Бурное и стремительное развитие информационных технологий в корне изменило взгляды, жизнь и информационное пространство человека. И трудно уже представить, как мы обходились без наших смартфонов, повседневных программ на телефонах, персональных компьютеров, которые выполняют всю рутинную работу, и т.д. Информационные технологии уже используются практически во всех сферах нашей жизни: в медицине, машиностроении, производстве продуктов, в образовании и т.п. Использование информационных и коммуникационных технологий является основой повышения качества образования в учебных заведениях как среднего, так и профессионального уровня [1].
Вопрос качества образования в настоящее время приобрёл особую актуальность в связи с поиском эффективных механизмов устойчивого инновационного развития системы образования. Применение современных информационных технологий в образовании имеет много аспектов. Информационные технологии предлагают новые и абсолютно иные возможности образовательного процесса. К основным возможностям можно отнести использование: визуальных и мультимедийных методических пособий, информационных технологий в деятельности образовательного учреждения, информационных технологий для контроля и оценки знаний студентов.
Использование электронных методических пособий, учебных фильмов, электронных учебников, а также подача материала с графическими презентациями, без сомнений, повышает активную познавательную деятельность студента. Особую роль в эффективности повышения качества образования играют технологии внедрения в процесс обучения автоматизированных систем рейтингового контроля, а также програм- мных приложений по управлению образовательным учреждением [2].
Так как данная статья посвящена описанию разработки модуля автоматизированной рейтинговой системы, то особое внимание здесь уделено некоторым аспектам использования в образовательных учреждениях рейтинговых систем контроля и оценки знаний студентов. Наличие таких систем обеспечивают прозрачность оценки знаний студентов и желание конкурировать с однокурсниками, что имеет прямое влияние на его мотивацию к учебе.
Значимая доля использования информационных технологий в образовании приходится на управление деятельностью образовательного учреждения. При этом имеется в виду контроль, управление и анализ работы компьютерных классов, цифровых стендов, лекционных аудиторий с презентационным и компьютерным оборудованием, которые имеют возможность воспроизводить в ходе учебного процесса данные с разных цифровых носителей, также управлением различных систем документооборота в учреждении.
Особую значимость представляет собой в современных условиях цифрового образовательного пространства и использование в образовательных учреждениях автоматизированных рейтинговых систем контроля и оценки знаний студентов. В связи с этим многие авторы посвятили свои научные исследования теме внедрения рейтинговых систем в образовательный процесс (Н.Г. Баженова, А.И. Голубева, Л.С. Гринкруг, С.И. Денисенко, Н.Е. Перевощикова, Б.Е. Фишман). Важно, что рейтинговая система оценивания позволяет использовать традиционные оценочные технологии, которые могут быть в нее успешно включены с некоторой трансформацией баллов в «привычные» системы оценок [3]. Следует отметить тот факт, что современные оценочные рейтинговые системы уже давно используются не только за рубежом, но и в российской системе образования, большей частью при подготовке специалистов на базе уровня высшего образования. Уже два десятилетия во многих вузах России успешно применяют рейтинговые системы [4].
С точки зрения разработчика автоматизированных информационных систем рейтингового контроля, программное обеспечение управлением качества общеобразовательного, среднего профессионального и высшего профессионального образования имеет существенные отличия из-за специфики организации учебного процесса и требований федеральных образовательных стандартов. При этом следует отметить, что мало исследованы разработки рейтингового контроля знаний обучающихся в средних специальных учебных заведениях (СПО) и их влияние на качество подготовки специалистов среднего звена, компетентность и востребованность которых на рынке труда из года в год возрастает.
Для решения этой проблемы в данной статье предлагается разработка програм- много модуля балльно-рейтинговой системы с несколько иным подходом, который позволял бы автоматизировать формирование различного вида итогового рейтинга обучающегося на основе результатов учебных достижений в течение учебного семестра. Студент может иметь индивидуальный рейтинг в группе и иметь определенные рейтинговые позиции по специальности своего обучения, на курсе или позиционировать в общем рейтинге учебного заведения.
