Software & Systems

В условиях реформирования системы высшего образования изменяются подходы к оценке знаний и учету успеваемости студентов. Цель работы – создание информационной подсистемы, предназначенной для автоматизированного учета успеваемости студентов c использованием рейтингового метода оценивания. Анализ информационных систем управления учебным процессом показал, что в различных вузах России информационные системы разрабатываются с учетом специфики конкретного учебного заведения. Однако модернизация высшего профессионального образования в условиях перехода на двухуровневую систему требует разработки новых подходов к автоматизации учебного процесса, что обусловливает актуальность выбранной темы исследования.

Вопросы совершенствования качества профессионального образования, отвечающего текущим и перспективным потребностям рынка труда, в том числе обеспечение полномасштабного включения российской высшей школы в Болонский процесс, нашли отражение в реализации мероприятий Федеральной целевой программы развития образования на 2006–2010 годы, в комплексе межведомственных мероприятий по развитию начального и среднего профессионального образования на период до 2010 года. В рамках этой программы предусматривается создание внутренних механизмов контроля качества в образовательных учреждениях. Одной из задач, стоящей перед Рязанским государственным университетом (РГУ) им. С.А. Есенина в процессе перехода на Болонскую систему образования, является создание информационной подсистемы рейтингового контроля знаний студентов вуза. Использование этой системы обусловлено нормативными документами учебно-методической деятельности РГУ.

Целями создания и внедрения автоматизированной информационной подсистемы рейтингового контроля успеваемости студентов являются:

− повышение качества обучения за счет интенсификации учебного процесса, активизации работы профессорско-преподавательского состава и студентов по обновлению и совершенствованию содержания и методов обучения;

− усиление регулярного контроля над работой студентов при освоении ими основной образовательной программы по специальности (направлению);

− повышение мотивации студентов к освоению образовательных программ;

− усиление учебной дисциплины студентов, улучшение показателей посещаемости студентами занятий;

− активизация самостоятельной и индивидуальной работы студентов.

Особенность рейтинговой системы оценки успеваемости студентов – это учет каждого вида работы студента по дисциплине в рейтинговых баллах. Усвоение каждой изучаемой студентом за семестр дисциплины максимально оценивается в 100 рейтинговых баллов, которые распределяются по дисциплинарным модулям в зависимости от их значимости и трудоемкости. Пересчет рейтинговых баллов в оценки по 4-балльной системе:

− менее 55 – «неудовлетворительно» (2),

− от 55 до 69 – «удовлетворительно» (3),

− от 70 до 84 – «хорошо» (4),

− от 85 до 100 – «отлично» (5).

В зачетную книжку студента итоговая оценка проставляется в 4-балльной системе.

Модульное построение учебного процесса предполагает структурирование содержания каждой учебной дисциплины на дисциплинарные модули. По каждому дисциплинарному модулю устанавливается перечень обязательных видов работы студента, включающий: посещение лекционных занятий; ответы на теоретические вопросы на семинаре; решение практических задач и заданий на семинаре; выполнение лабораторных работ; выполнение контрольных работ; написание рефератов; коллоквиумы по отдельным темам; тестирование по теме (группе тем); другие виды работ, определяемые преподавателем.

Участниками модульно-рейтинговой системы являются студенты, преподаватели, кафедры, деканаты, учебно-методическое управление. За каждым участником закреплены определенные обязанности.

Учебно-методическое управление:

-    организует методическое обеспечение учеб­ного процесса в условиях модульно-рейтинго­вой системы;

-    разрабатывает инструктивно-методические материалы по модульно-рейтинговой системе;

-    осуществляет обучение преподавателей основам организации модульно-рейтинговой системы;

-    осуществляет контроль за разработкой и выполнением учебных программ и технологических карт дисциплин;

-    готовит бланки документов, используемых в модульно-рейтинговой системе, и доводит их до непосредственных исполнителей;

-    осуществляет мониторинг качества обучения студентов в рамках модульно-рейтинговой системы;

-    изучает, обобщает и распространяет имеющийся опыт обучения студентов по модульно-рейтинговой системе.

