Информационная технология организации и управления деятельностью научного микроколлектива в матричной структуре образовательного процесса

Объект квалиметрии -- любой предмет или процесс:

- одушевлённый (например, специалист) или неодушевлённый (например, автомашина);

- продукт труда (например, бетон для дорожного покрытия) или продукт природы (например, природный рельеф местности на трассе будущей автодороги);

- материальный (например, цех по ремонту техники) или идеальный (например, рекламный телевизионный ролик);

- естественный (например, горный ландшафт) или искусственный (например, комплекс сооружений);

- продукция (например, одежда) или услуга (например, эксплуатация и ремонт электрооборудования).

Термин квалиметрия был предложен в 1968 году группой советских научных работников (экономистов и инженеров) во главе с Азгальдовым Г.Г., выявивших методологическую общность способов количественного оценивания качества совершенно разных объектов (которыми они занимались). Одновременно была осознана необходимость теоретического обобщения этих способов в рамках самостоятельной научной дисциплины.

Конечной целью квалиметрии является разработка и совершенствование методик, с помощью которых качество конкретного оцениваемого объекта может быть выражено одним числом, характеризующим степень удовлетворения данным объектом общественной или личной потребности [14].

Мною совместно с Пиявским С.А. и Елуниным М.Н. была разработана новая методика в квалиметрии и применена в работе. Методика оценивает качество выполнения заданий студентов в течении всего семестра, еженедельно и свертывает в количественный показатель в виде рейтинга.



2. РАЗРАБОТКА ПРОГРАМНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

2.1 Требования к программному обеспечению

Нужно разработать и интегрировать в систему «INsci» модуль управления деятельности научно исследовательских групп, к которой каждый студент будет иметь доступ.

Система должна иметь следующие возможности:

для руководителя НИГС:

- добавление и удаление членов;

- автоматическое формирование таблицы плана работ;

- возможность заполнение формы «план работ на семестр»;

- изменение статуса задания;

- просмотр плана работ и статуса заданий;

- расчет рейтинга членов группы .

для члена группы:

- просмотр рейтинга для члена группы;

- просмотр плана работ и статуса заданий;

- просмотр рейтинга.

Методическое и информационное обеспечение должно создаваться в соответствии с методами, изложенными в книге Пиявского С.А. [15]

Предусмотреть обеспечение целостности данных, условия применения и использование кодирования, хранение паролей в закрытом виде.

В системе должны вестись следующие справочники:

ѕ справочник пользователей;

ѕ справочник оценок.

Требования к программному обеспечению:

- операционная система Windows XP/7/8;

- среда разработки Microsoft Visual Studio 2012;

- язык программирования С#;

- СУБД SQL;

- инструмент UML моделирования StarUML.

Система предполагает реализацию функции:

- аутентификация пользователей;

- авторизация пользователей;

- ведение справочников;

- ведение оперативной информации;

- добавление новых участников;

- выставление оценок;

- мониторинг хода работы членов группы.

Мокап -- это черновик дизайна или даже фактический дизайн-макет программного обеспечения. Мокап часто используется для отображения информационного дизайна и разметки ПО, визуализирует контент и демонстрирует базовую функциональность. В начале разработки своего проекта вместе с моим руководителем Пиявским С.А. был создан мокап окна оценки выполнения планов по контрольным точкам внутри группы (рисунок 1).

Рисунок 1 - Мокап страницы выставления к.т. членам группы



Диаграмма вариантов использования программного комплекса представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Диаграмма вариантов использования

2.2 Описание матричной структуры образовательного процесса

Разработанная технология базируется на принципах сформулированных С.А. Пиявским в виде матричной структуры образовательного процесса и базируется на следующих основных положениях. Как предложено С.А. Пиявским каждый студент является членом коллектива.

Формирование матричной структуры в семестре показано на рисунке 3.



Рисунок 3 - Организация управления матричной структурой

Оно включает в себя следующие этапы:

- Распределение преподавателей по научным группам, Определение тематики научных групп и бригад на текущий семестр, закрепление аспирантов и магистрантов за научными бригадами (рисунок 4).

- Формирование пар «шеф-подшефный», объединяющих студентов старших и младших курсов и постановка индивидуальных тематик курсовых работ по дисциплине ТНИ, а также заданий членам научных бригад.

- Исследовательская деятельность студентов в семестре в рамках курсового проектирования по дисциплине ТНИ и в своих научных бригадах (рисунок 5).

