Разработка и внедрение адаптированной автоматизированной системы управления филиалом КГПУ ИМ. В.П. Астафьева в г. Канске

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. В.П. АСТАФЬЕВА

(КГПУ им. В.П. Астафьева)

Выпускная квалификационная работа

Разработка и внедрение адаптированной автоматизированной системы управления филиалом КГПУ ИМ. В.П. Астафьева в г. Канске

Канск

2013

ПЛАН

ВВЕДЕНИЕ

1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ (АС) В УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЯХ

1.1 Возможности автоматизации процессов управления в образовательном учреждении

1.2 Обзор современных современных автоматизированных систем управления образованием

1.3 Предпосылки создания адаптированной автоматизированной системы для управления образованием

2. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫМ УЧРЕЖДЕНИЕМ

2.1 Проектирование системы «Деканат» для управления филиалом педагогического ВУЗа

2.2 Практика внедрения адаптированной автоматизированной системы управления «Деканат» в практику работы филиала

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Управление организацией любого типа, будь то крупное предприятие или мелкая фирма, связано с переработкой большого потока информации и принятием на ее основе оперативных и перспективных решений. Поэтому автоматизация управленческих работ является основным направлением совершенствования экономики. Применение экономико-математических методов, современных средств вычислительной техники и связи создает новые возможности для дальнейшего совершенствования управления.

Внедрение информационных технологий во все сферы деятельности обусловлено стремительным развитием науки, качественным скачком возможностей человека, постоянно растущими объемами информации, сложностью происходящих процессов и явлений. Не обошла стороной информатизация и высшую школу.

Высшее учебное заведение сегодня - это сложный учебно-хозяйственный комплекс с многочисленными внешними и внутренними связями. И управление ВУЗом, его информационными потоками, учебным процессом, документооборотом и прочими процессами представляет собой сложную систему, мелкие и крупные задачи которой тесно связаны между собой.

Управление деятельностью Вуза, его подразделений осуществляется за счет управленческих решений, принимаемых руководством на основе данных о состоянии подразделений, их показателей и данных из внешней среды. При этом важно распределить между подразделениями не только функции, вытекающие из предназначения той или иной службы в работе Вуза, но и имеющиеся трудовые, финансовые и материальные ресурсы.

Система управления высшей школой должна представлять собой гибкую, динамичную систему, позволяющую эффективно рассматривать намеченные планы, оперативно учитывать все изменения и новые тенденции. Большие возможности для совершенствования управления высшей школой в целом и каждым ВУЗом в отдельности предоставляет использование вычислительной техники и средств связи. В настоящее время накоплен определённый опыт разработки и внедрения автоматизированных систем управления ВУЗом.

В организационной системе наиболее трудоемкими являются процессы, связанные с обработкой информации - сбор, накопление, преобразование, отображение, хранение, передача и вывод. Ускорить эти процессы и облегчить труд персонала ВУЗа позволяет АСУ. Человеко-машинный характер АСУ удобен тем, что благодаря этой системе осуществляется управление не только учебным процессом и связанными с ним подразделениями ВУЗа, но и персоналом, т.к. система создает и поддерживает деловую, творческую обстановку, обеспечивает условия для непрерывного повышения общеобразовательного, профессионального и культурного уровня работающих. В АСУ ведущая роль в выработке и принятии решений закрепляется за руководством. Программно-математические методы и вычислительная техника являются лишь средствами обработки информации и подготовки соответствующих управленческих решений.

Практически все современные виды деятельности человека немыслимы без использования современных информационных средств, компьютерных технологий. В филиале КГПУ им. В.П. Астафьева на факультете информатики готовят учителей информатики, одной из самых молодых наук. Деятельность кафедры связана с большим количеством документов: приказы, учебные планы, служебные записки, выписки из учебных планов, ведомости и так далее.

Объект автоматизация процессов управления в образовании.

Предмет исследования - возможности адаптированной автоматизированной системы управления в управлении филиалом педагогического вуза.

Цель: разработка и внедрение адаптированной автоматизированной системы управления работы со студентами для филиала ВУЗа.

Задачи:

изучить спец. литературу по проблеме использования АС в управлении ОУ,

проанализировать имеющиеся системы для управления учебным заведением, выявить недостатки и «излишки» уже созданных систем автоматизации и на основе полученных данных сформировать идею собственной адаптированной автоматизированной системы,

выявить запросы и потребности автоматизации управления учебным процессом в филиале КГПУ им. В.П.Астафьева в г. Канске,

спроектировать адаптированную АС по управлению работы со студентами Филиала КГПУ им. В.П.Астафьева в г. Канске,

создать АС по управлению работы со студентами Филиала КГПУ им. В.П.Астафьева в г. Канске,

провести апробацию в ВУЗе

внедрить АС в процесс управления работы со студентами в Филиале КГПУ им. В.П.Астафьева в г. Канске,

оценить эффективность внедрения адаптированной автоматизированной системы управления филиалом КГПУ им. В.П.Астафьева в г. Канске.

1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ (АС) В УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЯХ

адаптированная автоматизированная система учебный

1.1 Возможности автоматизации процессов управления в образовательном учреждении

Информатизация как одна из ведущих тенденций научно-технического прогресса затрагивает многие стороны жизни современного общества. Интенсивно создаются информационные технологии. Любая наука рассматривается как один из способов накопления, хранения и переработки информации, ее анализа, выработки норм, правил отбора информации, создания методик и методологии конструирования моделей. Нельзя не согласиться с тем, что информатизация - это не просто новая техника, новые способы получения и передачи информации, а принципиально иная культура, которая приходит сегодня на смену уходящей в прошлое культуре ручного письма и печатного станка. Вместе с тем, федеральный закон «Об информации, информатизации и защите информации» даёт следующее определение информатизации: «информатизация - организационный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления, организаций, общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов» [34].

