы и учебы.

Одно из основных составляющих этого процесса - расписание занятий. Расписание влияет на равномерную занятость аудиторий, эффективное использование преподавателей, оптимальную нагрузку студенческих потоков. Поэтому процесс составления расписания можно рассматривать как часть сложной системы управления учебным процессом ВУЗа.

В процесс составления расписания диспетчер должен учитывать большое количество различных условий: накладки по аудиториям (два занятия в одной аудитории), накладки по преподавателям (два занятия в одно время), накладки по потокам и группам (два занятия в одно время, количество занятий, превышающее допустимое), вместимость аудиторий, численность потоков и групп, количество компьютеров в компьютерном классе и т.д.

Очевидно, что работа по планированию и составлению расписаний очень трудоемка и требует большой внимательности. Ошибка диспетчера может привести к нарушению, а то и срыву графика учебного процесса.

В связи с вышеизложенным возникла необходимость в автоматизации данного процесса [1]. В процессе создании автоматизированного рабочего места (АРМ) диспетчера учебной части были выполнены все этапы проектирования базы данных и разработки программного обеспечения.

На этапе инфологического проектирования был выполнен анализ предметной области, выявлены входные документы, условно-постоянная информация (справочники) и результирующие документы. На их основе была построена информационная модель задачи (рисунок 1).

Рисунок 1 - Информационная модель задачи

Как видно из рисунка 1, в предметной области были выделены следующие документы:

1. Занятие - входной документ, каждая запись которого содержит все характеристики одного учебного занятия.

2. Аудитории - справочник, содержащий перечень аудиторий.

3. Группы - справочник, содержащий перечень групп.

4. Потоки - справочник, содержащий перечень потоков.

5. Время - справочник, содержащий для каждой пары время начала и окончания учебного занятия.

6. Преподаватели - справочник, содержащий список преподавателей.

7. Вид занятий - справочник, содержащий перечень видов занятий.

8. Дисциплины - справочник, содержащий перечень дисциплин.

9. Расписание - выходной документ, содержащий расписание занятий для выбранного потока.

10. Неделя - выходной документ, содержащий расписание занятий на текущую неделю.

11. Выписка - выходной документ, содержащий выписку по занятиям на конкретного преподавателя за указанный период.

Для описанных выше сущностей были определены их характеристики и взаимосвязи между сущностями. На основе выделенных сущностей была спроектирована база данных, схема данных которой приведена на рисунке 2.

I

Схема данных

Выписка

Дисциплина

Преподаватель

Лекиии_Дата

Лекции_Часы

Практика_Дата

Практика_Часы

РКСЛата

РКС_Часы

Тренинги_Дата

тренимги_Часы

Игры_Дата

Игры_Часы

Собесед_Дата

Собесед_Часы

Консульт_Дата

Консульт_Часы

Письм_Экз_Дата

Письм_Экз_Часы

Эк5амен_Дата

Эк5амен_Часы

Группы

Занятие

Поток

Группа

Дисциплина

Аудитория

Вид занятия

Преподавател

Время

Дата

дн

Начало

Коней

Часы

Вид занятия

№ вила

Вид занятия

Коротко

Код

Рисунок 2 - Схема данных

К разрабатываемой программе кроме традиционных требований изначально предъявлялось следующее: программа должна быть удобной и интуитивно ясной для диспетчера, с первых минут понятной и простой в эксплуатации. Любая информация, любое окно должно быть доступно за два или три щелчка мыши.

Так как специфика заочного ВУЗа предполагает, что расписание создается на каждый день, нет цикличности и повторений, то главная форма программы (рисунок 3) представляет собой календарь на год, т.е. матрицу, состоящую из двенадцати строк (по числу месяцев) и тридцати одного столбца (максимальное число дней в месяце), где каждая ячейка - один учебный день.

Таким образом, главная форма представляет собой расписание на весь текущий учебный год, и по двойному щелчку диспетчер попадает на расписание любого учебного дня. Текущий день выделен на форме с помощью подсветки. Кроме того, на основной форме представлены кнопки для заполнения и просмотра справочников и кнопки для распечатки отчетов.