- Подведения и оценка итогов деятельности в конце семестра, публикация и внедрение результатов деятельности (рисунок 5).

Более подробно формирование матричной структуры в семестре показано на рисунке 6.

Рисунок 4 - Схема взаимодействия в матричной структуре



Рисунок 5 - Основные этапы функционирования матричной структуры



Рисунок 6 - Формирование матричной структуры организации работы НИГС в семестре

На ФИСТ организована иерархическая модель взаимодействия всех членов НИГС (рисунок 7). Во главе иерархической пирамиды стоит координатор групп (преподаватель, магистр, аспирант). У него может быть несколько подшефных, которые в свою очередь являются руководителями научных групп. Координатор должен помогать в научных исследованиях своему подшефному, требовать отчет о положении дел в научной группе, давать указания и рекомендации к дальнейшей действиям по организации работы.

Рисунок 7 - Иерархическая ролевая модель информационной системы

2.3 Метод планирования деятельности НИГС

Для организации эффективной работы группы необходимо четко формулировать поставленные задачи, тогда можно будет видеть, выполнилась поставленная задача или нет. Для этого Пиявским С.А. была предложена идея планирования научной деятельности в течении семестра. Вначале семестра каждому студенту необходимо составить план работ, этот план необходимо подробно обсудить и утвердить у шефа, и на встрече с руководителем он будет отчитываться по заданию на данную неделю. Такой метод планирования позволяет организовать непрерывный процесс развития научных потенциалов студентов, а так же руководить.

2.4 Описание логической структуры БД

В процессе разработки модуля планирования была добавлена таблица «PlanScienceGroup» в базу данных (рисунок 8).

Рисунок 8 - Таблицы плана на семестр и связи между ними

Таблица имеет поля:

- Номер группы «ScienceGroupId»;

- Номер недели «NumberWeek»;

- Логин студента «LoginRef»;

- Текст «Text»;

- Статус задания «Status»;

- Контрольная точка «ControlPointId»

Она связана с таблицей «ScienceGroup» по полю «ScienceGroupId». Ещё одна связь образована полем «LoginRef» с полем «UserDisplayName» таблицы «Users». Эта связь нужна для вывода раскрывающихся списков, что позволит не допустить ошибок при вводе информации. Полная схема базы данных сайта представлена в приложении А.

2.5 Обоснование выбора средств разработки

Я разрабатывал модуль планирования для сайта www.sciyouth.ru/insci/. Этот сайт уже написан в среде Microsoft Visual Studio на языке программирования C#, с использованием технологии ASP.NET.MVC Framework. Именно поэтому рациональней было продолжить писать именно в этой среде.

Платформа ASP.NET MVC базируется на взаимодействии трех компонентов: контроллера, модели и представления. Контроллер принимает запросы, обрабатывает пользовательский ввод, взаимодействует с моделью и представлением и возвращает пользователю результат обработки запроса.

Модель представляет слой, описывающий логику организации данных в приложении. Представление получает данные из контроллера и генерирует элементы пользовательского интерфейса для отображения информации.

Microsoft Visual Studio -- линейка продуктов компании Майкрософт, включающих интегрированную среду разработки программного обеспечения и ряд других инструментальных средств. Данные продукты позволяют разрабатывать как консольные приложения, так и приложения с графическим интерфейсом, в том числе с поддержкой технологии Windows Forms, а также веб-сайты, веб-приложения, веб-службы как в родном, так и в управляемом кодах для всех платформ, поддерживаемых Microsoft Windows, Windows Mobile, Windows CE, .NET Framework, Xbox, Windows Phone .NET Compact Framework и Microsoft Silverlight.



2.6 Описание работы программного обеспечения

Вначале семестра формируется научная группа по компетентностному подходу. После этого автоматически составляется шаблон плана на семестр, который состоит из «шапки» с фамилиями участников группы и нумерации недель. Каждый член группы самостоятельно составляет план и вносит его в систему. Важно, чтобы задания были на каждой неделе. Иначе все незаполненные ячейки таблицы, система будет расценивать как невыполненное задание и проставлять 0 баллов. В течение семестра руководитель группы еженедельно проверяет работу каждого члена группы и выставляет статус текущего задания. Куратор оценивает работу группы в целом и выставляет балл 0, 1 или 2. Только после того как оценка группе выставлена, руководитель может рассчитать старательность каждого члена группы в балловой системе. Для этого он должен нажать кнопку «Пересчитать» в окне «Выставление контрольных точек внутри научной группы». Каждому из членов группы будет автоматически выставлен балл от 0 до 2, который зависит от статуса выполнения текущего задания. Алгоритм работы с системой описан блок-схемой на рисунке 9.



