Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Аналитический обзор систем мониторинга образовательного процесса

1.1 Система «АСУ Деканат 2003»

Разработчик: лаборатория мониторинга учебного процесса ДГТУ.

В настоящее время для управления контингентом студентов в ДГТУ используется автоматизированная информационная система «АСУ Деканат 2003». Подсистема «Контингент» является частью этой системы и предназначена для вывода информации о студентах, ведения их личных учебных карточек, формирования ведомостей и отчетов, приказов, поиска необходимой информации о студентах, ведения учета успеваемости.

Для функционирования системы необходима ОС Windows 98 или более поздняя версия с установленным пакетом MS Office 2000, MS Office XP или MS Office 2003.

Система имеет удобный интерфейс, представленный несколькими основными элементами:

· элемент «Группа» - содержит в себе список всех групп, предназначен для выбора определенной группы;

· элемент «Студенты» - элемент предназначен для отображения некоторых сведений о студентах. Позволяет совершать различные операции со студентами;

· элемент «Дисциплины» - содержит список экзаменов и зачетов, параметры дисциплины;

· элемент «Элективы» - содержит список элективных и факультативных дисциплин, которые можно назначить выбранной группе;

· элемент «Приказы» - на данной вкладке перечислены приказы, относящиеся к выбранному студенту;

· элемент «Управление ведомостями и отчетами» - предоставляет возможность просматривать ведомости и отчеты. Возможен просмотр журналов группы, зачетных ведомостей, рейтингового журнала и экзаменационной ведомости.

Программа позволяет производить управляющие действия, как со всеми студентами, так и с отдельно взятым студентов. Ниже приведены некоторые операции со всеми студентами:

· вывод различных отчетов для печати и просмотра;

· имея список студентов, сформированный по определенному признаку, можно получить электронный список со всеми данными по студентам;

· можно выделить только иностранных студентов.

Некоторые операции с отдельным студентом:

· учебная карточка студента;

· продление сессии;

· вывод итоговых оценок;

· изменение группы;

· допуск или недопуск к сессии.

Программа позволяет экспортировать таблицы со списками групп в форматы: Microsoft Word, Microsoft Excel, текстовый файл. Программа так же позволяет импортировать данные из приемной комиссии. Позволяет формировать группы первого курса, присваивать номера зачетных книжек.

Достоинства АИС «АСУ Деканат 2003». Эта система была разработана в ДГТУ. Были учтены все особенности внутренней структуры ДГТУ.

Одним из недостатков АИС «АСУ Деканат 2003» является привязанность к определенной платформе. Еще одним существенным недостатком является то, что эта система построена по архитектуре «файл-сервер». В связи с этим возникают следующие проблемы:

· очень большая нагрузка на сеть и невозможность работы большого числа клиентов;

· блокировка данных при редактировании одним из пользователей делает невозможной работу с этими данными других пользователей;

· низкая надежность системы [2].

Интерфейс программы представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 - Окно программы Деканат 2003

1.2 Система «Галактика Управление вузом»

Разработчик: корпорация «Галактика».

В системе «Галактика Управление вузом» реализована поддержка задач управления учебным процессом, а так же управления финансовыми, материальными и кадровыми ресурсами образовательного учреждения.

Система позволяет автоматизировать такие процессы как:

· планирование и управление учебным процессом образовательного учреждения;

· управление контингентом студентов;

· контроль и анализ успеваемости студентов;

· планирование, поведение и анализ приемной кампании;

· планирование и обеспечение занятости и трудоустройства выпускников образовательного учреждения.

Подсистема «Управление контингентом студентов» предоставляет следующие функции:

· получение всей необходимой информации о студентах и выпускниках;

· ведение личных карточек студентов;

· учет перемещений студентов в процессе обучения;

· учет успеваемости и посещаемости;

· идентификация ведомости по штрих-коду;

· ведение информации о проживании студентов в общежитиях;

· формирование типового набора документов;

· формирование отчетности;

· формирование экзаменационных листов и ведомостей;

· ведение информации о стипендии студентов;

· ведение академических групп;

· поиск информации о студенте по штрих-коду;

· ведение архива сведений о студентах, закончивших вуз [3].