Относительно широкое определение понятия «информатизация» дал в своих публикациях А.П.Ершов. Он писал, что «информатизация - это комплекс мер, направленный на обеспечение полного использования достоверного, исчерпывающего и своевременного знания во всех общественно значимых видах человеческой деятельности» [3]. В то же время, по заключению ЮНЕСКО, информатизация - это широкомасштабное применение методов и средств сбора, хранения и распространения информации, обеспечивающей систематизацию имеющихся и формирование новых знаний, и их использование обществом для текущего управления и дальнейшего совершенствования и развития.

Как известно, следствием информатизации общества явилась необходимость информатизации образования, поскольку эти процессы взаимосвязаны: информатизация любой сферы жизни общества требует качественных специалистов, а приобрести качественное образование в информационном обществе можно только благодаря изучению информационных технологий и их использованию при подготовке специалистов.

Информатизация образования является не только необходимым условием успешного развития системы образования, но и важным фактором достижения ее главных целей - повышения уровня образованности и воспитанности людей, формирования у них нового научного мировоззрения, которое должно соответствовать условиям и проблемам развития общества в XXI веке. В Концепции информатизации сферы образования РФ дано следующее определение: «Информатизация образования понимается как процесс, направленный на реализацию замысла повышения качества содержания образования, проведение исследований и разработок, внедрение, сопровождение и развитие, замену традиционных информационных технологий на более эффективные во всех видах деятельности в национальной системе образования России». Информатизация является одним из важнейших инструментов содержательной, методологической и организационной перестройки образования с целью повышения его эффективности и приближения к реалиям современной жизни.
Информатизация образования на практике невозможна без применения специально разработанных компьютерных аппаратных и программных средств. Средствами информатизации образования называются компьютерное аппаратное и программное обеспечение, а также их содержательное наполнение, используемые для достижения целей информатизации образования [24].

Анализируя информационные потоки в сфере образования, можно констатировать явное несоответствие между постоянно увеличивающимся объемом информации и существующей на сегодняшний момент практикой ее обработки, анализа и структурирования. На сегодняшний день важна своевременная качественная и оперативная обработка информационных потоков, что возможно благодаря автоматизации. Новая экономическая энциклопедия дает следующее определение автоматизации: «автоматизация - это использование технических средств в системе управления без непосредственного участия человека в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов и информации».

Сегодня нельзя с полной уверенностью назвать сферы жизни и деятельности человека, которые рано или поздно будут автоматизированы. Человек совершенствуется вместе с технологиями, становится свободнее; техника высвобождает в его жизни место и время для более совершенных помыслов. Все это стало возможным в очень короткие по историческим меркам сроки. Компьютерные технологии постепенно проникают в такие области деятельности, которые еще недавно казались доступными исключительно человеческому духу, в том числе деятельность образовательную [24].

В настоящее время рациональное использование компьютерной техники в управлении системой образования нашло широкое применение и приобретает все большее значение в управлении учебно-воспитательным процессом образовательного учреждения. Здесь можно выделить несколько областей конкретных применений средств ИКТ (информационных и коммуникационных технологий) [16]:

ведение делопроизводства;

ведение кадровых дел сотрудников;

ведение личных дел обучаемых;

составление расписания;

тестирование, диагностика, контроль;

учет успеваемости;

информационно-методическое обеспечение;

информационное взаимодействие в локальных и глобальных сетях.

В условиях информатизации перечисленные направления деятельности могут быть автоматизированы с использованием соответствующей программно-аппаратной поддержки. В современных образовательных учреждениях разрабатываются и используются различные системы и информационные среды, нацеленные на поддержку педагогического процесса.

В рамках данного контекста приведем определение автоматизации управления, которое дает нам современный экономический словарь. Автоматизация управления - это автоматизация, направленная на использование компьютеров и других технических средств обработки и передачи информации в управлении производством, экономикой [14].

На основе данного определения и анализа современных исследований в области информатизации системы образования мы понимаем автоматизацию управления учебно-воспитательным процессом как процесс, направленный на использование новых информационных технологий в управлении учебно-воспитательным процессом с целью повышения его эффективности, интенсификации принятия и реализации управленческих решений.

На наш взгляд, без применения новых информационных технологий в современных условиях невозможно совершенствование управления. Интернет-университет информационных технологий по адресу www.intuit.ru раскрывает новые информационные технологии как информационные технологии, базирующиеся на новых, инфологических и компьютерных средствах получения, хранения, актуализации информации, знаний [35].

Проводя анализ литературы по проблеме исследования, мы заметили, что в области автоматизации управления учебно-воспитательным процессом учебных заведений среднего профессионального образования нет стандартных подходов и разработанных алгоритмов. Исходя из нашего исследовательского интереса, мы выделим два принципа автоматизации управления учебно-воспитательным процессом [9]:

принцип «первого руководителя»;

создание необходимой восприимчивости инженерно-педагогических работников к широкому использованию компьютеров в обучении, воспитании и управлении.

Первый принцип говорит о том, что успех возможен только в случае решительной поддержки со стороны руководителя образовательного учреждения.