Рисунок 9 - Блок схема работы с модулем планирования



3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И ИСХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

3.1 Требования к модели и исходным данным

Проект должен состоять из следующих окон:

- ввода новых заданий;

- редактирования заданий;

- вывод плана на семестр в виде таблицы;

- вывод оценок за выполнение текущего задания;

- вывод рейтинга.

В окне ввода новых заданий есть поля редактирования (рисунок 10):

- ФИО студента;

- номер недели;

- контрольная точка;

- текст задания.

Рисунок 10 - Окно ввода нового задания

В окне редактирования задания изменяется (рисунок 11):

- статус (состояние);

- текст задания.

Рисунок 11 - Окно редактирования задания

План на семестр должен быть выполнен в виде таблицы, в которой будет отражены задания и статусы для каждого члена группы (рисунок 12).



Рисунок 12 - План работ на семестр.

Вывод оценок и рейтинга производится в окне «Выставление контрольных точек внутри научной группы» (рисунок 13). Тут для каждой недели есть кнопка «Пересчитать». По нажатию она распределяет баллы от 0 до 2 по такому принципу:

- если статус задания «Завершено», то 2 балла;

- если статус задания «Выполняется», то 1 балл;

- если статус задания «Новая», то 0 баллов;

- если задание отсутствует, то 0 баллов.



Рисунок 13 - Выставление контрольных точек по плану внутри научной группы

3.2 Описание математической модели

Текущий рейтинг студента рассчитывается по формуле:

где - текущий рейтинг студента;

- общий рейтинг группы;

n - номер текущей недели;

kt - порядковый номер контрольной точки;

x - балл студента на текущей неделе.

Рейтинг группы рассчитывается по формуле:

где - общий рейтинг группы;

n - номер текущей недели;

kt - порядковый номер контрольной точки;

y - балл группы на текущей неделе.

Балл группы вычисляется по отношению суммы балов к интервалам ,

где p - степень выполнения утвержденного плана работ (число выполненных задач к общему числу запланированных задач на текущий период времени) (таблица 1);

- явка группы на еженедельное совещание (число явившихся к общему числу участников группы) (таблица 1);

m - своевременный ответ на сообщение координатора НИГС, направленное конкретному члену группы.

Таблица 1 - Соотношение баллов к отношениям и

Интервал	Баллы
1	2	2
1> и >0,5	1	1
0,5> и > 0	0	0

m = 1 - есть ответ;

m = (-2) - нет ответа.

Таблица 2 - Соотношение суммы к оценке

Сумма	Окончательная оценка
0	0
1	0
2	1
3	1
4	2
5	2



3.3 Основные понятия модели и обозначения

НИГС - научно исследовательская группа студентов;

НИР - научно исследовательская работа;

Научный микроколлектив -- это студенческая группа, организованная на компетентностном подходе и объединенная решением единой конкретной проффесиональной задачи;

Квалиметрия -- научная дисциплина, в рамках которой изучаются методология и проблематика комплексного количественного оценивания качества объектов любой природы имеющих материальный или духовный характер, имеющих искусственное или естественное происхождение;

Статус - качественный показатель результата выполнения задания студентом за определенный период времени;

Рейтинга - количественный показатель активности работы научного микроколлектива или отдельного члена этого коллектива;

План работ - совокупность заданий, которые поставлены определенному члену группы;

- текущий рейтинг студента;

- общий рейтинг группы;

n - номер текущей недели;

kt - порядковый номер контрольной точки;

x - балл студента на текущей неделе;

y - балл группы на текущей неделе;

p - степень выполнения утвержденного плана работ (число выполненных задач к общему числу запланированных задач на текущий период времени);

- явка группы на еженедельное совещание (число явившихся к общему числу участников группы);

m - своевременный ответ на сообщение координатора НИГС, направленное конкретному члену группы.

3.4 Состав исходных данных и обозначения

К исходным данным относятся:

- состав группы (список);

- вод текста задания (текст);

- ввод недели (номер);

- ввод «к какой контрольной точке относится задание» (номер);

- изменение статуса (Новая, Выполняется, Завершена).