Достоинства системы «Галактика Управление вузом»:

· кроссплатформенность;

· журнализация действий пользователя;

· разграничение прав доступа.

Недостатки:

· высокая стоимость;

· не учитываются особенности внутренней структуры ДГТУ.

Интерфейс программы представлен на рисунке 2.



Рисунок 2 - Окно Системы «Галактика Управление вузом»

1.3 Информационная система «Деканат»

Разработчик: Лаборатория математического моделирования и информационных систем

Система позволяет автоматизировать:

· управление учебными группами и специальностями;

· создание электронных личных дел студентов;

· перевод студентов в другую группу, зачисление, отчисление и восстановление, перевод в академический отпуск;

· импорт списка групп;

· зачисление студентов и распределение по учебным группам;

· расчет рейтинга студентов за определенный период времени;

· поиск студентов в базе данных;

· получение сводных данных по контингенту студентов и формирование отчетов;

· склонение Ф.И.О. студентов по падежам;

· импорт списков студентов из приемной комиссии;

· создание отчетов в Microsoft Office и добавление их в программу.

Программа наглядно отображает структуру образовательного учреждения и обеспечивает удобную навигацию по ее разделам. Часто используемые команды вынесены на панель инструментов.

Система безопасности построена на базе ролевой модели. Интерфейс формируется в соответствии с выданными пользователю правами [4].

Достоинства информационной системы «Деканат»:

· простота;

· многофункциональность.

Недостатки:

· привязанность к одной платформе;

· высокая стоимость;

· не учитываются особенности внутренней структуры ДГТУ.

Интерфейс программы представлен на рисунке 3.

Рисунок 3 - Окно программы Деканат

1.4 1С: Учебная часть

Разработчик: 1С.

«БИТ: Учебная часть» решает задачи учебной части, деканатов, учебно-методического отдела вуза:

· формирование и хранение личных дел студентов;

· формирование академических и рабочих учебных планов,

· выгрузка в формат Gosinsp для проверки на соответствие государственным стандартам;

· учет успеваемости студентов (регистрация оценок по дисциплинам, формирование ведомостей);

· формирование приказов, регламентирующих процесс обучения (о зачислении, отчислении, переводе, утверждении тем курсовых и дипломных работ и др.), а также справок по студенту (в том числе академической справки, учебной карточки по форме №13/14), аттестационной ведомости, формы диплома и приложения к диплому;

· получение отчетности о количестве студентов, а также отчисленных и находящихся в академическом отпуске;

· получение отчетности о результатах сдачи сессий, госэкзаменов, государственной аттестации, защиты дипломных работ за учебный год и др.

Достоинства:

· многофункциональность;

· простота.

Недостатки:

· высокая стоимость;

· не учитываются особенности внутренней структуры ДГТУ.

1.5 Сравнение систем мониторинга образовательного процесса

Для наглядности, данные о системах управления контингентом студентов сведены в таблице 1. В данной таблице приведены функциональные характеристики, которыми должны обладать подобные системы.

Таблица 1 - Сравнение систем управления контингентом студентов

	АСУ Деканат 2003	Галактика Управление вузом	Деканат	БИТ: Уч. часть
Кроссплатформен-ность	нет	да	нет	нет
Ведение картотеки	да	да	да	да
Учет успеваемости	да	да	да	да
Формирование приказов	да	да	да	да
Поиск студентов	да	да	да	да
Перевод студентов в другую группу	да	да	да	да
Учет внутренней структуры ДГТУ	нет	нет	да	нет
Формирование групп из приемной комиссии	да	да	да	да
Перевод студентов на следующий курс	да	да	да	да
Учет посещаемости	да	да	да	да

В результате проведенного обзора были определены основные достоинства и недостатки существующих систем управления контингентом студентов, а также определен список основных функций подобных систем. В данный момент, как уже было отмечено выше, имеется необходимость в кроссплатформенной системе управления контингентом студентов, которая бы учитывала внутреннюю структуру ДГТУ и могла работать эффективно с точки зрения распределения нагрузки на узлы сети. Ни одна из приведенных систем не удовлетворяет этим требованиям, в связи с этим тематика данной работы представляется актуальной.

