В Российской Федерации студенты, обучающиеся по образовательным программам высшего образования (бакалавриат, специалитет, магистратура), в том числе иностранные граждане (очная форма, бюджет), имеющие достижения в учебной, научно-исследовательской, общественной, культурно-творческой или спортивной деятельности, предоставляют совокупность своих индивидуальных достижений в различных сферах деятельности, т.е. заполняют портфолио [1–3].
Развитие технологий и рост объема информации, с которым предстоит работать, приводит к автоматизации трудозатратных действий. Актуальной проблемой является сбор и систематизация документов для последующей проверки, оценки и анализа достижений студентов для последующего зачисления на повышенную стипендию.
Автоматизация данных критериев позволяет упростить этот процесс, уменьшив время и трудозатраты. Для того, чтобы позволить студентам следить за эффективностью своей работы на протяжения всего периода обучения, создано программное обеспечение для учета и систематизации достижений, которое состоит из нескольких модулей, отвечающих за разные виды деятельности. Таким образом, чтобы студенты и преподаватели могли вести учет, анализировать, систематизировать и добавлять информацию по учебной деятельности, принято решение создать веб-модуль на базе системы дистанционного обучения LMS Moodle, который отображает статистику по учебной деятельности: качество обучения по учебным дисциплинам; практики; научно-исследовательская работа; курсовые работы и проекты; кандидатские экзамены; абсолютная и качественная успеваемость; государственная итоговая аттестация; олимпиады и конкурсы; проектная деятельность; изучение массовых открытых онлайн-курсов; интернет-экзамен; овладение иностранными языками; овладение дополнительными компетенциями; стажировки, академическая мобильность [4, 5].
В настоящее время развитие личности в процессе образования набирает все большие обороты в нашей стране. Переход к рыночной экономике установил несколько иные приоритеты в нашем обществе. Развитие исследовательской деятельности во всех сферах жизни влияет и на потребность в активных, самостоятельно мыслящих специалистах, которые наряду с возможностью адаптироваться к возникающим условиям, могли бы изменять их с учетом новой ситуации профессиональной деятельности, умели бы адекватно оценивать произошедшие изменения, владели бы опытом самовосполнения исследовательской компетентности. Это ведёт к усложнению механизмов образования и, соответственно, деятельности людей, занятых в этой сфере. Начальная база исследования по формированию исследовательских компетенций обучающихся в процессе непрерывного профессионального образования изложена в трудах [6–8].
Цель исследования: разработка программного обеспечения для систематизации достижений в учебной деятельности и повышения эффективности образовательного процесса с сокращением временных затрат преподавателей и студентов. Предметом исследования является анализ эффективности работы студентов и преподавателей. Объектом исследования является система электронного портфолио и образовательный портал ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г.И. Носова».
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
1) анализ системы формирования электронного портфолио;
2) изучение принципов работы LMS Moodle для разработки электронного портфолио;
3) разработка модуля для анализа эффективности работы студентов;
4) внедрение модуля в процесс обучения и на образовательный портал ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г.И. Носова» [9].
Материалы и методы исследования: анализ, синтез, сравнение, формирующий эксперимент.
Результаты исследования и их обсуждение
Результатом работы является веб-модуль, интегрированный в образовательный портал ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г.И. Носова», позволяющий просматривать статистику обучающегося по учебной деятельности за весь период обучения, а также добавлять достижения в учебной деятельности, что позволит упростить процесс сбора и систематизацию достижений.
Требования при проектировании веб-модуля
При проектировании веб-модуля для учета и систематизации достижений в учебной деятельности учтены следующие требования:
1. Возможность просматривать статистику по учебной деятельности.
2. Добавление информации о достижении.
3. Изменение информации о достижении.
4. Удаление информации о достижении.
5. Подгрузка информации о достижениях на страницу.
6. Работа с файлами, подтверждающими действительность достижения.
В веб-модуле выделены клиентская и серверная части.
Разработка серверной части веб-модуля
Для разработки серверной части выбран язык php – скриптовый язык программирования общего назначения, который широко применяется для разработки веб-приложений и используется в среде LMS Moodle [10].