Прежде чем приступить к решению проблемы, руководителю необходимо начать с организационных вопросов [19]:

уточнить, какие аспекты управления необходимо автоматизировать;

определить состав должностных лиц образовательного учреждения, которые будут непосредственно отвечать за тот или иной аспект автоматизации;

определить состав программного обеспечения, конфигурацию персональных компьютеров и его периферийных устройств, необходимых для обеспечения автоматизации выбранных аспектов управления;

решить вопрос о целесообразности объединения компьютеров на рабочих местах в локальную сеть.

Второй принцип автоматизации - первооснова для успешного внедрения компьютера в управленческую деятельность. Поскольку применение компьютерных технологий становится одним из важнейших путей повышения эффективности управленческой деятельности, позволяет упростить, облегчить, интенсифицировать труд [19].

Необходимо отметить и то, что в последнее время наблюдается тенденция использования Интернет разными категориями пользователей. С одной стороны, учебные заведения всех уровней, федеральные и региональные органы управления образованием ведут активные работы по созданию и наполнению сайтов, на которых собрана самая различная информация о данном учебном заведении, региональных центров информатизации образования, образовательных порталов. С другой стороны, все большее количество преподавателей и других категорий работников сферы образования, учащихся и их родителей, становятся пользователями глобальной сети. Современные подходы к использованию Интернет-технологий предполагают реализацию информационного взаимодействия участников образовательного процесса, доступ современных пользователей ко всем ресурсам глобальных телекоммуникаций.

Создание непосредственного сетевого онлайнового общения позволит обеспечить доступность процессов управления изменениями в образовании не только группе руководителей, но и всему педагогическому составу и родителям. Организация конференций по актуальным проблемам образования, проведение сетевой дискуссии приобщит более широкий круг субъектов образования к обсуждению вопросов качества образования, воспитания и развития студентов, а руководители учебных заведений могут получить независимую информацию и разнообразные суждения по поводу улучшения качества образования или проблем, которые оказались вне поля зрения руководителей и педагогов [36].

Использование новых информационных технологий и ресурсов Интернет требует от педагогов и других участников учебно-воспитательного процесса высокой степени профессиональной компетентности. Педагог сегодня должен обладать так называемой «двойной компетенцией», т.е. помимо сугубо традиционных профессиональных знаний иметь современные знания и навыки работы с информационными технологиями, высокую информационную культуру.

На портале «Информационно-коммуникационные технологии в образовании» по адресу www.ict.edu.ru проводился опрос, позволяющий выявить, почему так трудно и медленно идет процесс внедрения современных информационных и коммуникационных технологий в образование [37].

Отсюда делаем вывод первый - все определяется личностью педагога и его мотивами, а не видом и количеством техники; и вывод второй - необходимо создание в учебном заведении особых условий, чтобы преподаватель захотел и смог применить (или получить) компьютерные знания в своей педагогической деятельности.

В настоящее время в системе образования сложились основные направления применения в учебно-воспитательном процессе новых информационных технологий, среди которых использование автоматизированных систем управления; использование экспертных систем и систем поддержки принятия решений; освоение информационных технологий с ориентацией на дальнейшее применение в профессиональной деятельности.

Проведенный нами анализ литературы, посвященной вопросам автоматизации, показал, что существующие системы автоматизации управления предназначены для поиска и представления необходимой информации, обработки полученной информации (программа может строить графики успеваемости, представлять результаты учебного процесса в виде таблиц и графиков, проводить статистическую обработку полученных данных) в целях интеллектуального обеспечения процесса принятия управленческого решения [19][24][31].

Кроме того, в рамках нашего исследования мы хотели бы подчеркнуть всю значимость автоматизации управления учебно-воспитательным процессом. Еще академик В.М.Глушков отмечал , что «...способности человека к переработке информации ограничены. Именно автоматизированные системы управления являются тем новым инструментом, который в тесном взаимодействии с развивающимися в течение многих тысячелетий инструментами организационного и экономического характера может помочь преодолеть второй информационный барьер - суммарную сложность задач управления» [17]. Именно поэтому так остро на повестке дня стоят задачи внедрения автоматизированных систем управления в сфере образования, а главное - подготовки работников образования к применению этих систем в профессиональной деятельности.
Для решения дальнейших задач нашего исследования нам необходимо выяснить сущность системы управления учебно-воспитательным процессом, поскольку учебное заведение среднего профессионального образования является сложной целостной системой с четкой структурой. В связи с этим, в следующем параграфе мы рассмотрим управление учебно-воспитательным процессом как компонент педагогической системы, функции и принципы управления, а также структуру системы управления учебно-воспитательным процессом учебного заведения среднего профессионального образования

Кроме всего этого в наше время появилась новая задача: автоматизация управления процессов образования. Данной задаче служат так называемые автоматизированы системы управления (АСУ) [33].

Цели появления на рынке любого программного продукта, позволяющего автоматизировать процесс управления учебным заведением: во-первых, облегчить и упростить деятельность администраторов и учителей, с тем чтобы сократить затраты времени на выполнение рутинных операций и увеличить количество времени, отведенного непосредственно на процесс обучения; во вторых, сформировать информационную инфраструктуру учреждения; в-третьих, собирать, обрабатывать и анализировать информацию о ходе учебного процесса и принимать обоснованные решения по управлению учреждением, а самое главное -- сформировать информационное образовательное пространство школы, организовать информационное взаимодействие между всеми сотрудниками учебного заведения и органами управления образованием всех уровней.