1.6 Постановка задачи разработки системы мониторинга образовательного процесса

Цель работы - разработать систему для управления контингентом студентов ДГТУ.

Разрабатываемое программное средство, в соответствии с техническим заданием (прил. А), должно реализовывать следующие функции:

отображение личных данных студентов;

просмотр студентов выбранной пользователем группы;

просмотр успеваемости одного или нескольких студентов;

получение списка групп выбранного факультета;

поиск студента по следующим реквизитам: фамилия, № з/кн;

просмотр итоговых оценок студентов;

· просмотр учебной карточки студента

· многопользовательский доступ к информации с разделением прав доступа на основе бизнес-процессов вуза;

· удобный и понятный пользовательский интерфейс с использованием web-технологий.

Этапы решения поставленной задачи рассмотрены в следующих разделах данной работы.

2. Алгоритмическое конструирование системы мониторинга образовательного процесса

2.1 Общая схема функционирования

программный мониторинг образовательный алгоритмический

Функциональное назначение программного средства заключается в том, чтобы облегчить деканатам управление контингентом студентов.

Так как данный ресурс является частью информационно-образовательного портала, пользователь должен пройти процедуру авторизации. Если же зайти на ресурс без авторизации, то пользователь не получит доступа к системе.

В рамках сайта реализована собственная модель для разделения прав между пользователями сайта на доступ к различной информации. В данной системе были использованы эти механизмы для сокрытия информации, которая должна быть доступна только определенным сотрудникам.

Для начала пользователь должен авторизоваться. После успешного входа в систему пользователю предлагается выбрать интересующий его деканат. Далее производится построение списка групп и осуществляется вывод этого списка на экран. Для продолжения работы системы управления контингентом студентов необходимо осуществить выбор одной группы из представленного списка. После того как произведен выбор группы, осуществляется формирование списка студентов выбранной группы и вывод этого списка на экран. Подробнее алгоритмы получения списка групп и списка студентов будут рассмотрены в следующих разделах. Теперь, когда получены список групп и список студентов, пользователю становятся доступными следующие функции: просмотр учебных данных студента, просмотр списка экзаменов и зачетов, просмотр успеваемости, просмотр итоговых оценок. Кроме этого пользователю доступны: поиск студента по номеру зачетной книжки либо по фамилии, просмотр списка студентов всего факультета.

Общая схема функционирования программного средства представлена на рисунке 4.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 4 - Блок-схема функционирования программного средства

2.2 Алгоритм получения списка групп

Входные данные: база данных студентов ДГТУ, код факультета.

Выходные данные: список учебных групп факультета.

Система работает с группами и студентами, поэтому для начала работы нужно получить их списки (рис. 5). Получение списка групп осуществляется Sql запросом. Название группы разбито на несколько частей, которые хранятся в разных таблицах, связанных по ключам. Название группы формируется из буквенного имени группы (sp.name), курса(kurs), который вычисляется на основании семестра и номера группы (gp.code).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 5 - Получение списка групп

2.3 Алгоритм получения списка студентов

Получение списка студентов происходит по алгоритму, представленному на рисунке 6.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 6 - Получение списка студентов

Входные данные: база данных студентов, учебная группа.

Выходные данные: список студентов учебной группы.

Сначала происходит выбор группы. После выбора группы ищутся все студенты, в учебном статусе которых не значится, что они отчислены. Если группа студента совпадает с выбранной группой, то происходит вывод студента на экран.

2.4 Алгоритм поиска студента

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 7 - Поиск студента

Входные данные: номер зачетки, фамилия.