Материалы и методы исследования
Балльно-рейтинговая система (БРС), которая была разработана сотрудниками Грозненского государственного нефтяного технического университета (ГГНТУ) в 2013 г. для учета и контроля успеваемости, была внедрена в систему управления учебным процессом ГГНТУ [5]. В связи с необходимостью внедрения модуля учета посещаемости и формирования аналитических отчетов система претерпела в новой версии существенные изменения 2017 г. [6]. Основное меню системы БРС, действующей в настоящее время в ГГНТУ, представлено на рис. 1.
Рис. 1. Основное меню системы БРС
Рис. 2. Ведомость преподавателя для ввода баллов
БРС ГГНТУ реализована на языке программирования С# и размещена на хостинг-сервере. Эта система является кросс- платформенной, так как разработана как веб-приложение и доступ к ней имеется через строку запроса любого браузера. Режим доступа для преподавателя осуществляется через авторизацию с вводом логина и пароля, которые объявляются участникам учебного процесса администратором БРС.
В личном кабинете преподавателя в БРС доступны следующие функционалы:
1. Аттестационные ведомости преподавателя – компонента системы, которая позволяет вводить оценочные баллы студентов по текущему, рубежному и итоговому контролям знаний.
2. Журнал учета посещаемости студентов – компонента системы позволяющая ежедневно отмечать присутствующих и отсутствующих студентов по группам.
3. Создание аттестационных и зачетно-экзаменационных билетов по вводу списков вопросов и заданий.
4. Создание аналитических отчетов рейтингов обучающихся по задаваемым параметрам – учебные группы, курсы, учебные дисциплины, направления подготовки и т.д.
На рис. 2 представлена форма ввода баллов преподавателем в пределах одной группы. Баллы за посещаемость формируются системой автоматически, основываясь на итогах заполнения преподавателем электронного журнала посещения занятий.
На основе набранных баллов студентов каждой группы система имеет возможность ранжирования по рейтингу за определенный промежуток времени (месяц, семестр, учебный год).
В используемой системе ГГНТУ регламентируется разграничение доступа пользователей, каждый из которых имеет свои определенные права и функции: Администратор, Преподаватель, Студент (пользователь). Обычный пользователь в этой системе наделен правами просмотра, а преподаватель – просмотра и ввода баллов. Особые права наложены на администратора, и ему доступны такие функции, как:
− просмотр журналов групп;
− просмотр аналитических материалов по успеваемости студентов;
− просмотр аналитических материалов по заполняемости преподавателями учебных журналов;
− просмотр, ввод, изменение, удаление сведений о студентах;
− просмотр и редактирование данных по авторизации;
− доступ и редактирование баз данных;
− вывод итоговых результатов рейтинга в систему объявлений для студентов;
− экспорт аттестационных и зачетно-экзаменационных ведомостей.
В проектировании информационных систем на сегодняшний день используются различные диаграммы. Выбор того или иного вида диаграмм в проекте зависит от сложности реализации программного проекта и разнообразия возможных подходов [7]. В разрабатываемом программном модуле логическая модель будет представлена ER-моделью (модель «сущность – связь»). На основе сущностей, обозначенных атрибутов и установленных связей на рис. 3 приведена ER-модель.
Рис. 3. ER-диаграмма «Сущность – связь» рейтинговой системы
На следующем этапе проектирования была поставлена и решена задача – преобразовать ER-модель в формат реляционной модели. Для решения данной задачи потребовалось выполнить ряд последующих действий:
1. Поставить каждой сущности ER-модели в соответствие отношение реляционной модели.
2. В каждое отношение, соответствующее подчиненной сущности, добавляется набор атрибутов, соответствующий ключу основной сущности.
3. При обязательном характере связи у атрибутов, соответствующих внешнему ключу, устанавливается свойство отсутствия неопределенных значений.
Уже на уровне ER-модели был проведен процесс ее нормализации таким образом, чтобы модель удовлетворяла условиям третьей нормальной формы.