Деканаты факультетов:

-    обеспечивают преподавателей бланками документов для оперативного учета успеваемости студентов;

-    осуществляют контроль своевременности и полноты внесения преподавателями всех необходимых данных в текущие и итоговые ведомости учета успеваемости студентов;

-    проводят индивидуальную работу со студентами на основе анализа данных об успеваемости;

-    собирают, обрабатывают и анализируют информацию о результатах рейтингового контроля успеваемости студентов факультета;

-    принимают участие в обобщении и организации обмена опытом работы кафедр по модульно-рейтинговой системе и в ее распространении.

Кафедры:

-    утверждают учебные программы дисциплин в рамках учебно-методических комплексов;

-    составляют аннотацию дисциплин и утверждают технологические карты дисциплин в соответствии с учебными программами, в которых определяют количество баллов по каждому модулю, и формы работы в дисциплинарных модулях;

-    регулярно анализируют информацию о текущей работе студентов, разрабатывают и реализуют меры по устранению выявленных недостатков;

-    обобщают опыт работы преподавателей по модульно-рейтинговой системе с целью активного внедрения инновационных подходов в учебный процесс.

Преподаватели:

-    разрабатывают учебные программы дисциплин в рамках учебно-методических комплексов, а также технологическую карту дисциплины, в которой самостоятельно выбирают формы и методы работы и контроля качества знаний студентов;

-    знакомят студентов в начале каждого семестра с аннотацией дисциплины и с содержанием технологической карты учебной дисциплины на данный семестр;

-    своевременно передают в деканат информацию о результатах рейтинга студентов по преподаваемым дисциплинам;

-    принимают участие в обобщении и организации обмена опытом работы по модульно-рейтинговой системе.

Студенты:

-    знакомятся с содержанием аннотаций и технологических карт учебных дисциплин и других документов с целью организации своей учебной (в том числе самостоятельной) работы;

-    выполняют все виды учебной работы (включая самостоятельную) в течение семестра и отчитываются об их выполнении в сроки, установленные в соответствующих документах (технологических картах, программах практик и др.) [1].

Введение рейтинговой системы в университетское образование обусловлено необходимостью перестройки организации учебного процесса, что требует перехода от коллективной к индивидуальной форме обучения, а значит, и к более объективной оценке достижений студента. Рейтинговая система вводится с целью повышения качества подготовки специалистов путем создания условий для организации и мотивации систематической работы студентов в течение семестра, что является необходимым условием для приобретения прочных знаний, умений и навыков. Использование модульно-рейтинговой системы в вузе требует обработки большого объема информации об организации образовательного процесса, текущей успеваемости студентов.

Для использования рейтинговой системы во всех учебных подразделениях РГУ была разработана автоматизированная рейтинговая система организации и учета контрольных мероприятий. Объектом данной информационной системы является рейтинг студентов, который они зарабатывают в процессе обучения за каждый законченный модуль. Субъектом системы выступают персонал факультета и студенты. Из этого вытекает необходимость разделения пользователей на три группы – студент, преподаватель и деканат (администратор) с разными возможностями доступа к функционалу системы.

Разработанная информационная система основана на семантической модели представления базы знаний и способна вести учет рейтинга, создавать многоуровневые отчеты по статистике, имеет дружественный интерфейс и выполняет следующие основные функции:

·     ввод и редактирование информации о преподавателях, группах, дисциплинах;

·     установка связи преподаватель – группа – дисциплина;

·     создание контрольных мероприятий;

·     проведение контрольных мероприятий;

·     вывод отчетов по контрольным мероприятиям и рейтингу.