В серверной части при разработке веб-модуля использовано множество встроенных функций языка программирования PHP: mysql_gettable – выполняет табличный запрос к базе данных; mysqli_query – выполняет запрос к базе данных; echo – позволяет выводить строки на экран; isset – определяет, установлена ли переменная; json_encode – возвращает JSON закодированную строку (string) в случае успеха или FALSE в случае возникновения ошибки.
Для реализации серверной части использованы следующие технологии: PHP – скриптовый язык общего назначения, применяемый для разработки веб-приложений; MySQL – реляционная система управления базами данных; Smarty – компилирующий обработчик шаблонов для PHP, один из инструментов, позволяющих отделить прикладную логику и данные от представления в концепции Model-view-controller [11].
Разработка клиентской части веб-модуля
В клиентской части при разработке веб-модуля использовано несколько встроенных функций языка программирования JavaScript.
Для взаимодействия JavaScript и HTML использовалась библиотека jQuery, которая помогает получать доступ к любому элементу DOM (DOM – это независящий от платформы и языка программный интерфейс, позволяющий программам и скриптам получить доступ к содержимому HTML-, XHTML- и XML-документов, а также изменять содержимое, структуру и оформление таких документов), обращаться к атрибутам и содержимому элементов DOM, манипулировать ими. Эта библиотека позволяет взаимодействовать клиентской и серверной частям посредством ajax-запросов.
В качестве среды разработки использован LMS Moodle, который ориентирован на взаимодействие преподавателя и студента. Выбор среды разработки обусловлен тем, что на его основе разработан образовательный портал ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г.И. Носова», а также является средой дистанционного обучения с открытым исходным кодом.
Для реализации клиентской части использованы следующие технологии: HTML – язык разметки веб-страниц; CSS – язык описания стилей элементов HTML-страниц; Bootstrap – свободный набор инструментов для создания сайтов и веб-приложений, который включает в себя HTML- и CSS-шаблоны оформления страниц; JavaScript – язык сценариев HTML-страниц; AJAX – набор техник для построения интерактивных пользовательских интерфейсов веб-приложений, заключающийся в «фоновом» обмене данными браузера с веб-сервером; jQuery – библиотека JavaScript для упрощения работы с HTML элементами на стороне клиента.
Структура работы веб-модуля
В веб-модуле реализовано пять модулей:
1) модуль подгрузки данных на страницу;
2) модуль открытия формы добавления или изменения информации о достижении;
3) модуль добавления или изменения информации о достижении;
4) модуль удаления информации о достижении;
5) модуль работы с файлами, подтверждающими действительность достижения.
Модуль подгрузки данных на страницу. При загрузке страницы, а также при добавлении, изменении или удалении достижений происходит ajax-запрос на сервер, где запрашиваются данные о достижениях из таблиц в базе данных. Сервер возвращает сформированные данные, которые отображаются в таблице на странице веб-модуля. Данный модуль позволяет обновлять информацию без полной перезагрузки страницы.
Модуль открытия формы добавления или изменения информации о достижении. После нажатия кнопки «Добавить» или «Изменить» передается значение, которое определяет добавление или изменение информации. При нажатии на кнопку «Добавить» откроется форма с пустыми полями. При нажатии на кнопку «Изменить» выполнится проверка на выбранное достижение. После выбора вида достижения открывается форма и происходит ajax-запрос на сервер, где запрашиваются данные о достижении из таблицы в базе данных. Сервер возвращает данные, которые будут отображены в полях на открытой форме. В случае успеха в модуль добавления или изменения информации о достижении передаются данные с формы и переданное значение при нажатии на определенную кнопку.
Модуль добавления или изменения информации о достижении. После нажатия на кнопку «Сохранить» на форме произойдет проверка данных с полей на форме на пустоту, если какое-то из полей не заполнено на странице, отобразится уведомление и работа модуля прекратится. В случае успеха произойдет ajax-запрос на сервер, где, в зависимости от переданного значения, произойдет добавление или изменение информации в таблице в базе данных. Сервер возвращает ответ об успешном добавлении или изменении. При положительном ответе вызывается модуль подгрузки данных на страницу. Иначе на странице отображается сообщение об ошибке.