Представленные на отечественном и зарубежном рынке программные продукты -- это комплексы программ, включающих в себя автоматизированные информационно-аналитические системы для директора, заведующего учебной частью (завуча), учителя, работников школьной библиотеки, медицинского персонала школы и сотрудников бухгалтерии. Выделим основные функциональные возможности ряда отечественных и зарубежных программных продуктов, программных и программно-аппаратных решений для сферы образования.

1.2 Обзор современных автоматизированных систем управления образованием

В настоящее время на рынке информационных систем позиционируются продукты, имеющие аналогичные с разрабатываемой ИС объекты автоматизации: колледж, учебное заведение, ВУЗ. Рассмотрим подробнее данные продукты и приведем их основные особенности.

АСУ "Колледж"

Концепция АСУ УП «Колледж» была предложена в конце 90-х годов, примерная работоспособная версия создана в 2000 году, а реально работающая система появилась в 2001 году. С 2002 года в ТПК в полном режиме работают и продолжают развиваться модули: «Отделение», «Отдел кадров», «Учебная часть», «Библиотека», «Тестирование» [28].

АРМ “Отдел кадров”

предназначен для автоматизации процесса учета сотрудников колледжа и получения различной статистической информации о количестве, положении сотрудников согласно штатному расписанию. Полностью автоматизирован процесс перемещений по занимаемым должностям.

АРМ “Учебная часть”

- это мощный инструмент контроля за ходом учебного процесса. При помощи этого программного обеспечения можно получить достоверную картину по количеству проведенных часов данным преподавателем, в данной группе (это формы №2 и №3), графики учебного процесса конкретных групп. Кроме этого, можно получать списки ежедневного изменения расписания занятий и другие документы. Для корректировки учебного процесса существует раздел «Замены», в котором программа помогает подобрать предмет и преподавателя для проведения занятий в группе с учетом вычитанных часов и учебного плана.

АРМ “Отделение”

предназначен для автоматизированного учета студентов колледжа. Предусмотрена автоматическая сортировка списков студентов по заданному шаблону поиска, учет оплаты за обучение, учет перемещений из группы в группу. Предусмотрен вывод на печать семестровой ведомости списка группы, списков студентов группы для журналов, печать справок для военкоматов, печать выписок к дипломам.

АРМ “Библиотека”

позволяет систематизировать ведение книжного фонда. На его основе реализован поиск нужной книги по различным критериям с любого компьютера колледжа. Активно идет разработка реализации повседневного контроля “движения” фонда - учет выдачи книг.

АРМ “Тестирование”

помогает строить картину успеваемости в разрезе предметов, преподавателей, учебных групп. В общем доступе находятся множество унифицированных по формату и интерфейсу тестов по различным предметам. Тесты имеют гибкую систему настройки. Любой студент может проверить свои знания по любому предмету. В режиме тренировки программа не ограничивает тестируемого по времени и сообщает оценку, не занося ее в отчет. В режиме проверки результаты тестов заносятся в общую базу данных для анализа и обработки. При этом данные студента (фамилия, имя, группа) однозначно соответствуют его сетевому имени, т.е. для работы достаточно зарегистрироваться в сети и запустить тест - все остальное система “узнает” сама. Таким образом, в любой учебный день можно осуществлять мониторинг знаний по конкретному предмету любой группы, так как преподаватель может ограничить количество выдаваемых вопросов в соответствии с пройденным на данный момент материалом [28].

АСУ «Учебное заведение»

Программный комплекс “Автоматизированная система управления учебным заведением” представляет собой множество связанных между собой программ, обеспечивающих управление вузом в едином информационном пространстве, и включает в себя модули, работающие в среде Windows (учебный модуль, деканат, абитуриент, методический отдел, отдел кадров и т.д.) и WEB портал (отображение расписания занятий, успеваемости, учебных планов, начислений оплат за общежитие, контроль оплат за обучение и общежитие, тестирование студентов, запись студентов на изучение дисциплин т.д.). Вся информация хранится в одной общей базе данных [29].

Основными отличительными характеристиками комплекса, является наличие инструмента самостоятельного создания различных печатных форм и статистических экранных форм, что делает автоматизированную систему управления учебным заведением почти не зависимой от фирмы разработчика. Существующие функциональные возможности, как показала практика и анализ, позволяют охватить фактически все индивидуальные особенности вузов без программной доработки кода. Комплекс также позволяет создавать и учитывать индивидуальные траектории обучения студентов, в том числе через Internet.

Информация представленная на сайте позволяет:

просмотреть перечень решаемых задач и основные функциональные возможности;

получить доступ к библиотеке печатных форм, а также просмотреть примеры сформированных форм (раздел находится на этапе наполнения);

просмотреть список (историю) изменений и добавлений в различных модулях комплекса, а также скачать последнюю версию программы (доступно только зарегистрированным пользователям);

скачать инструкцию пользователя с добавлениями и изменениями (доступно только зарегистрированным пользователям).

АСУ «ВУЗ»

Программный продукт автоматизированной системы управления вузом (АСУ ВУЗ) «Universys WS 3.5» является программной платформой для создания и функционирования проектов АСУ ВУЗ для образовательных учреждений и организаций [27].

Проекты, созданные на его базе состоят из следующих типовых модулей - виртуальных разделов:

электронный ректорат;

электронный деканат;

электронная учебно-методическая часть;

электронная канцелярия;

электронный отдел кадров;

электронная приемная комиссия;

электронная бухгалтерия;

электронная библиотека;

электронный кабинет преподавателя;

электронные личные кабинеты студентов.