Выходные данные: студент.

Сначала вводится фамилия студента либо номер зачетной книжки, либо и фамилия и номер. Поиск осуществляется до тех пор, пока есть записи в таблице. Выбираются все студенты соответствующие критериям поиска. Полученный список заносится в таблицу на экране (рис. 7).

2.5 Алгоритм получения успеваемости

Входные данные: студенты, дисциплины, семестр.

Выходные данные: баллы студентов по дисциплинам.

Сначала выбираются студенты, для которых будет показана успеваемость. Затем указывается семестр, и выбираются дисциплины. Строится запрос для построения списка. Список выводится на экран (рис. 8).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 8 - Получение успеваемости

2.6 Алгоритм построения списка экзаменов и зачетов

Входные данные: группа, семестр.

Выходные данные: список экзаменов и зачетов.

Алгоритм построения списка экзаменов и зачетов на рисунке 9.

Если установлено значение true у свойства «показывать экзамены / зачеты» то, для выбранных группы и семестра осуществляется поиск дисциплин.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 9 - Построение списка экзаменов и зачетов

В данном разделе были рассмотрены основные алгоритмы программного средства, реализация которых рассмотрена в следующем разделе.

3. Программное конструирование системы мониторинга образовательного процесса

3.1 Архитектура программного средства

Разрабатываемое программное средство будет состоять из нескольких компонентов. Программное средство будет использовать доступ по сети и это нужно учитывать при проектировании его архитектуры. В связи с этим был выбран вариант разработки веб-приложения. Если сравнивать классическое клиент-серверное приложение с веб-приложением, то можно выделить ряд плюсов, которые и стали основополагающими при выборе архитектуры программного средства. К таким плюсам можно отнести: скорость разработки, универсальность протокола обмена данными, для работы приложения на клиентской стороне достаточно иметь установленный веб-браузер.

Веб-приложение представляется как совокупность серверных сценариев на одном из популярных языков разработки (например, PHP), функциональность которых обеспечивается веб-сервером. Пользователь обращается к серверу посредством html-запроса. Сервер, используя полученные параметры запроса, определяет, какой скрипт должен быть выполнен. Скрипт генерирует данные и передает их браузеру пользователя. На клиентской стороне модификация и представление контента, осуществляется посредством языка Java Script. Таким образом, мной реализуется следующая архитектура программного средства (рис. 10).



Рисунок 10 - Архитектура программного средства

3.2 Обоснование выбора языка программирования

В качестве средств разработки модулей для работы с базой данных и представления интерфейса пользователя был выбран PHP 5.3 и фреймворк CodeIgniter. PHP - язык сценариев общего назначения. Хорошо подходит для web-систем и может быть внедрен в HTML. Является интерпретируемым языком. Интерпретация производится web-сервером [5]. CodeIgniter является фреймворком для web-приложений, разработка которых ведется на PHP. CodeIgniter основан на шаблоне проектирования Модель-Отображение-Контроллер. MVC - это шаблон, который позволяет отделить логику от отображения [6].

В качестве СУБД выбрана свободная объектно-реляционная система PostgreSQL 9.0. Эта СУБД обладает рядом преимуществ, таких как: наследование, легко расширяемая система типов, поддержка практически неограниченного размера БД [7]. Кроме этого PostgreSQL уже используется в ДГТУ.

Для модификации данных на стороне клиента используется скриптовый кроссбраузерный язык Java Script [8] с использованием технологии AJAX и методов обмена с серверной стороной по технологии JSON. Java Script обеспечивает интерактивность разрабатываемой системы управление контингентом студентов. Для упрощения обмена данными между HTML и Java Script используется библиотека JQuery. Достоинством библиотеки является так же то, что библиотека предоставляет удобный API для работы с AJAX. К достоинствам библиотеки так же можно отнести ее расширяемость [9].

3.3 Структура базы данных

Для реализации данной системы управления контингентом студентов была разработана структура данных. Схема отношений в структуре данных представлена на рисунке 11.