РАСПИСАН ИЕ Финансовый университет при Правительстве РФ, Пензенский филиал

'Р ГФ 0 ЧЙ & а ^ ф & 1 09 октября 2017 20:52

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 и 12 13 15 16 17 18 1Р 26" 21 22 25 26 27 28 29 30 51

с. ™ со « - ср ™ - со « - ™ ср ™ - сб « - ™ ¿р - сё « - ,ж ср „ж сб

о. ™ ср ™ со » - ™ её щ ш ср её «р ™ Й -

Ноя ср ™ сб « - ср - - с« « - - ср " - сб « ср - - сб « п. - ср -

Дек — сб « - ср - - со « - ™ сб « - ¿р — сб « ¿р - её «

Яне ш - ср » сб » ш - ср » ш ■ш ер - её « ш ™ ер ™ ™ « ™ ер

Ф„ - - СО « - - ср - СО - - ср - сб ™ - ер - - сё « - ер

Мир со ср сб ™ «Р ™ сё ™ <р её - ™ <р её

« - ~ ср - - сб « - ~ ср - со « - ер - - сё « - ср - - сё «

Май ср - со » ср - — сб - - - се « - - ср ™ - сё « » » ¿р

её - - ср - — сб ш » ср ™ - Сб « - » - её » ср - её

« » ср - со « ср - - сё « - - ер - сё « - - ср - - сё « - -

ср „ сб ™ ср - сб « ™ ср сё ™ «р её « „„ ™ ср ™

Рисунок 3 - Главная форма АРМ диспетчера учебной части

В программе используются семь справочников:

- справочник преподавателей;

- справочник потоков;

- справочник дисциплин;

- справочник аудиторий;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

- справочник, содержащий время начала каждого занятия;

- справочник видов занятий;

- справочник групп.

Справочники заполняются один раз, перед началом проектирования расписания на очередной учебный год, а затем могут корректироваться в течение года по мере необходимости. Содержимое справочников используется для

заполнения основных форм программы. Пример использования справочника аудиторий приведен на рисунке 4.

АУДИТОРИИ

ЛЙ аудитории Вместимость Л

101 60

102 54

103 54

109 120

120 54

201 40

203 60

204 120

205 60

210 45

211 45

212 60

213 60

218 45

222 60

< >

о Добавить

е Сохранить

У Удалить

Выл~{н>

Рисунок 4 - Справочник аудиторий

Каждый справочник имеет возможность добавления новой записи (кнопка «Добавить»), сохранения внесенных в справочник изменений (кнопка «Сохранить») и удаления записи из справочника (кнопка «Удалить»).

Как уже отмечалось выше, для перехода к расписанию на конкретный день необходимо на главной форме дважды щелкнуть на пересечении требуемого месяца и числа месяца. Форма расписания на день приведена на рисунке 5.

Меню формы расписания на день позволяет перемещаться по годовому расписанию на день назад нажатием кнопки «Стрелка влево» и на день вперед -нажатием кнопки «Стрелка вправо». Кроме того, меню предоставляет возможность перехода на форму перечня всех введенных занятий для их просмотра, а также, если это необходимо, удаления выбранного занятия.

Форма «Расписание на день» также имеет вид таблицы, строки которой представляют собой совокупность занятий в конкретной аудитории, а столбцы -время начала занятий. На пересечении строки и столбца находится ячейка, которая либо пуста, либо содержит краткую информацию о запланированном занятии - поток и название дисциплины.

Таким образом, каждая ячейка формы «Расписание на день» несет информацию о месте (номер аудитории) и времени проведения конкретного занятия, для какого потока и какая дисциплина читается.

Рисунок 5 - Расписание на день Для просмотра более детальной информации о занятии и/или модификации занятия необходимо дважды щелкнуть по выбранной ячейке. В результате откроется форма «Занятие», которая будет либо заполнена, если планируется просмотр или модификация занятия (рисунок 6), либо пуста (рисунок 7), если необходимо ввести данные по новому занятию.

ЗАНЯТИЕ

Поток Группа Аудитория Время Дата Дисциплина Преподаватель Вид занятия Начало занятия Конец занятия Длительность

ВысшМат

Заваровский Ю.Н.

