В настоящее время информационные системы широко применяются для автоматизации трудоемких процессов в различных областях. В образовании они используются с целью информационного обеспечения управления, быстрого поиска и доступа к необходимой информации, автоматизированного создания документов и других целей. Часто информационные системы разрабатывают для решения задачи автоматизации и стандартизации составления контрольно-измерительных материалов [1–3].
В связи с тем, что применяемые в оценивании технологии постоянно совершенствуются, возникают все новые задачи автоматизации. Так, сейчас в образовательном процессе в вузе все чаще используется метод кейсов – инструмент, позволяющий применить теоретические знания к решению практических задач. Любой кейс может использоваться на различных этапах обучения. В последнее время применение кейсов становится популярным не только на стадии обучения, но также для проверки знаний обучающихся на экзаменах. Перед экзаменом студентам выдаются кейсы, которые они должны решить и предоставить ответы преподавателю. Для того, чтобы облегчить процесс составления кейсов, было принято решение спроектировать информационную систему «Конструктор кейсовых заданий».
Цель исследования: проведение анализа предметной области для частичной формализации процесса составления кейсовых заданий и создание проекта информационной системы «Конструктор кейсовых заданий» в терминах объектно-ориентированного подхода.
Материалы и методы исследования
Для разработки проекта «Конструктор кейсовых заданий» используется объектно-ориентированная методология проектирования информационных систем, основу которой составляет объектно-ориентированная концепция представления моделей предметной области в форме классов, обладающих структурными свойствами и поведением [4]. Для формализации процесса составления кейсовых заданий использовались работы Е.Н. Перевощиковой [5], Е.А. Кононовой [6], а также был проведен реквизитный анализ печатной формы кейсового задания, принятой в Нижнетагильском государственном социально-педагогическом институте. Для определения рисков последующей разработки информационной системы на основе созданного проекта был проведен SWOT-анализ.
Результаты исследования и их обсуждение
Кейс – это описание какой-либо ситуации в одной из сфер человеческой деятельности: экономической, социальной, медицинской, педагогической и др. Кейс содержит не только описание данной ситуации, но и проблему, которая может основываться на реальных фактах. Под решением кейса подразумевают анализ данной ситуации и поиск ее оптимального решения. На рынке русскоязычных версий программных продуктов можно найти несколько вариантов автоматизации составления кейсовых заданий – это конструктор учебных кейсов «КУК» [7], универсальный конструктор экзаменационных билетов Ekzam v.3.1 [8] и сервис генерации экзаменационных билетов [9]. Также существуют англоязычные онлайн-сервисы для создания кейсовых заданий по готовым шаблонам: Xtensio [10], Case Study Generator [11]. Анализ функциональных возможностей аналогов разрабатываемого проекта «Конструктор кейсовых заданий» представлен в табл. 1.
Из приведенного выше анализа мы выяснили критерии, которыми должна обладать информационная система для успешной конкуренции с другими продуктами. Проектируемая информационная система должна обеспечить централизованное хранение готовых кейсовых заданий и обратную связь со студентами. Также в ней должна быть возможность выбирать реквизиты документа при создании кейса для автоматизированной подготовки документа к печати по установленному шаблону.
Для автоматизации создания кейсового задания с последующей возможностью вывод сформированного документа на печать необходимо изучить типовую структуру кейса.
Как правило, кейсовое задание содержит три раздела:
- заголовок. В заголовке должна быть отражена суть кейса и представление о дальнейшей рассматриваемой ситуации.
- описание ситуации (предметной области). Для того чтобы информация воспринималась легче, ее необходимо разбить на пункты.
- требуемый результат. В данном пункте описываются действия решения проблемы. Что было, что стало и почему.
Таблица 1
Анализ аналогов проекта
|
Примеры Критерии оценивания |
Конструктор учебных кейсов «КУК» |
Ekzam v.3.1 |
Сервис генерации экзаменационных билетов |
Xtensio |
Case Study Generator |
|
Способ распространения |
Бесплатно |
Платно |
Бесплатно |
Бесплатно |
Платно |
|
Централизованное хранение готовых кейсовых заданий |
Отсутствует |
Присутствует |
Отсутствует |
Отсутствует |
Отсутствует |
|
Наличие обратной связи со студентами |
Отсутствует |
Отсутствует |
Отсутствует |
Присутствует |
Отсутствует |
|
Возможность автоматизированной подготовки документа к печати по установленному шаблону |
Отсутствует |
Присутствует |
Отсутствует |
Отсутствует |
Отсутствует |
|
Наличие шаблонов кейсовых заданий |
Присутствует |
Отсутствует |
Отсутствует |
Присутствует |
Присутствует |
Преподаватель дает название учебному кейсу, описывает предметную область (конкретную ситуацию) и формулирует к данному описанию несколько заданий, которые должны выполнить студенты. Кейсовое задание оформляется по определенной форме (рис. 1).