Рисунок 11 - Схема отношений БД

Изображенная, на рисунке 11, структура базы данных, содержит десять таблиц каждая из которых, рассматривается далее:

· Student - это таблица предоставляет информацию о студенте:

§ id - первичный ключ;

§ person_fk - человек;

§ zachnumber - номер зачетки;

§ semestr - семестр обучения;

§ learnstatus - учебный статус;

§ tlearntype_fk - тип обучающегося;

§ tyear_fk - год учебного плана;

§ groupspec_fk - ГРСП;

§ specialization_fk - специализация;

· Groppplan - эта таблица предоставляет план группы:

§ id - первичный ключ;

§ audittime - аудиторное время;

§ budjettime - сбюджет времени;

§ semaudittime - аудиторное время в семестр;

§ sembudjettime - бюджет времени в семестр;

§ disctype - тип дисциплины;

§ semester - семестр;

§ taccounting_fk - отчетность;

§ tcontrol_fk - контроль;

§ tdiscipline_fk - дисциплина;

§ kafedra_fk - кафедра;

§ specialization_fk - специализация;

· Studplan - эта таблица предоставляет студенческий план:

§ id - первичный ключ;

§ student_fk - студент;

§ groupplan_fk - план группы;

§ tlearnmetric_fk - учебная метрика;

§ tperezach_fk - тип перезачета;

§ oldplan - старый план;

§ bal - итоговый бал;

§ date - дата;

§ diplom - диплом;

· Specialization - эта таблица предоставляет информацию о специализации:

§ id - первичный ключ;

§ name - название;

§ code - двухзначный код;

§ kafedra_fk - выпускающая кафедра;

§ speciality_fk - специальность;

· Groupspec - таблица с информацией о ГРСП:

§ id - первичный ключ;

§ code - код группы в потоке;

§ speciality_fk - специальность;

· Person - таблица с информацией о человеке:

§ id - первичный ключ;

§ surname - фамилия;

§ name - имя;

§ patronymic - отчество;

§ gender - пол;

§ birthday - дата рождения;

§ parents - родители;

§ address - место рождения;

§ children - дети;

§ snils - снилс;

· Speciality - таблица с информацией о специальности:

§ id - первичный ключ;

§ code - код специальности;

§ name - название;

§ shortname - краткое название;

§ tlearnform_fk - форма обучения;

§ letter - буквы специальности;

§ tlearnsystem_fk - система обучения по умолчанию;

§ firtssemestr - первый семестр;

§ faculty_fk - факультет;

§ tlearnprog_fk - программа обучения;

· Tmark - таблица с информацией о типах оценок:

§ id - первичный ключ;

§ name - название;

§ maxbal - макс. бал;

§ priority - приоритет подсчета;

§ tcontrol_fk - тип контроля;

§ tlearnsystem_fk - система обучения;

· Mark - таблица с информацией об оценках:

§ tmark_fk - тип оценки;

§ id - первичный ключ;

§ studplan_fk - студенческий план;

§ value - значение;

§ mdate - дата;

§ attendance - посещаемость;

· Tlearnmetric - таблица с информацией об учебной метрике:

§ id - первичный ключ;

§ name - название;

§ is_current - текущая;

§ nneud - макс бал на 2;

§ ngood - макс. бал на 3;

§ nexelent - макс. бал на 4.

3.4 Реализация веб-приложения

В качестве программно-алгоритмической основы разработки приложения был выбран фреймворк CodeIgniter, реализующий структуру Model-View-Controller.

Рассмотрим структуру реализованного веб-приложения с точки зрения архитектуры MVC.

· контроллеры:

§ cm.php - базовый контроллер разработанного веб-приложения, отвечающий за взаимодействие между моделью и представлениями, реализующий методы по предоставлению пользователю данных;

· модели:

§ cm_model.php - модель определяющая логику взаимодействия веб-приложения с внешними модулями, реализующая взаимодействие с базой данных.