3.5 Получаемые в процессе работы данные

- оценки выполнения планов - рассчитываются автоматически модулем планирования, в зависимости от статуса задания;

- оценки работы группы - рассчитываются вручную по алгоритму;

- текущий рейтинг группы - рассчитывается автоматически системой;

- текущий рейтинг студента - рассчитывается автоматически системой.



4. ИССЛЕДОВАНИЯ И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1 Описание объекта исследования

Объектом исследования является информационные технологии в организации образовательных процессов, в частности в организации научной деятельности для эффективного развития и управления научно исследовательскими коллективами и мониторинга научно исследовательской деятельности.

Конкретным объектом исследования в мой работе стала информационная технология с матричной структурой разработанная на ФИСТ СГАСУ Пиявским С.А. На сайте «sciyouth» в кабинете НИГС мною, совместно с Елуниным М.Н. и Пиявским С.А. был разработан модуль планирования. Результаты исследования сравниваются с результатами прошлых лет на ФИСТ.

4.2 Описание хода исследования и результата

Для исследования я взял результаты работ НИГС за осенний семестр 2013 года и весенний семестр 2014 года. Результаты представлены в виде рейтинга групп, диапазон которого изменяется от 0 до 2. Я отфильтровал значения по убыванию и построил точечную диаграмму (рисунок 14).



Рисунок 14 - Диаграмма активности работы НИГС за осень 2013/весна 2014 года

По горизонтали показано количество научных групп в семестре. По вертикали рейтинг группы.

Характеристики контрольного примера:

В осеннем семестре 2013 года:

- кол-во студентов 113;

- кол-во групп 28;

- кол-во заданий 345;

- кол-во недель 17;

- процент завершенных заданий 35%;

- процент выполняющихся заданий 40%;

- процент новых заданий 25%.

В весеннем семестре 2014 года:

- кол-во студентов 82;

- кол-во групп 21;

- кол-во заданий 696;

- кол-во недель 17;

- процент завершенных заданий 98%;

- процент выполняющихся заданий 2%;

- процент новых заданий 0%.

4.3 Анализ результатов и сравнение с аналогами

По диаграмме на рисунке 14 можно сказать, что результаты работ научно исследовательских групп выросли за последний период.

Причин такого роста, на мой взгляд, две.

Первая, это более плотное взаимодействие студентов и членов научных групп с матричной структурой образовательного процесса ФИСТ, а именно c кабинетом научных групп «INsci».

Вторая причина, это количество научных групп в семестре. Чем больше групп, тем тяжелее регулировать их работу, отсюда снижается активность групп.

Таблица 3 - Таблица предельных значений исследуемой диаграммы

Типы значений	Осень 2013	Весна 2014
Среднее значение по рейтингам	0,71 балл	0,92 балла
Максимальное значение рейтинга	1,2 балл	1,58 балла
Минимальное значение рейтинга	0,1 балл	0,33 балла

Разработанный информационный продукт может конкурировать с известными программами в области организации деятельности рабочих коллективов. Результаты сравнения, на мой взгляд, с самыми популярными из них, представлен в таблице 5.



Таблица 4 - Сравнительная таблица аналогов

Как видно из таблицы, основным недостатком системы является отсутствие хранилища документов, файлов для общего доступа всем членам группы.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Елунин, М.Н. Информационная технология организации и управления коллективной научной деятельностью студентов ВУЗа [Текст] / Елунин М.Н. // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. 2014. С. 4-5.

2. Можаева, М.Г. Некоторые аспекты использования информационных технологий при организации самостоятельной работы бакалавров / Можаева М.Г. // Научный поиск. 2012. №2.3. С. 14-16.

3. Методы управление [Электронный ресурс]: URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Методы_управления.

4. Социально-психологические методы управления [Электронный ресурс]: URL: http://www.coolreferat.com/Процессы_и_методы_управления

5. Мироненков, К.Н. Понятие инновационного цикла и его использование в управлении инновационной деятельностью организации [Текст] / Мироненков К.Н. // Сибирская финансовая школа 2008. № 6. С. 94-96.