ПП «Universys Web Server» представляет собой программный комплекс, состоящий из базы данных (БД) и программного обеспечения Web - интерфейса системы.

Проекты, построенные на базе ПП «Universys Web Server» позволяют автоматизировать следующие основные деловые процессы образовательного учреждения:

маркетинговое управление;

управление заказами образовательных услуг;

финансовый учет и планирование;

учебный процесс;

документооборот;

оперативную отчётность;

управление персоналом.

Проекты на базе ПО АСУ ВУЗ "Universys Web Server" становятся особенно полезными в случаях, если у образовательного учреждения:

сложная организационная структура;

имеются удалённые подразделения и филиалы;

численность обучающихся более 500 человек;

имеется широкое разнообразие предметов и методов обучения, которые с течением времени изменяются (совершенствуются);

существует заочная форма обучения, позволяющая использовать дистанционные технологии обучения.

В данном параграфе представлены наиболее распространенные и популярные автоматизированные системы управления. Они отвечают общим требованиям к функциональности, которую должна иметь система по управлению учебным заведением. Но определить какая из них является лучшей по определению невозможно. Причиной этому является то, что каждая система создавалась для работы с определенным типом образовательного учреждения, например, АСУ «ВУЗ» для работы в высшем учебном заведении, а АСУ «Колледж» соответственно для колледжей и училищ. Поэтому их нельзя сравнивать и говорить какая из систем является лучшей.

Также хочется отметить, что в последнее время все большее распространение получают автоматизированные системы, адаптированные под конкретное образовательное учреждение. Не смотря на отсутствие массовости, такие системы обладают рядом преимуществ, которые позволяют обретать все большую популярность. Главным преимуществом здесь является адаптация системы под конкретное учебное заведение. Например, такой крупный вуз как МГУ имеет сложную структуру, которую не сможет отразить система ориентированная на среднестатистический вуз, образ которого был создан коммерческой компанией по своему видению данного вопроса. В тоже время небольшие структурные подразделения вуза, например филиал, нуждаются в совершенно иных системах автоматизации, нежели управляющие ими вузы, так как в них отсутствует часть свойств которые присущи только вузам, но присутствует ряд свойств присущих только филиалу. Все это значительно осложняет выбор решения проблемы автоматизации для конкретного учебного заведения [27].

1.3 Предпосылки создания адаптированной автоматизированной системы для управления образованием

На практике реализация информационных технологий управления учебным заведением при помощи коммерческих проектов выявляет ряд недостатков [30].

Во-первых, потребности в компьютеризации управления и возможностями образовательного учреждения в разработке управляющей информационной системы зачастую не совпадают. Многие образовательные учреждения просто не имеют полного представления о том, что они хотят получить от систем автоматизации.

Во-вторых, большая цена покупки и обновления готовых коммерческих продуктов для автоматизации управления.

К другим недостаткам коммерческих систем дополнительно можно отнести:

конфликт между видениями программиста и пользователя проблемы автоматизации процесса управления учебным учреждением;

отсутствие возможности изменения системы силами коллектива учебного заведения;

конфликт между насущной потребностью педагогической науки и практики в разработке эффективного управления общеобразовательной школой и недостаточной научной обоснованностью таких механизмов.

Учитывая данные недостатки у учебного заведения возникает несколько путей решения этой проблемы:

использовать коммерческую систему, мириться с ее недостатками и дороговизной;

нанять сторонних разработчиков, которые напишут такую систему, которая будет больше удовлетворять требованиям учреждения, но все так же будет довольно дорога для ее «приобретения»;

создать на базе учебного заведения такую систему, которая будет удовлетворять основным требованиям и ,кроме того, повлечет наименьшие денежные затраты.

Первые два варианта не совсем подходят для небольшого ВУЗа, а вот последний является весьма интересным.

Разработка и использование адаптированных информационных систем управления информацией является не только целесообразным, но и необходимым по ряду причин:

информационная система рассчитана на требования конкретного заведения, а, следовательно, в ней будет все только необходимое и ничего лишнего;

программа будет абсолютно бесплатной, и будет распространяться в OpenSourse (открытый исходный код) формате;

все права собственности на программу остаются в образовательном учреждении.

Создание и внедрение такой системы смогло бы намного ускорить процесс обработки информации в учебном заведении. Что в последнее время весьма и весьма актуально: информационные потоки увеличились, информация теряет свою актуальность и требует постоянного обновления. Так же это позволит учесть все нюансы в работе будущей системы и получить реальный рабочий инструмент для нужд учреждения. А возможности современных инструментальных и программных средств дают возможность выполнить эту работу даже учителю информатики.

2. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫМ УЧРЕЖДЕНИЕМ

2.1 Проектирование системы «Деканат» для управления филиалом педагогического ВУЗа

Высшее учебное заведение и его филиал имеют между собой ряд отличий. И прежде, чем приступить к проектированию нам необходимо понять, что такое филиал вуза, каковы его функции, назначение, организация деятельности, достоинства и недостатки.

Обратимся к определению, согласно толковому словарю Ушакова филиал - это отделение крупного отделения или организации [38]. Юридический словарь дает следующее определение - филиал (от лат. filialis - сыновний) - по гражданскому законодательству РФ обособленное подразделение юридического лица (предприятия), расположенное вне места его нахождения и осуществляющее все его функции или их часть, в том числе функции представительства [38]. Если перенести данные понятия на образование, то получим, что филиал учебного заведения - это подразделение вуза, которое находиться в другом населенном пункте и частично или полностью выполняет функции головного вуза.