Лекция

ЗАНЯТИЕ

Поток Группа Аудитория Время Дата Дисциплина Преподаватель Вид занятия Начало занятия Конец занятия Длительность

15:30-17:00

У Сохранить

Рисунок 6 - Форма для просмотра

Рисунок 7 - Форма для ввода

Необходимо отметить, что при заполнении/модификации данной формы все поля заполняются из списков, что исключает ручной ввод информации, облегчает работу диспетчера, минимизирует число ошибок при вводе. Программа позволяет формировать четыре отчета: - расписание занятий для заданного потока на определенный период;

- расписание занятий конкретного преподавателя для заданного потока на определенный период;

- занятость аудиторий на заданную неделю;

- выписка из расписания учебных занятий.

Рассмотрим порядок формирования выписки из расписания учебных занятий. Данная выписка необходима для подсчета нагрузки преподавателя за заданный период. Для формирования выписки в главном меню выбирает пункт меню «Выписка» и переходим на одноименную форму (рисунок 8).

ВЫПИСКА

Преподаватель \Самуйяое С.Б.

Поток 1 191БМ ~3

Поток 2 \ 91БЭ ~3

Поток 3 192БМ

Поток 4 1 ~3

Поток 5 1 "3

Река Сессия Курс 11 Вечер/День

БЭ

Установочная

~3

Очная

Дата документа | 1 декабря ФИО зав. кафедрой Танина

1\

Начало периода - 1, Ноябрь, 2016

Коней периода - 31, Декабрь, 2016

Отмена Просмотреть

1\

1\

и

Пн Вт Ср Чт Вт С5 Бс Пн Вт Си Чт Вт Сб Бс

шш 2 3 4 5 6 ж 1 2 3 4 *

7 s 9 10 11 12 13 5 6 7 8 9 10 11

14 15 16 17 18 19 20 12 13 14 15 16 17 18

21 22 23 24 25 26 27 19 20 21 22 23 24 25

28 29 30 26 27 28 29 30 шт

Рисунок 8 - Форма «Выписка»

Выписка формируется для конкретного преподавателя, фамилию которого можно задать в соответствующем поле формы. Далее задаются от одного до пяти потоков, в которых проводил занятия преподаватель, начало и конец периода проведения занятий, фамилию заведующего кафедрой, подписывающего данный документ и т.д.

Полученный отчет (рисунок 9) сортирует все занятия по потокам, дисциплинам и видам занятий (лекция, практика, экзамен и т.п.). Для каждого занятия выводится количество академических часов.

Для хранения базы данных использовалась система управления базами данных MS Access. Для выборки информации из таблиц базы данных применялся язык запросов SQL [2].

В настоящее время SQL является стандартным языком запросов для профессиональных реляционных систем управления базами данных.

ФИНАНСОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИ ПРАВИТЕЛЬСТВЕ РФ

Директор Пензенского филиала

Б. Б. Бондарен ко " 01 " декабря 2016 г.

Выписка из расписания учебных занятый установочной сесс ш(с емес тра) 01.11.2016-31.12.2016 студентов 1 курса

Очная / Заочная 1 образование / 2 образование БЭ направление

Дисциплина Преподаватель/Курс/ Поток Лекц Практ. занятия, КО МП. симуляции, раб. на ПЭВМ РКС, дискуссии Тренинги Ролевые игры Собеседование аудит., контр., курс., раб. Групповые предъзкзам. консультации Поведение Экзамены,

экзамена

дата Кол-во дата Кол-во дата Кол-во дата Кол-во дата Кол-во дата Кол-во дата Кол-во дата Кол-во дата Кол-во

(на что/ (начало/ (начало/ (начало/ (начало/ (начало/ (начало/ (начало/ (начало/

1 г 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15 16 17 18 19 20

С'исАн Сацуйяов С.В. 1 курс. ЕМ 22.11.16 0S:30-JC.6C Пр. 4

ПрКомпПроё I гз/рс. БЭ 15.11.16 oa.-jojo.oc Пр 4

СисАн 1 type. ЕЭ 22.11.16 15:30-17:01 Пр.