В процессе разработки информационной системы неизменно возникают определенные риски. Риск – сочетание вероятности и последствий наступления неблагоприятных событий. Чтобы определить риски разработки информационной системы, целесообразно провести SWOT-анализ (табл. 2).
Данный анализ показал, что слабыми сторонами проектируемой информационной системы являются ограниченный функционал и узкая специализация. Также в качестве угрозы выступает усиление позиций со стороны конкурентов. Последующая разработка информационной системы на основе созданного проекта должна включать комплекс мер, направленных на минимизацию влияния выделенных слабых сторон и угроз.
Для проектирования информационной системы «Конструктор кейсовых заданий» была выбрана объектно-ориентированная методология проектирования информационных систем. Для описания функционала системы необходимо использовать следующие диаграммы языка проектирования UML:
- диаграмма вариантов использования (прецедентов);
- диаграмма последовательности;
- диаграмма классов.
Для отображения отношений между актерами и прецедентами, а также для описания системы на концептуальном уровне построим диаграмму вариантов использования (рис. 2).
Рис. 1. Шаблон готового кейса
Таблица 2
SWOT-анализ
|
Сильные стороны |
Слабые стороны |
|
- централизованное хранение информации; - возможность автоматизированной подготовки документа к печати по установленному шаблону; - возможность автоматизированной отправки кейс-заданий студентам |
- ограниченный функционал; - узкая специализация |
|
Возможности |
Угрозы |
|
- обеспечение пользователей мобильным приложением; - повышение эффективности работы информационной системы |
- усиление позиций конкурентов |
Прецедент – возможность моделируемой системы (часть её функциональности), благодаря которой пользователь может получить конкретный, измеримый и нужный ему результат. Прецедент соответствует отдельному сервису системы, определяет один из вариантов её использования и описывает типичный способ взаимодействия пользователя с системой. Варианты использования обычно применяются для спецификации внешних требований к системе.
Для отображения жизненного цикла каждого из объектов строятся диаграммы последовательности. Для примера приведем диаграмму, описывающую выполнение варианта использования «Просматривать CASE-задания» (рис. 3).
Рис. 2. Диаграмма вариантов использования
Рис. 3. Диаграмма последовательности
Рис. 4. Диаграмма классов
Рис. 5. Физическая модель базы данных
Рис. 6. Главная форма для преподавателей
Диаграмма классов (рис. 4) является ключевым элементом в объектно-ориентированном моделировании.
На диаграмме классы представлены в рамках, содержащих три компонента:
- в верхней части написано имя класса;
- посередине располагаются поля (атрибуты) класса;
- нижняя часть содержит методы класса.
Диаграмма классов является основой для создания базы данных для обеспечения хранения данных. Физическая модель базы данных для системы управления базами данных SQL Server представлена на рис. 5.
После создания физической модели базы данных целесообразно описать интерфейс проектируемой информационной системы. При запуске информационной системы открывается окно авторизации, в котором пользователь вводит свой логин и пароль.
В программе существует три активности:
- для преподавателей;
- для заведующих кафедрами;
- для студентов.
В зависимости от введённого логина и пароля пользователь попадает на одну из них. Для примера рассмотрим интерфейс для преподавателя. После ввода логина и пароля преподаватель попадает на главную форму (рис. 6).
На вкладке «Главная» преподаватель может создать собственный учебный кейс или просмотреть список готовых работ, полученных от студентов. Также есть возможность удалять, сортировать и скачивать данные работы.
Заполнив все поля и нажав кнопку «Создать», преподаватель попадает на следующую форму, в которой происходит создание кейса. На этой форме преподаватель вводит заголовок и описание кейса, далее происходит ввод заданий, содержащихся в кейсе. На вкладке «Кейсы» преподаватель может посмотреть, скачать или удалить свои кейсы. При нажатии на кнопку «Скачать» открывается окно, в котором можно сохранить кейс. После создания кейса, на вкладке «Студенты», преподаватель может выбрать и отправить один или несколько кейсов студентам выбранной группы.
Заключение
В статье был рассмотрен процесс проектирования информационной системы «Конструктор кейсовых заданий» на основе объектно-ориентированного подхода. Данный подход позволяет достаточно полно описать проект информационной системы с разных сторон на основе построения различных UML-диаграмм: диаграммы вариантов использования, диаграммы последовательности и диаграммы классов. На основе созданного проекта возможна последующая разработка информационной системы «Конструктор кейсовых заданий», которая позволит централизованно хранить разработанные преподавателями кейсовые задания и будет способствовать стандартизации в оформлении документов.