Анализируя полученное определение можно выделить следующие задачи и направления деятельности филиала:

удовлетворение потребностей личности - в интеллектуальном, культурном и нравственном развитии посредством получения высшего, послевузовского и дополнительного профессионального образования;

удовлетворение потребностей общества и государства в высококвалифицированных специалистах высшей квалификации;

организация и проведение фундаментальных и прикладных научных исследований и иных научно-технических, опытно-конструкторских работ, в том числе по проблемам образования, а также творческой деятельности научно-педагогических работников и обучающихся, использование полученных результатов в образовательном процессе;

подготовка, переподготовка и повышение квалификации специалистов и руководящих работников;

накопление, сохранение и приумножение нравственных, культурных и научных ценностей общества;

формирование у обучающихся гражданской позиции, способности к труду и жизни в условиях современной цивилизации и демократии;

распространение знаний среди населения, повышение его образовательного и культурного уровня.

Объединения все вышесказанное можно выделить преимущества и недостатки филиалов. К преимуществам можно отнести:

возможность для студента обучаться в родном городе или регионе,

студенты выпущенные филиалом зачастую остаются в родном регионе, что позволяет создавать рабочие кадры для региона,

филиалы в основном обучают именно на те специальности, которые востребованы в регионе, а следовательно трудоустройство для студента не представляется сложным,

для головного вуза филиал предоставляет дополнительные ресурсы, как духовные, так и марериальные.

Также стоит выделить ряд недостатков филиала, которые появляются из-за териториальной удаленности от головного вуза. Во-первых, возникают проблемы с преподавательским составом: на местах не всегда хватает квалифицированных педагогов, а преподаватели головного вуза с неохотой отправляются в командировку. Данную проблему решает дистанционное обучение в виде онлайн лекций, после которых преподаватель приезжает на зачет либо экзамен. Во-вторых, контроль качества оказываемых услуг ограничен. Проблема решается систематическими проверками и качественным подбором преподавательского и руководящего состава филиала.

В настоящий момент филиале КГПУ им.В.П.Астафьева в г. Канске обучаются студенты по нескольким специальностям и профилям подготовки. Одним из направлений является специальность «Информатики», по которой ведётся очное обучение. Из этого следует, что в филиале осуществляется весь перечень деятельноти которые организуются в головном вузе для обучения студентов.

Занятия организуются и проводятся в соответствии с учебными планами направлений и специальностей и рабочими программами дисциплин, входящих в учебные планы. С каждым годом число документов (методическое обеспечение, образовательные стандарты, справочная литература и т.д.) увеличивается и их необходимо хранить, обновлять. Разработка учебных планов, распределение учебной нагрузки, составление разнообразных отчетов и многое другое- вся эта работа проводится вручную, занимая значительную часть времени работы деканата. Вручную обработать такой объем информации очень сложно и трудоемко. Это значит, что на помощь человеку должна прийти машина. В результате было принято решение о проектировании адаптированной системы управления образованием в филиале.

Для организации эффективного ведения документации кафедры требуется наличие централизованного хранения информации, а также свободного и удобного доступа к ней. Существенной проблемой является быстрый и результативный поиск необходимой информации среди огромного объема данных. Применение электронного решения проблем позволяет уменьшить время поиска информации и способствует оптимальному взаимодействию в области создания и контроля документов.

Целью работы является разработка и внедрение адаптированной автоматизированной системы управления работы со студентами для филиала ВУЗа, которая позволит обеспечить:

повышение эффективности работы кафедры;

сокращение времени получения информации, требуемой для принятия решения;

автоматизацию заполнеения ряда отчетов, табелей, планов и прочей ддокументации.

С точки зрения реализации проектируемая система должна удовлетворять следующим требованиям:

системность и информационная совместимость подсистем и элементов подсистемы, т.е. создание во всей информационной системе взаимоувязанной совокупности форм обмена информацией;

методическое единство, т.е. разработка различных подсистем на основе единых принципов, и обеспечение взаимосвязи различных подсистем, входящих в состав системы (показатели, формы документов);

Разработка инфологической модели

Целью инфологического проектирования является создание структурированной информационной модели предметной области, для которой будет разрабатываться база данных. При проектировании на инфологическом уровне создается информационно-логическая модель, которая должна отвечать следующим требованиям [8]:

обеспечение наиболее естественных для человека способов сбора и предоставления той информации, которую предполагается хранить в создаваемой базе данных;

корректность схемы БД(адекватное отображение моделированной ПО);

простота и удобство использования на следующих этапах проектирования, то есть информационно-логическая модель может легко отображаться на модели базы данных, которые поддерживаются известным СУБД(сетевые, иерархические, реляционные и др.);

язык, на котором она она будет описана, должен быть понятным проектировщикам баз данных, программистам, администратору и будущим пользователям.

Суть инфологического моделирования состоит в выделении сущностей(информационных объектов предметной области), которые подлежат хранению в базе данных, а также в определении характеристик объектов и взаимосвязей между ними [7].

Для автоматизированной системы управления «Деканат» на основе проведенного системного анализа предметной области выделены следующие сущности:

Преподаватель - сущность содержит информацию о преподавателях;

Студент - сущность содержит информацию об учащихся в данном учебном заведении (конкретно филиале);

Дисциплина - сущность содержит информацию о доступных курсах обучения;

Сессия - сущность содержит необходимую, для студентов и преподавателей, информацию;

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Рис.1 Инфологическая модель предметной области

Исходя из приведенных выше сущностей, построена инфологическая модель предметной области, которая представлена на рисунке 1.