Зав. кафедрой_М.А. Танина

Заведующая учебной частью_ Л.П. Харитонова

Рисунок 9 - Отчет «Выписка»

Рассмотрим ряд запросов на выборку данных из одной или нескольких таблиц базы данных «Расписание».

Одна из задач программы «Расписание» - контроль «накладок», т.е. ситуаций, когда, например, в одну аудиторию назначается одновременно несколько занятий. Для решения этой задачи используется запрос, который находит все занятия, имеющие одинаковое время, дату и аудиторию. Проверка осуществляется при добавлении нового занятия. Текст запроса приведен ниже.

SELECT * FROM Занятие WHERE (Bpeмя='ComboBox3.Text') and ^ara=DateValue('Edit2.Text')) and (AyqHTopM-ComboBox2.Text')

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

где ComboBox3.Text, Edit2.Text и ComboBox2.Text - значения полей «Время», «Дата» и «Аудитория» соответственно, заполняемых на соответствующей форме при вводе нового занятия.

При формировании отчета «Аудитории на неделю» необходимо выбрать из базы данных все занятия за определенный временной интервал. Для решения данной задачи используется следующий запрос:

SELECT *, [Вид занятия].Коротко FROM Занятие, [Вид занятия] WHERE ([Вид занятия].[Вид занятия]=Занятие.[Вид занятия]) and (Дата >= DateValue('DateToStr(dnp)')) and №Ta<=DateValue('DateToStr(dkp)')) ORDER BY Занятие.Преподаватель, Занятие.Дата, Занятие.Время,

Занятие.Начало

Отличие данного запроса от предыдущего в том, что здесь выборка осуществляется из двух таблиц - «Занятие» и «Вид занятия». Для правильной работы запроса необходимо выполнить операцию соединения этих таблиц по общему поля, что и достигается с помощью конструкции

[Вид занятия].[Вид занятия]=Занятие.[Вид занятия]

Переменные dnp и dkp - дата начала и конца периода. Задаются в диалоге перед печатью отчета.

Кроме того, данный запрос позволяет сортировать полученные данные сначала по фамилии преподавателя, затем по дате занятия, времени занятия и времени начала занятия. Для этого используется конструкция

ORDER BY Занятие.Преподаватель, Занятие.Дата, Занятие.Время,

Занятие.Начало

При формировании отчета «Расписание потока» необходимо выбрать из базы данных все занятия для заданного потока за определенный временной интервал. Для решения данной задачи используется следующий запрос:

SELECT Занятие.Дата, Занятие.Время, Дисциплины.[Полное наименование] As Дисц, Занятие.Конец, Занятие.Группа, Занятие.Дисциплина, Занятие.Аудитория, Занятие.Преподаватель, Занятие.ДН, Занятие.Начало, Занятие.[Вид занятия] AS Зан) FROM Занятие INNER JOIN Дисциплины ON Занятие.Дисциплина = Дисциплины. Дисциплина WHERE (Поток = 'ComboBoxl.Text') and ^ara>=DateValue('DateToStr(dnp)')) and (Дата <= DateValue('DateToStr(dkp))) ORDER BY Занятие.Дата, Занятие.Время, Занятие.Преподаватель

где ComboBox1.Text, dnp, dkp - название потока, дата начала и конца периода соответственно, задаваемые в диалоге перед печатью отчета.

В работе рассматривается разработанное автором и успешно применяемое в организации учебного процесса филиала автоматизированное рабочее место диспетчера учебной части, которое облегчает диспетчеру работу по планированию учебного процесса с учетом занятости преподавателей, студентов и аудиторий.

Для работы программы необходимо наличие ПК типа IBM c операционной системой Windows и программы Microsoft Access. Для комфортной работы пользователя режим работы операционной системы с экраном должен быть настроен для работы с разрешением не ниже 1024 на 768 точек.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Самуйлов C.B. Автоматизированная информационная система «Расписание» - М.: ОФАП МО РФ, per. № 50200601042, 2006.

2. Самуйлов C.B. Основные конструкции языка SQL. Учебное пособие. -Пенза: РИО ПТУ, 2001.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.