Модуль удаления информации о достижении. После нажатия на кнопку «Удалить» произойдет проверка на выбранные достижения. Если достижение выбрано, система попросит подтвердить удаление, иначе на странице отобразится уведомление о том, что необходимо выбрать достижение. При подтверждении удаления произойдет ajax-запрос на сервер, где произойдет удаление достижения из таблицы в базе данных. Сервер возвращает ответ об успешности удаления. При положительном ответе вызывается модуль подгрузки данных на страницу. Иначе на странице отображается сообщение об ошибке.
Модуль работы с файлами, подтверждающими действительность достижения. Данная функция включает в себя загрузку, хранение, изменение и удаление файлов, принадлежащих пользователю.
Структура веб-модуля представлена на рис. 1.
Рис. 1. Структура работы веб-модуля
Работа веб-модуля делится на пять этапов:
I. На этом этапе в файле index.php происходит проверка прав доступа пользователя на просмотр содержимого веб-модуля, а также вызывается функция отображения шаблона portf_input.tpl.
II. Происходит отображение шаблона portf_input.tpl.
III. После отображения происходит подгрузка данных в модуль из базы данных, система ожидает дальнейших действий пользователя, в ходе которых возможно добавить, изменить или удалить информацию для некоторых таблиц.
IV. На этом этапе происходит отображение форм, которые вызваны нажатием на кнопку «Изменить» или «Добавить», пользователь заполняет форму и нажимает кнопку «Сохранить».
V. После нажатия на кнопку «Сохранить» происходит обновление или добавление информации в базу данных, а также обновление данных в таблице на отображаемой странице.
Файл index.php – отвечает за проверку прав доступа пользователя на просмотр содержимого веб-модуля, а также за отображение шаблона portf.tpl. Файл portf.tpl – основная страница модуля, в котором реализован интерфейс модуля и функции ajax запросов. Файлы recbook.php, candexam.php, acadperf.php, stfinatt.php, olymp.php, proj.php, mook.php, intexam.php, forlang.php, advcomp.php, intship.php – шаблоны необходимые для подгрузки данных в таблицы на основную страницу. Файл aj_del – отвечает за удаление достижений из таблиц в базе данных. Файлы form_olymp.php, form_mook.php, form_proj.php, form_intship.php, form_forlang.php, form_intexam.php, form_advcom.php – отвечают за отображение шаблонов форм form_olymp.tpl, form_mook.tpl, form_proj.tpl, form_intship.tpl, form_forlang.tpl, form_intexam.tpl, form_advcom.tpl соответственно, а также за передачу данных из основной страницы в формы с помощью запросов. Файлы, представленные на четвертом этапе – шаблоны форм, содержащие поля необходимые для заполнения достижений обучающегося. С помощью запросов данные передаются в файлы представленные на пятом этапе, отвечающие за добавление или изменение достижений в таблицах в базе данных.
Основной интерфейс веб-модуля представлен на рис. 2.
Рис. 2. Основной интерфейс веб-модуля
Рис. 3. Редактирование достижений
Для изменения достижения необходимо выбрать достижение и нажать на кнопку «редактировать», появится форма для редактирования полей, после изменения полей и нажатия на кнопку «Сохранить» достижение изменится в таблице в базе данных, а содержимое таблицы обновится. Редактирование достижения в таблице «Изучение МООК» изображено на рис. 3.
Выводы
В результате спроектирован веб-модуль для учёта и систематизации достижений в учебной деятельности, реализованный на базе обучающей среды LMS Moodle. В программном модуле выделены две важные части: клиентская часть и серверная часть.
При проектировании к веб-модулю предъявлялись следующие требования: возможность просматривать статистику по учебной деятельности; добавление информации о достижении; изменение информации о достижении; удаление информации о достижении; подгрузка информации о достижениях на страницу; работа с файлами, подтверждающие действительность достижения. Описана схема работы веб-модуля в целом и его отдельных функций, а также представлены блок-схемы, демонстрирующие работу алгоритмов.