Рассмотрим особенности реализации основных функций автоматизированной информационной подсистемы учета успеваемости студентов. Функция ввода и редактирования информации о преподавателях, группах, дисциплинах доступна только администратору информационной системы. При реализации данной функции формируются и заносятся в базу данные по каждой группе, дисциплине, преподавателям. При добавлении данных необходимо учесть принадлежность каждого преподавателя к кафедре, создать группы дисциплин, предусмотреть хранение специальностей групп и курсов.

Установка связи преподаватель – группа – дисциплина также доступна только администратору. Именно она фактически создает уникальную дисциплину, на основе которой организуется занесение данных и формирование отчетов.

Создание контрольных мероприятий доступно только преподавателю. В рамках этой функции создается контрольное мероприятие – задаются его тип, дополнительная информация, дата проведения, минимальный и максимальный баллы за него. В информационной системе реализована возможность редактирования созданного мероприятия. После создания мероприятия у преподавателя появляется возможность провести его. По результатам мероприятия формируются отчеты, в той или иной степени доступные любому пользователю.

При выборе инструментального программного обеспечения для реализации информационной подсистемы учитывались удобство эксплуатации и надежность системы управления БД. К удобству эксплуатации можно отнести дружественный интерфейс со стороны пользователя, а также удобство разворачивания информационной системы на базе текущих компьютерных мощностей. Этим требованиям удовлетворяет созданное Web-ориентирован­ное приложение с выделенной средой хранения БД, что позволяет установить ее только на один компьютер – сервер, имеющий доступ к Интернету или локальной сети.

Информационная система реализована на базе Microsoft.NET. Платформа NET позволяет реализовать все необходимые требования благодаря следующим решениям:

-    Microsoft Crystal Reports – программное обеспечение для создания объемных отчетов [2];

-    ADO.NET (ActivX Data Objects.NET) – предоставляет широкий спектр средств для работы с БД, в том числе Microsoft SQL Server, MySQL, Postre SQL;

-    ASP.NET – платформа для создания Web-ориентированных продуктов, что позволяет при использовании в Интранете или Интернете иметь один настроенный сервер без необходимости установки клиентов. Это межплатформенное инструментальное средство, которое предоставляет возможность запуска на разных операционных системах и позволяет при создании программы использовать произвольные языки программирования.

С технической стороны информационная подсистема представляет собой расширения для web-сервера на основе ASP.NET. Программа не зависит от платформы конечных пользователей. Доступ осуществляется через любой браузер. Программа работает на СУБД Microsoft Jet OLE DB, что удобно при отладке и контроле работы информационной системы. База знаний реализована в системе управления БД Microsoft SQL Server 2005, которая позволяет выполнять все функции, необходимые для работы со знаниями: добавление, обновление, удаление, резервное копирование, защита от несанкционированного доступа. Хранение данных базируется на теории реляционных БД. Для БД были спроектированы ER-модели, ER-диаграммы и семантические модели. Модель Сущность–Связь (ER-модель) – это модель данных, позволяющая описывать концептуальные схемы. Она предоставляет графическую нотацию, основанную на блоках и соединяющих их линиях, с помощью которых можно описывать объекты и отношения между ними какой-либо другой модели данных. В этом смысле ER-модель является метамоделью данных, то есть средством описания моделей данных [1, 3].

ER-модель удобна при проектировании информационных систем, БД, архитектур компьютерных приложений и других систем. С ее помощью можно выделить ключевые сущности, присутствующие в модели, и обозначить отношения, которые могут устанавливаться между ними. Важно отметить, что сами отношения также являются сущностями (выделяются в отдельные графические блоки), что позволяет устанавливать взаимосвязи на множестве самих отношений.

ER-модель является одной из самых простых визуальных моделей данных (графических нотаций). Она позволяет обозначить структуру в общих чертах. На этапе перехода к реализации данной ER-диаграммы в виде реальной информационной системы или программы происходит отображение ER-модели в более детальную модель данных реляционной (объектной, сетевой, логической и др.) БД, которая называется физической моделью данных по отношению к исходной ER-диаграмме. Такая модель дает полное наглядное представление обо всех семантических связях между знаниями. На основе конечной ER-модели строится практическая реализация базы знаний.