· представления:

§ view2.php - представление, в котором содержится меню выбора факультета;

§ view1.php - представление, содержащее основную форму программы, просмотр студентов, учебных данных, отчетов, итоговых оценок;

§ contingent.php - дополнительная табличная форма со студентами всего факультета, возможностью сортировки и фильтрации таблицы по различным полям;

Полный листинг программных модулей приведен в приложении Д, здесь рассмотрим реализацию основных методов, алгоритмы которых были рассмотрены в предыдущих разделах.

Рассмотрим контроллер cm.php. В нем реализованы следующие методы:

· index() - функция переадресовывающая пользователя на страницу выбора факультета;

· dekanat() - функция переадресовывающая пользователя на основную страницу веб-системы, а так же загружающая список групп;

· showstud() - функция загрузки списка студентов группы;

· kontingent() - функция переадресовывающая пользователя на страницу с отдельной табличной формой;

· load1 ($faculty) - функция загрузки всех студентов ранее выбранного факультета $faculty;

· load_marks() - функция загрузки успеваемости;

· itog_marks() - функция загрузки итоговых оценок;

· u_kart() - функция загрузки учебной карточки.

Структура всех программных модулей описана в руководстве системного программиста (прил. В).

Рассмотрим процедуры получения списка групп.

function dekanat()

{

$data=array();

 // получаем id факультета

$faculty=$_POST['menu'];

$data['faculty']=$faculty;

 // вызываем функцию из модели по загрузке групп

$data['list'] = $this->cm_model->get_grups($faculty);

 // формируем название группы

foreach ($data [«list»] as $key)

{

$key->gruppa=$this->cm_model->_rus2translit ($key->letter).'_'.

$key->semestr.'_'.$key->code;

}

 // загружаем в представление список групп

$this->load->view ('cm/view1', $data);

}

Функция get_grups($fac) представляет собой sql запрос, возвращающий массив со списком групп.

function get_grups($faculty)

{

 // выбираем все записи, за исключением повторов

$this->db->distinct();

 // поля выбираемые из таблицы

$this->db->select ('sp.letter, Round (st.semestr/2+st.semestr % 2), gp.code, st.semestr');

 // связанные таблицы из которых будет осуществлены выбор

$this->db->from ('istudents.student st');

$this->db->join ('istudents.specialization spec', 'st.specialization_fk = spec.id');

$this->db->join ('istudents.speciality sp', 'spec.speciality_fk = sp.id');

$this->db->join ('istudents.groupspec gp', 'st.groupspec_fk= gp.id');

$this->db->where ('sp.faculty_fk', $faculty);

 // студент не должен быть отчислен

$this->db->not_like ('st.learnstatus', 'Q', 'after');

 // сортировка по названию группы

$this->db->order_by («sp.letter, Round (st.semestr/2+st.semestr % 2), gp.code»);

 // выполнить запрос и записать результат в $query

$query = $this->db->get();

 // вернуть результаты

return $query->result();

}

Функция построения списка экзаменов. Обрабатывает массив данных пришедший через ajax.

function show_exams(data)

{ // цикл по всем элементам массива

$.each (data['control'], function (idx, item) {

if (item.fio==null) {

item.fio='';

}

if (item.id==1)

{ // добавление экзамена в таблицу экзаменов

$('#table2 > tbody').append ('<tr class= «row»><td id=» '+item.discipline+'» class= «cell»>'+item.name+

'</td><td class= «cell»>'+item.shortname+'</td><td class= «cell»>'+item.fio+

'</td></tr>');}

else

{ // добавление зачета в таблицу зачеты

$('#table3 > tbody').append ('<tr class= «row»><td id=» '+item.discipline+'» class= «cell»>'+item.name+

'</td><td class= «cell»>'+item.shortname+'</td><td class= «cell»>'+item.fio+

'</td></tr>');

}

});

}

Полные исходные тексты программы приведены в приложении Д и на компакт-диске, прилагаемом к отчету.

Размещено на Allbest.ru