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
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]:
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:
Таким образом, формирование иерархической структуры показателей качества документов будет осуществлен следующим образом (Рисунок 1):
После чего, каждый эксперт по своему мнению провел ранжирование выделенных показателей и занес результаты в таблицу (Таблица 1).
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.
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.
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).
|
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 |
A = W01 * W12,
где W01 = (0,16; 0,40; 0,40; 0,05), в соответствии с таблицей 3.
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
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.
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.
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.
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