6. Основы управления и планирования производства [Электронный ресурс]: URL: http://edu.dvgups.ru/METDOC/EKMEN/ETR/EK_ENERG/METOD/ECON_PRE/gusarova2.htm

7. Менеджмент и трудовые отношения [Электронный ресурс]: URL: http://knowledge.allbest.ru/management

8. Redmine [Электронный ресурс]: URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Redmine

9. TeamBridge [Электронный ресурс]: URL: http://www.teambridge.ru/

10. TeamBridge - простое управление задачами для компаний без айтишников [Электронный ресурс]: URL: http://www.computerra.ru/cio/5981

11. Козлова, А.В. Современные методы организации самостоятельной работы студентов в процессе их подготовки к использованию информационных и коммуникационных технологий [Текст] / Козлова А.В. // Сибирский педагогический журнал. 2012. № 8. С. 27-32.

12. Долгов, Д.И. Роль методологии и статистических методов в оценки конкурентоустойчивости предприятия [Текст] / Долгов Д.И. // Научный электронный архив / URL: http://econf.rae.ru/article/7759

13. Контрольная работа: Статистические способы обработки экспериментальных данных [Электронный ресурс]: URL: http://refoteka.ru/r-149996.html

14. Особенности технологии экспертной оценки качества [Электронный ресурс]: URL:http://knowledge.allbest.ru/management/3c0a65625b2ad78b4

d53a88421306c37_0.html

15. Пиявский, С.А. Исследовательская деятельность студентов в инновационном вузе / Пиявский С.А. // Учебник по дисциплине «Технология исследовательской профессиональной деятельности», СГАСУ, Самара, 2011. - 294 с.



ПРИЛОЖЕНИЕ А

Рисунок А.1 - Схема базы данных сайта



ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Таблица Б.1 - Таблица оценки творческого потенциала выполненной работы

Критерий	Значение критерия	Комментарий
1	2	3
Исследовательский характер работы кроме 2, знает по литературе о тенденциях развития соответствующего направления на основе ИКТ	3	Организационная схема управления деятельности микроколлективов в матричной структуре. Система критериев оценки и метод их свертывания в рейтинг. Сравнение - с существующими методами управления научными коллективами. Исследование - реальное качество деятельности микроколлективов ФИСТ.
Связь с НИР руководителя учащийся является участником оплачиваемых работ по грантам РФФИ или целевым программам	5	Выполнена совместно с Елуниным. По Темплану Минобра
Перспективность тематики работы новое научное направление с повышенной частотой защит кандидатских диссертаций (интеллектуальные системы, имитационное моделирование, мультиагентные системы)	3	Новая организационная система управления деятельности научных микроколлективов.
Публикация работы статья в соавторстве опубликована или принята к печати (есть справка редакции)	3	Статья в Российские и зарубежные журналы, в Инфокоммуникационные технологии, в сборник кафедры ПМиВТ.
Практическая значимость работы уже используется в своем учебном заведении	2	Может быть использована для организации учебного процесса в различных учебных заведениях. Используется и совершенствуется на своём факультете.
Анализ научной проблематики поверхностно знает о новых результатах российских и зарубежных ученых	4	Большой обзор технологий, информационных продуктов и методологии управления деятельностью научно производственных коллективов.
Авторская формализация проблемы несложный математический аппарат, выполнена, в основном, самостоятельно	2	Математические методы - мат. методы свертывания критериев и многокритериальная оптимизация. Система критериев и метод их свертки при оценке качества работы НИГС.
Новые научные результаты получены совместно с научным руководителем, не очень значительны	2	Новая система критериев оценки качества работы НИГС. Новый метод свертки и представления.
Оригинальные идеи автора оригинальные идеи отсутствуют	0
Анализ литературы анализ отсутствует.	0
Освоенные обеспечивающие методы, приемы освоены средства программирования типа C++, C#, PHP, Java	3	Сайт написан средствами языка С#, так же задействована система Web.
Разработанные обеспечивающие методы, приемы сложные вычислительные программы, ИПС, интерактивные сайты; простые, но целостные ИТ	2	Создан и работает сайт с многокритериальной оценкой деятельности работы НИГС и реализован новый метод свертки этих критериев.
Многопараметриеское исследование с помощью разработанных программных средств на большом материале и приводит к существенным выводам	4	Многокритериальная оценка деятельности работы НИГС и метод свертки этих критериев.
Обычное для автора качество оформление работы кроме 2, программный продукт работает безупречно	3
Обычное для автора качество доклада докладывает самостоятельно, четко, громко, отвечает на все вопросы	3

Размещено на Allbest.ru