Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Вакпрофи. Публикация статей ВАК, Scopus
Научные направления
Поделиться:
Статья опубликована в №68 (апрель) 2019
Разделы: Информационные технологии
Размещена 09.04.2019. Последняя правка: 15.04.2019.
Просмотров - 522

Информационная система поддержки рабочей программы дисциплины

Кряжев Сергей Андреевич

Бакалавр

Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых

Студент магистратуры. Кафедра информационных систем и информационного менеджмента

Левковский Дмитрий Иванович, кандидат технических наук, доцент кафедры информационных систем и программной инженерии


Аннотация:
В статье рассматривается модель оценки качества документа рабочей программы дисциплины. Проведена оценка разработанной модели, а также рассмотрена информационная система, позволяющая создавать документ рабочей программы дисциплины.


Abstract:
The article discusses the model for assessing the quality of the document of the work program of the discipline. An assessment of the developed model has been carried out, and an information system has been reviewed that allows creating a document of the discipline’s work program.


Ключевые слова:
рабочая программа; автоматизация; учебно-методический комплекс; информационная система; учебный процесс; шаблонизатор

Keywords:
work program; automation; educational and methodical complex; information system; educational process; template engine


УДК 004.422.81

Введение. 
Существует большое количество учебных организаций, для успешного функционирования которых необходимо наличие учебно-методических комплексов по преподаваемым дисциплинам.

Одной из основных составляющих учебно-методического комплекса является рабочая программа дисциплины, которая регламентирует деятельность педагогических работников и обучающихся в ходе изучения конкретной дисциплины [1]. Рабочая программа обязана соответствовать требованиям государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования, а также должна учитывать специфику подготовки студентов по выбранному направлению или специальности.

Актуальность. В настоящее время составление учебно-методического комплекса происходит вручную. Преподавателям необходимо каждый раз при создании рабочей программы дисциплины составлять шаблон документа, после чего заполнять документ согласно ГОСТам. Затем составленный преподавателем документ должен пройти проверку и согласование с руководством учебного заведения, прежде чем можно будет преподавать по данному плану. 

Обязательными элементами структуры рабочей программы дисциплины являются [2]:

  1. Титульный лист;
  2. Пояснительная записка (аннотация - включает в себя цели, задачи дисциплины, ее место в учебном процессе, темы смежных дисциплин).
  3. Содержание программы;
  4. Учебно-методическое обеспечение программы
  5. Тематический план изучения дисциплины;
  6. Перечень вопросов промежуточной аттестации и итогового контроля по дисциплине;
  7. Лист (протокол) утверждения и согласований с другими дисциплинами специальности;
  8. Лист дополнений и изменений в рабочей программе.

Процесс создания рабочей программы дисциплины занимает большое количество времени и сил, как для составления, так и для согласования документа. Кроме того, заполняя документ вручную, существует высокая вероятность неточностей или помарок в виду человеческого фактора, может быть упущен тот или иной аспект дисциплины, который должен быть обязательно упомянут. В дополнение к этому, периодически происходит обновление федерального государственного образовательного стандарта, что приводит к необходимости обновления рабочих программ дисциплины, согласно требованиям. Данная работа рутинна и занимает много времени.

Объект исследования. Автоматизированная информационная система.

Предмет исследования. Автоматизация и унификация процедуры составления рабочей программы дисциплины.

Критерий качества. Для экспериментального исследования используется метод анализа иерархий (МАИ), который заключается в декомпозиции базовой проблемы на более простые, которые впоследствии подвергаются обработке в виде оценки экспертов по парным сравнениям.

Для оценки качества рабочих программ дисциплины для бюджетных учреждений группой экспертов было проведено выделение основных критериев, оказывающих влияние на качество документа. В результате общего обсуждения был составлен список показателей качества:

  1. Степень раскрытия тем;
  2. Соответствие содержания дисциплине;
  3. Отсутствие ошибок;
  4. Легкость визуального восприятия;
  5. Однозначность изложения;
  6. Лаконичность текста;
  7. Присутствие обязательных блоков;
  8. Правильность оформления;
  9. Соответствие тем учебному плану;
  10. Корректность распределения часов.

Таким образом, формирование иерархической структуры показателей качества документов будет осуществлен следующим образом (Рисунок 1):

  1. уровень цели – качество документа;
  2. для первого уровня были выделены следующие критерии:
    1. содержание (S1);
    2. соответствие внутренним требованиям (S2);
    3. соответствие внешним стандартам (S3);
    4. удобство (S4);
  3. второй уровень критериев – обобщенные показатели по каждой группе критериев первого уровня (C).