Обоснование выбора модели данных

Под даталогической моделью понимается модель, отражающая логические взаимосвязи между элементами данных безотносительно их содержания и физические организации. При этом даталогическая модель разрабатывается с учетом конкретной реализации СУБД, также с учетом специфики конкретной предметной области на основе ее инфологической модели.

Существуют несколько разновидностей даталогических моделей данных [8]:

иерархическая модель;

сетевая модель;

реляционная модель;

объектно-ориентированная модель;

Чтобы определить, какая модель лучше всего подходит для проектирования разрабатываемой ИС, рассмотрим подробней каждую разновидность.

Иерархическая модель данных

Организация данных в СУБД иерархического типа определяется в терминах:

Атрибут(элемент данных) - наименьшая единица структура данных. Обычно каждому элементу при описании базы данных присваивается уникальное имя. По этому имени к нему обращаются при обработке. Элемент данных также часто называют полем.

Запись - именованная совокупность атрибутов. Использование записей позволяет за одно обращение к базе получить некоторую логически связанную совокупность данных. Именно записи изменяются, добавляются и удаляются. Тип записи определяется составом ее атрибутов. Экземпляр записи - конкретная запись с конкретным значением элементов.

Групповое отношение - иерархическое отношение между записями двух типов. Родительская запись(владелец группового отношения) называется исходной записью, а дочерние записи(члены группового отношения) - подчиненными.

Иерархическая база данных может хранить только такие древовидные структуры. Корневая запись каждого дерева обязательно должна содержать ключ с уникальным значением. Ключи некорневых записей должны иметь уникальное значение только в рамках группового отношения. Каждая запись идентифицируется полным сцепленным ключом, под которым понимается совокупность ключей всех записей от корневой по иерархическому пути. При графическом изображении групповые отношения изображают дугами ориентированного графа, а типы записей - вершинами(диаграмма Бахмана).

Для групповых отношений в иерархической модели обеспечивается автоматический режим включения и фиксированное членство. Это означает, что для запоминания любой некорневой записи в БД должна существовать ее родительская запись. При удалении родительской записи автоматически удаляются все подчиненные [12].

У иерархических БД имеются следующие недостатки:

Частично дублируется информация между парными записями, причем в иерархической модели данных не предусмотрена поддержка соответствия между парными записями.

Иерархическая модель реализует отношение между исходной и дочерней записью по схеме 1:N, то есть одной родительской записи может соответствовать любое число дочерних. Допустим теперь, что исполнитель может принимать участие более чем в одном контракте(т.е. возникает связь типа M:N). В этом случае в базу данных необходимо ввести еще одно групповое отношение, в котором исполнитель будет являться исходной записью, а контракт - дочерней. Таким образом, мы опять вынуждены дублировать информацию.

Операции над данными, определенные в иерархической модели:

ДОБАВИТЬ в базу данных новую запись. Для корневой записи обязательно формирование значения ключа.

ИЗМЕНИТЬ значение данных предварительно извлеченной записи. Ключевые данные не должны подвергаться изменениям.

УДАЛИТЬ некоторую запись и все подчиненные ей записи.

ИЗВЛЕЧЬ корневую запись по ключевому значению (допускается также последовательный просмотр корневых записей);

Поддерживается только целостность связей между владельцами и членами группового отношения(никакой потомок не может существовать без предка). Как уже отмечалось, не обеспечивается автоматическое поддерживание соответствия парных записей, входящих в различные иерархии.

Сетевая модель данных

На разработку этого стандарта большое влияние оказал американский ученый Ч.Бахман. Основные принципы сетевой модели данных разработаны в середине 60-х годов, эталонный вариант сетевой модели данных описан в отчетах рабочей группы по языкам баз данных (COnference on DAta SYstem Languages) CODASYL (1971 г.) [2].

Сетевая модель данных определяется в тех же терминах, что и иерархическая. Она состоит из множества записей, которые могут быть владельцами или членами групповых отношений. Связь между записью-владельцем и записью-членом также имеет вид 1:N.

Основное различие этих моделей состоит в том, что в сетевой модели запись может быть членом более чем одного группового отношения. Согласно этой модели каждое групповое отношение именуется и проводится различие между его типом и экземпляром. Тип группового отношения задается его именем и определяет свойства общие для всех экземпляров данного типа. Экземпляр группового отношения представляется записью-владельцем и множеством (возможно пустым) подчиненных записей. При этом имеется следующее ограничение: экземпляр записи не может быть членом двух экземпляров групповых отношений одного типа.

Каждый экземпляр группового отношения характеризуется следующими признаками [2]:

способ упорядочения подчиненных записей:

произвольный,

хронологический(очередь),

обратный хронологический(стек),

сортированный.

Если запись объявлена подчиненной в нескольких групповых отношениях, то в каждом из них может быть назначен свой способ упорядочивания [8].

режим включения подчиненных записей:

автоматический - невозможно занести в БД запись без того, чтобы она была сразу же закреплена за неким владельцем;

ручной - позволяет запомнить в БД подчиненную запись и не включать ее немедленно в экземпляр группового отношения. Эта операция позже инициируется пользователем;

режим исключения Принято выделять три класса членства подчиненных записей в групповых отношениях:

Фиксированное. Подчиненная запись жестко связана с записью владельцем и ее можно исключить из группового отношения только удалив. При удалении записи-владельца все подчиненные записи автоматически тоже удаляются. В рассмотренном выше примере фиксированное членство предполагает групповое отношение "ЗАКЛЮЧАЕТ" между записями "КОНТРАКТ" и "ЗАКАЗЧИК", поскольку контракт не может существовать без заказчика.