На основе вышеприведенной ER-диаграммы «Сущность – связь» с учетом особенностей разрабатываемого модуля была построена реляционная модель рейтинговой системы результатов учебных достижений студентов среднего профессионального образования (рис. 4).
Рис. 4. Реляционная модель рейтинговой системы
На стадии, когда уже описана общая концепция и логика будущего программного обеспечения, требовалось решить проблему выбора программного инструментария и средств, на основе которых будет реализован проект. Как видно из рис. 4, для реализации поставленной задачи была определена архитектура, где используется сервер на хостинге и клиентская часть. Выбранный нами подход к использованию веб-приложений обосновывался следующими условиями:
− веб-приложения более универсальны и практичны для конечного пользователя;
− универсальность организации хранения данных;
− обновление не требует особых затрат.
Современное веб-программирование не просто среда разработки, где есть один язык, а это комплекс языков программирования, каждый из которых отвечает за ту или иную задачу. На текущий момент можно выделить несколько наиболее востребованных языков web-программирования, таких как JavaScript, Python, PHP, Ruby, HTML, CSS [8].
При выборе языка программирования ориентировались на поставленные цели с учетом особенностей каждого из рассматриваемых средств программирования. На основе проведенного анализа за основу разработки был взят комплекс языков программирования: PHP и JavaScript, а также HTML и CSS. Языки Python и Ruby требуют больших временных затрат на изучение и предназначены в основном для более крупных проектов. Наиболее оптимальная версия системы управления базами данных для разрабатываемого модуля информационной системы БРС – MySQL [9].
Результаты исследования и их обсуждение
Программное решение разрабатываемого модуля формировалось по принципу многопользовательской архитектуры. База данных программного модуля располагалась на хостинг-сервере, доступ к которому осуществлялся через веб-приложение.
Древовидная структура клиентского интерфейса приведена на рис. 5.
Рис. 5. Древовидная структура клиентского интерфейса
Рис. 6. Главная страница рейтинговой системы
Рис. 7. Ведомость преподавателя для ввода баллов
При выборе хостинг-сервера были учтены все требования разработанного модуля рейтинговой системы: поддержка PHP, поддержка MySQL, высокая скорость, стабильная работа и не менее 10 гб объема хранения данных.
На рис. 6 представлена главная страница рейтинговой системы учета учебных достижений студентов уровня среднего специального образования в ГГНТУ.
Главная страница модуля рейтинговой системы не содержит излишней громоздкой информации и имеет «дружественный» интерфейс с оптимальным набором активных кнопок для реализации необходимых переходов. Также стоит отметить блок из рубрики «А знаете ли вы?», который в режиме автоматической прокрутки знакомит пользователей с интересными фактами из профессиональной области обучающихся.
Далее приведен рисунок, на котором показана основная форма преподавателя, предназначенная для ввода баллов как текущей, так и аттестационной учебной деятельности студентов по отдельной дисциплине «Информатика» (рис. 7).
Выводы
При исследовании данной темы авторами проведен анализ современных подходов к формированию рейтинговых систем учебных достижений обучающихся в целях эффективного управления контроля знаниями студентов. Разработанные концептуальная и математическая модели данных позволили выполнить обоснованный выбор архитектуры программного обеспечения, среды программирования, которые дали возможность успешно реализовать и внедрить в систему образования СПО в ГГНТУ программное решение рейтингового контроля знаний студентов с учетом требований федеральных образовательных стандартов.
В предлагаемую балльно-рейтинговой систему встроен функционал, который позволяет графически отображать интерактивный режим рейтинга студентов. Применение возможностей современных веб-технологий для создания дополнительных аналитических и графических функций представления итоговых рейтинговых результатов является основным преимуществом рассматриваемой разработки.
Применение новых автоматизированных рейтинговых систем оценивания знаний студентов средних профессиональных учреждений способствует повышению мотивации к обучению и результативности, что непосредственно влияет на качество подготовки компетентного специалиста среднего звена.