После чего, каждый эксперт по своему мнению провел ранжирование выделенных показателей и занес результаты в таблицу (Таблица 1).

Таблица 1 - Ранжирование показателей и обработки результатов

Показатели качества

Ранги у каждого эксперта

Сумма рангов,

Отклонение от средней суммы рангов,

Квадрат отклонений,

1-й

2-й

3-й

4-й

5-й

R

Di

Di2

Степень раскрытия тем

10

8

7

7

8

40

12,5

156,25

Соответствие содержания дисциплине

7

5

6

4

5

27

-0,5

0,25

Отсутствие ошибок

5

4

5

6

6

26

-1,5

2,25

Легкость визуального восприятия

8

9

10

10

9

46

18,5

342,25

Однозначность изложения

9

7

8

8

7

39

11,5

132,25

Лаконичность текста

6

10

9

9

10

44

16,5

272,25

Присутствие обязательных блоков

3

2

4

3

1

13

-14,5

210,25

Правильность оформления

4

6

3

5

4

22

-5,5

30,25

Соответствие тем учебному плану

2

3

1

1

2

9

-18,5

342,25

Корректность распределения часов

1

1

2

2

3

9

-18,5

342,25

Для того чтобы определить приоритеты критериев, а также получить оценки для альтернативных решений в МАИ используется метод парных сравнений, который позволяет построить матрицы парных сравнений.

Метод парных сравнений относится к методу относительных измерений. Основная идея данного метода заключается в том, что элементы xi попарно сравниваются в отношении вышележащего свойства. В результате сравнения получается матрица парных сравнений, отображающая превосходство элемента xi над xj в отношении достижения цели.

Результаты сравнения выражаются в фундаментальной шкале (Таблица 2). Согласно таблице видно, что каждый элемент шкалы отображает степень преимущества одного сравниваемого элемента над другим. Важно заметить, что шкала является безразмерной, что позволяет применять данный подход для различных сфер деятельности. При заполнении матриц парных сравнений была использована шкала относительной важности, представленная в таблице 2.

Таблица 2 - Шкала относительной важности

Степень превосходства dij

Интерпретация (объяснение)

1

Равная значимость элементов xi и xj

3

Слабое (умеренное) превосходство xi над xj

5

Сильное (существенное) превосходство

7

Очень сильное (очевидное) превосходство

9

Абсолютное (максимально возможное) превосходство

2, 4, 6, 8

Промежуточные (компромиссные) уровни

 1/2, 1/3, ... 1/9

Обратные величины (если превосходство элемента xi над xj оценивается одним из приведенных выше значений, то превосходство xj над xi оценивается обратной по отношению к этому значению величиной)

Матрица парных сравнений для критериев первого уровня представлена в таблице 3.

Таблица 3 - Матрица парных сравнений для критериев первого уровня
 

s1

s2

s3

s4

Собственный вектор

Вес критерия w

s1

1,00

0,33

0,33

5,00

0,86

0,16

s2

3,00

1,00

1,00

7,00

2,14

0,40

s3

3,00

1,00

1,00

7,00

2,14

0,40

s4

0,20

0,14

0,14

1,00

0,25

0,05

После чего, было проведено парное сравнение для каждого из критериев второго уровня и на основе полученных значений была сформирована общая матрица приоритетов критериев второго уровня относительно критериев первого уровня (Таблица 4).

Таблица 4 - Матрица приоритетов W12

 

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

S1

0,23

0,65

0,12

0

0

0

0

0

0

0

S2

0

0

0

0,75

0,25

0

0

0

0

0

S3

0

0

0

0

0

0,83

0,17

0

0

0

S4

0

0

0

0

0

0

0

0,09

0,74

0,17

Для нахождения глобального влияние критерия на модель необходимо воспользоваться следующей формулой:

A = W01 * W12,
где W01 = (0,16; 0,40; 0,40; 0,05), в соответствии с таблицей 3.

В результате вычислений уравнение модели имеет вид:

y=0,037x1+0,104x2+0,020x3+0,297x4+0,099x5+0,331x6+0,066x7+0,004x8+0,035x9+0,008x10,
где х1-х10 - критерии качества документа

Исходя из данного уравнения, видно, что наиболее важным параметром для достижения качества документа является  – Присутствие обязательных блоков. Т.е. можно сделать вывод, что увеличивая показатель присутствия обязательных блоков в документе рабочей программы дисциплины можно быстрее всего улучшить качество документа.