Обязательное. Допускается переключение подчиненной записи на другого владельца, но невозможно ее существование без владельца. Для удаления записи-владельца необходимо, чтобы она не имела подчиненных записей с обязательным членством. Таким отношением связаны записи "СОТРУДНИК" и "ОТДЕЛ". Если отдел расформировывается, все его сотрудники должны быть либо переведены в другие отделы, либо уволены.

Необязательное. Можно исключить запись из группового отношения, но сохранить ее в базе данных не прикрепляя к другому владельцу. При удалении записи-владельца ее подчиненные записи - необязательные члены сохраняются в базе, не участвуя более в групповом отношении такого типа. Примером такого группового отношения может служить "ВЫПОЛНЯЕТ" между "СОТРУДНИКИ" и "КОНТРАКТ", поскольку в организации могут существовать работники, чья деятельность не связана с выполнением каких-либо договорных обязательств перед заказчиками.

Реляционная модель данных

Реляционная модель предложена сотрудником компании IBM Е.Ф.Коддом в 1970 г. (русский перевод статьи, в которой она впервые описана опубликован в журнале "СУБД" N 1 за 1995 г.). В настоящее время эта модель является фактическим стандартом, на который ориентируются практически все современные коммерческие СУБД [11].

В реляционной модели достигается гораздо более высокий уровень абстракции данных, чем в иерархической или сетевой. В упомянутой статье Е.Ф.Кодда утверждается, что "реляционная модель предоставляет средства описания данных на основе только их естественной структуры, т.е. без потребности введения какой-либо дополнительной структуры для целей машинного представления". Другими словами, представление данных не зависит от способа их физической организации. Это обеспечивается за счет использования математической теории отношений (само название "реляционная" происходит от английского relation - "отношение").

Перейдем к рассмотрению структурной части реляционной модели данных. Прежде всего необходимо дать несколько определений.

Определения:

Декартово произведение: Для заданных конечных множеств (не обязательно различных) декартовым произведением называется множество произведений вида: , где

Пример: если даны два множества A (a1,a2,a3) и B (b1,b2), их декартово произведение будет иметь вид С=A*B (a1*b1, a2*b1, a3*b1, a1*b2, a2*b2, a3*b2)

 Отношение: Отношением R, определенным на множествах называется подмножество декартова произведения .

Отношения удобно представлять в виде таблиц. На рис. 2 представлена таблица (отношение степени 5), содержащая некоторые сведения о работниках гипотетического предприятия. Строки таблицы соответствуют кортежам [22]. Каждая строка фактически представляет собой описание одного объекта реального мира (в данном случае работника), характеристики которого содержатся в столбцах. Можно провести аналогию между элементами реляционной модели данных и элементами модели "сущность-связь". Реляционные отношения соответствуют наборам сущностей, а кортежи - сущностям. Поэтому, также как и в модели "сущность-связь" столбцы в таблице, представляющей реляционное отношение, называют атрибутами.

Рис.2. Основные компоненты реляционного отношения.

Каждый атрибут определен на домене, поэтому домен можно рассматривать как множество допустимых значений данного атрибута.

Несколько атрибутов одного отношения и даже атрибуты разных отношений могут быть определены на одном и том же домене. В примере, показанном на рис.2 атрибуты "Оклад" и "Премия" определены на домене "Деньги". Поэтому, понятие домена имеет семантическую нагрузку: данные можно считать сравнимыми только тогда, когда они относятся к одному домену. Таким образом, в рассматриваемом нами примере сравнение атрибутов "Табельный номер" и "Оклад" является семантически некорректным, хотя они и содержат данные одного типа [22].

Именованное множество пар "имя атрибута - имя домена" называется схемой отношения. Мощность этого множества - называют степенью или "арностью" отношения. Набор именованных схем отношений представляет из себя схему базы данных.

Атрибут, значение которого однозначно идентифицирует кортежи, называется ключевым (или просто ключом). В нашем случае ключом является атрибут "Табельный номер", поскольку его значение уникально для каждого работника предприятия. Если кортежи идентифицируются только сцеплением значений нескольких атрибутов, то говорят, что отношение имеет составной ключ.

Отношение может содержать несколько ключей. Всегда один из ключей объявляется первичным, его значения не могут обновляться. Все остальные ключи отношения называются возможными ключами [11].

В отличие от иерархической и сетевой моделей данных в реляционной отсутствует понятие группового отношения. Для отражения ассоциаций между кортежами разных отношений используется дублирование их ключей. Рассмотрим пример базы данных (см. рис.3), содержащей сведения о подразделениях предприятия и работающих в них сотрудниках, применительно к реляционной модели будет иметь вид:

Рис.3. База данных о подразделениях и сотрудниках предприятия.

Например, связь между отношениями ОТДЕЛ и СОТРУДНИК создается путем копирования первичного ключа "Номер_отдела" из первого отношения во второе.

Объектно-ориентированная модель данных

Основные трудности объектно-ориентированного моделирования данных проистекают из того, что такого развитого математического аппарата, на который могла бы опираться общая объектно-ориентированная модель данных, не существует. В большой степени, поэтому до сих пор нет базовой объектно-ориентированной модели. С другой стороны, некоторые авторы утверждают, что общая объектно-ориентированная модель данных в классическом смысле и не может быть определена по причине непригодности классического понятия модели данных к парадигме объектной ориентированности [5].