Рассмотрим функцию добавления группы, которая является основной и имеет несколько атрибутов или сущностей. Группа содержит дополнительные параметры, такие как Название, Описание, Курс, Специальность, которая, в свою очередь, тоже имеет атрибуты или сущности – Номер и Название.

На рисунке 1 по характеристике объекта «Студент» видно, что следует реализовать в виде сущностей, а что в виде атрибутов.

При реализации ER-диаграммы выделяем три сущности – Студент (studs), Группы (group), Специальности (spec) и устанавливаем необходимые связи. На рисунке 2 представлена ER-диаграмма функции добавления группы.

На рисунке 3 представлена функция ввода преподавателей и дисциплин в объекте «Преподаватель».

ER-диаграмма функции работы с преподавателями изображена на рисунке 4.

Функция «Создание связи преподаватель – группа – дисциплина» является объединяющей. В ней можно выделить 4 сущности – сама уникальная дисциплина (cdisp), Дисциплина (disp), Преподаватели (lec) и Группы (group).

На рисунке 5 представлена ER-диаграмма с вышеперечисленными сущностями.

Любое контрольное мероприятие должно быть строго типизировано, и для этого выделяется сущность (ptypes) с целью сохранения подобных мероприятий (рис. 6).

Глобальная ER-модель БД информационной подсистемы рейтингового контроля учета успеваемости студентов изображена на рисунке 7.

Для того чтобы получить конечную структуру БД, необходимо определиться с полями, их обязательностью, особенностью реализации ключей. В таблице приведено описание каждого поля каждой таблицы. Стоит отметить, что в целях ускорения работы СУБД все первичные ключи выбраны числовыми полями типа счетчик (counter). Счетчик необходим для облегчения идентификации записей и  освобождает от необходимости контроля уникальности ключей во время разработки информационной системы и во время ее использования. В случае, когда кандидат на первичный ключ выступает текстовым полем (например, номер специальности, название кафедры, групп дисциплин), вводится дополнительное поле (в большинстве случаев id), которое имеет тип счетчик. Также в описание добавлены таблицы, реализующие дополнительный функционал.

Таблица News служит для хранения новостей и не имеет связей с другими таблицами, таблица Roots служит для авторизации администраторов информационной системы, таблица Sets содержит важнейшие настройки информационной системы.

Разработанная информационная подсистема рейтингового контроля знаний студентов находится в стадии внедрения в учебный процесс РГУ. Она позволяет автоматически формировать модульно-рейтинговую карту дисциплины и осуществлять свободный оперативный доступ к текущему состоянию успеваемости по дисциплине для всех участников образовательного процесса в соответствии с определенными правами доступа.

В заключение отметим, что в статье рассмотрены особенности использования рейтинговой системы оценивания успеваемости студентов при модульном построении учебного процесса в рамках Болонской системы и описан вариант автоматизации рейтингового контроля качества знаний студентов вуза.

Литература

1.   Горев А., Ахаян Р., Макашарипов С. Эффективная работа с СУБД. СПб: Изд-во «Питер», 1997. 700 с.

2.   Дэвид Мак-Амис. Профессиональная работа с Crystal Reports для Visual Studio .NET. Серия: Программист – программисту / Programmer to Programmer. М.: Изд-во «Вильямс», 2003. 352 с.

3.   Крёнке Д. Теория и практика построения баз данных. СПб: Изд-во «Питер», 2004. 9-е изд. 864 с.

4.   Андреев В.В., Герова Н.В., Ведерникова М.И., Гордеев А.Д., Сафонов К.А. Рейтинговая система учета успеваемости студентов / Свид. о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2009614421 (зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 20 августа 2009 г.).