Разработка и проведение эксперимента. Корректировка параметров модели не требуется, так как модель построена на основе экспертных оценок. Согласованность мнений экспертов и адекватность построенной модели также ранее доказана.

Целью эксперимента является выявление критерия, который оказывает самое сильное влияние на качество рабочей программы дисциплины с помощью анализа модели на чувствительность. Анализ моделей на чувствительность — это процесс, реализуемый после получения оптимального решения. В рамках такого анализа выявляется чувствительность оптимального решения к определенным изменениям исходной модели.

Чувствительность можно рассчитать по следующей формуле:

A=∆x/∆y,
где ∆x – изменение выходной переменной,
∆y – изменение входной переменной.

Для оценки показателей системы введем пятибалльную шкалу оценок, представленную в таблице 5.

Таблица 5 - Матрица оценки критериев

Оценка

Описание

5

Отлично. Балл «5» ставится в случае, когда критерий в полном объеме и надлежащем качестве присутствует в рабочей программе дисциплины.

4

Хорошо. Балл «4» ставится в случае, когда в рабочей программе дисциплины в полном объеме присутствует данный критерий, однако содержит небольшие ошибки.

3

Удовлетворительно. Балл «3» ставится в случае, когда в рабочей программе дисциплины отсутствует либо обязательный параметр данного критерия, либо высоко наличие ошибок при полном объеме содержания.

2

Неудовлетворительно. Балл «2» ставится в случае, когда в рабочей программе дисциплины отсутствует более половины содержимого и допущены грубые ошибки.

1

Очень плохо. Балл «1» ставится в случае, когда в рабочей программе дисциплины полностью отсутствует данная характеристика.

Соответственно, значение модели системы может колебаться от 1 до 5. Для анализа модели на чувствительность группе экспертов были выданы готовые рабочие программы дисциплин, с различным показателем критериев качества документов, согласно модели, построенной ранее. За изменение показателя критерия возьмем за . После чего было проведено сравнение итоговых значений результаты качества документа в целом.

Полученные значения отображены в таблице 6.

Таблица 6 - Анализ чувствительности

 Критерий

Δy

A

c1

0,0091

0,0550

c2

0,0275

0,1650

с3

с4

c5

0,0009

0,0006

0,0051

0,0056

0,0036

0,0308

c6

0,0018

0,0108

c7

0,0005

0,0032

c8

0,0010

0,0060

c9

0,0045

0,0275

c10

0,0320

0,1925

Максимальное значение A10=0,19. Таким образом, модель чувствительнее всего к изменению критерия C10 – правильность содержания рабочей программы дисциплины. Т.е. можно сделать вывод, что увеличивая показатель правильности содержания рабочей программы дисциплины можно быстрее всего улучшить качество документа.

В результате эксперимента было выявлено среднее значение оценки качества документов, которое составляет A=4,82. На основании этого можно получить следующую оценку качества документа рабочей программы дисциплины: если для анализируемого документа A>=4,8, то документ полностью соответствует требованиям, если 4,7<=A<4,8, то документ частично соответствует требованиям, если A<4,7, то рабочая программа дисциплины не соответствует требованиям.

Решение задачи. Решением поставленной ранее проблемы является веб-приложение, которое позволяет составлять рабочую программу дисципилны преподавателям образовательных учреждений по необходимым направлениям, в соответствии с выбранными параметрами, а также  обеспечить возможность скачивания составленного документа и его просмотра пользователями системы.

Веб-приложение поддерживает создание рабочей программы дисциплины согласно современному федеральному государственному образовательному стандарту высшего образования 3++, который вступает в силу с 01.01.2019г.

Пользователь взаимодействует с программной системой через веб-сайт, работая с элементами графического интерфейса.  Программная система построена таким образом, что неверное действие пользователя, не приведет к верному ответу системы. В случае неверного действия пользователь всего лишь получит предупреждающее сообщение, в котором будет информация о том, что он неправильно сделал. При создании рабочей программы дисциплины, пользователь работает с шаблоном, предзаполненным данными из учебного плана дисциплины, на основании которого создается рабочая программа. На рисунке 1 представлен алгоритм создания рабочей программы пользователем.



Рисунок 1. Алгоритм создания рабочей программы

Веб-приложение представляет реализовано по архитектуре «клиент-сервер».  Среди многоуровневой архитектуры клиент-сервер наиболее распространена трехуровневая архитектура, предполагающая наличие следующих компонентов приложения: клиентское приложение, подключенное к серверу приложений, который в свою очередь подключен к серверу базы данных[3].

После сравнения и анализа возможных инструментов для решения задачи, для реализации клиентской части приложения было решено использовать программирования JavaScript с применением библиотеки jQuery из-за его простоты и скорости работы. Серверная часть реализована на языке PHP. В качестве сервера используется сервер Apache. Сервер базы данных – MySQL. Разворачивание веб-приложения происходит на онлайн хостинге, в качестве которого выступает сторонняя организация.

Для предоставления удобного интерфейса редактирования информации на веб-странице используется CKEditor — WYSIWYG-редактор. Для выгрузки документа в формате PDF используется библиотека Dompdf, способная генерировать PDF из HTML-разметки и CSS-стилей. Для выгрузки документа в формате PDF используется библиотека Dompdf, способная генерировать PDF из HTML-разметки и CSS-стилей. Демонстрация работы системы приведена на рисунке 2.

Рисунок 2. Предзаполнение рабочей программы согласно шаблону

В приложении присутствует валидация соответствия количества часов в создаваемой рабочей программы дисциплины в разделе содержании дисциплины и рабочей программе дисциплины, что позволяет контролировать корректность заполнения полей пользователем для исключения ошибок в документе.

В системе существует возможность выгрузки созданного документа в формате PDF на локальное хранилище.

Для работы с приложением пользователю требуется браузер и устойчивое Интернет-соединение.

Заключение. В рамках данной работы была рассмотрена информационная система поддержки рабочей программы дисциплины, был выбран метод исследования, построена модель методом анализа иерархий Саати. Был произведен анализ модели на чувствительность оптимального решения и определены критерии,  которые сильнее всего влияют на качество рабочей программы дисциплины. Выбранная модель адекватно описывает процесс оценки качества рабочей программы дисциплины для бюджетных учреждений, позволяет определить показатель, с помощью которого можно быстрее всего улучшить качество рабочей программы дисциплины.

Благодаря использованию данного веб-приложения при составлении рабочей программы дисциплины преподавателями образовательных учреждений, будет значительно уменьшено количество затрачиваемого времени.

В дальнейшем, веб-приложение можно улучшить, добавив необходимый функционал. Конечной целью развития проекта является внедрение в университеты и практическое применение в образовательных учреждениях.

Библиографический список:

1. Столярова А.О. Учебно-методический комплекс дисциплины: рекомендации по разработке, содержанию, сопровождению. Учебно-методич. пособие — ТюмГУ, 2013. — 48 с.
2. J.D. Meier, David Hill, Alex Homer, Jason Taylor, Prashant Bansode, Lonnie Wall, Rob Boucher Jr., Akshay Bogawat. «Руководство Microsoft по проектированию архитектуры приложений». - 2009.
3. Макаров А.В., Трофимова З.П., Вязовкин В.С., Гафарова Ю.Ю. Учебно-методический комплекс: модульная технология разработки: Учебно-методич. пособие — Мн. РИВШ БГУ, 2001. — 118 с. 3
4. Солянкина Н.Л. Как составить рабочую программу учебного курса? / Н.Л.Солянкина – Красноярск: Изд-во КК ИПКиПП РО, 2009. – 27 с.
5. Варламова С.А. Информационная поддержка принятия решений при управлении филиалом вуза / С.А. Варламова, А.В. Затонский, Е.В. Измайлова. – М.: ИНФРА-М, 2014. – 333 с.
6. Королева И.Ю. Автоматизация процесса разработки рабочих программ по дисциплинам, преподаваемым в вузах / Королева И. Ю., Влазнева Д. Г. // Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов. – 2012. – № 5. – С. 115-116.
7. Sibikina I. The Calculation Procedure of Competence Completeness / I. Sibikina, I. Kosmacheva, I. Kvyatkovskaya, Y. Lezhnina // 11th Joint Conference, JCKBSE (Volgograd, Russia, September, 2014). Volgograd, 2014. P. 134–143.




Рецензии:

20.05.2019, 10:12 Акимова Елена Владимировна
Рецензия: Статья достаточно информативна и содержательна, содержит подробное описание метода, адекватные выводы и может быть рекомендована к изданию.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий


 
 

Вверх