Автоматизированные системы управления учебным процессом в вузе

В настоящее время во многих вузах функционирует технология планирования учебного процесса, представленная на рис. 2.1 в виде технологической схемы.

Анализируя существующую технологию планирования учебного процесса и систему управления, можно выделить ряд существенных недостатков: она громоздкая, трудна в автоматизации, трудноуправляемая и трудоемкая, негибкая и не обеспечивает требуемого качества планирования. С целью ликвидации указанных недостатков, обеспечения автоматизации и уменьшения трудоемкости планирования разработаны следующие варианты технологии планирования учебного процесса:

а) без оптимизации объема учебной работы в учебном плане, рис. 2.2;

б) с оптимизацией объема учебной работы в учебном плане, рис. 2.3.

Для этих технологий разработана информационно-технологическая схема планирования учебного процесса в вузе (рис. 2.4), которая является основой для формирования оптимальной информационной системы учебного процесса и разработки алгоритма планирования учебного процесса. В соответствии с рис. 2.4 сформирован список документов оптимальной информационной системы учебного процесса, используемой в автоматизированной системе планирования учебного процесса, а именно:

1 - структура вуза;

2 - перечень специальностей (специализаций);

3 - перечень направлений подготовки;

4 - ГОСВПО;

5 - структурные учебные подразделения вуза;

6 - нормативные документы по учебному процессу;

7 - дисциплины по выбору;

8 - факультативные дисциплины;

9 - нормативные коэффициенты;

10 - контрольные цифры набора студентов на 1 курс;

11 - нормы времени для расчета учебной работы ППС;

12 - контингент студентов;

13 - контингент аспирантов и соискателей;

14 - состав ГЭК и ГАК по специальностям;

15 - штатные расписания кафедр;

16 - учебные планы по специальностям;

17 - приложения к учебным планам (по семестрам);

18 - закрепленные за кафедрой дисциплины и виды учебной работы;

19 - рабочие программы по дисциплинам;

20 - график учебного процесса;

21 - учебная нагрузка кафедр;

22 - условные обозначения специальностей в расписании учебных занятий;

23 - сетки часов кафедры;

24 - сетки часов по специальности;

25 - аудиторный фонд, закрепленный за кафедрами;

26 - аудиторный фонд вуза;

27 - расписание учебных занятий;

28 - фонд резервных аудиторий.

Укрупненная блок-схема разработанного алгоритма функционирования подсистемы планирования учебного процесса в вузе приведена на рис. 2.5. Основой планирования учебного процесса являются учебные планы и государственные образовательные стандарты высшего профессионального образования по специальностям.

В данной работе предложена форма учебного плана блочного типа, содержащая 15 отдельных блоков. Это сделано для удобства автомати-зированного формирования отдельных документов по организации и планированию учебного процесса: приложения к учебному плану, сеток часов кафедр, сводного графика учебного процесса и т.п. Учебный план формируется так, чтобы его структура и содержание обеспечивали заданную трудоемкость подготовки специалистов и полностью соответствовали требованиям и содержанию государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по соответствующей специаль-ности. Эта процедура облегчается при применении единой методологической основы планирования учебной работы в учебном плане /4,5/. Разработан алгоритм (рис. 6) и программное обеспечение формирования учебного плана, которое реализовано в среде Delphi 5 с использованием технологии «Клиент/сервер» /6, 7/. Алгоритм формирования и заполнения учебного плана универсален и позволяет получить учебный план с произвольной и номинальной годовой учебной нагрузкой на преподавателя (номинальная нагрузка, например УР_{с опт} = 800 часов, устанавливается ученым советом вуза).

Основными факторами, определяющими трудоемкость учебной нагрузки, являются состав и структура учебного плана по специальности, а также величина и структура набора студентов; регулирование величины средней учебной нагрузки требует учета факторов, которые влияют на суммарный годовой объем учебной работы в каждом учебном плане. Учет влияния этих факторов осуществляют введением нормативных коэффициентов, нормирующих объем самостоятельной работы студентов по видам занятий и объем работы преподавателя на контроль знаний студентов, на контроль и руководство работой студентов над индивидуальными заданиями /4/. Кроме того, в процессе формирования учебного плана автоматически отслеживается процедура отведения соответствующего числа часов самостоятельной работы студентов на выполнение соответствующих индивидуальных заданий (курсовых проектов, курсовых работ, расчетных заданий, рефератов и т.д.), не допуская перегрузки студентов индивидуальными заданиями /8/. Второй операцией (второй ее можно назвать условно, так как она выполняется параллельно операции формирования учебного плана) является расчет учебной работы и формирование учебной нагрузки кафедры (см. рис. 4).

С целью совершенствования планирования педагогического труда преподавателей и расчета учебной нагрузки предлагается использовать унифицированные нормы времени учебной работы [9], базирующиеся на дифференциальной зависимости объема часов контроля знаний студентов от общего объема числа часов по дисциплине, что позволяет методически правильно планировать контроль знаний студентов по изучаемым дисциплинам и демократично распределить учебную работу между кафедрами. Для стимулирования высокопрофессиональных преподавателей вести в большем объеме наиболее напряженные и ответственные виды учебной работы, а также с целью учета индивидуальных особенностей каждого преподавателя, оптимального использования его педагогического и научного опыта и знаний, а также соблюдения академиической свободы преподавателя в выборе вида и форм учебной деятельности предлагается применять методику расчета учебной нагрузки преподавателя, учитывающую реальную трудоемкость различных видов учебной работы /10/.

Рис. 5. Блок-схема алгоритма функционирования подсистемы планирования учебного процесса в вузе

Рис. 6. Блок-схема автоматизированного формирования учебного плана

Следующая операция планирования учебного процесса - формирование сеток часов кафедр, они составляются в автоматизированном режиме с использованием документа «Приложение к учебному плану», содержащим всю необходимую для этой процедуры информацию.

Завершающим этапом планирования учебного процесса в вузе является составление расписания учебных занятий, оно формируется на основе сеток часов по курсам и специальностям, с использованием данных об аудиторном фонде кафедр и вуза, штатном составе профессорско-преподавательского состава, условных обозначениях специальностей и перечня требований к расписанию. Так как эффективность и качество учебного процесса во многом определяются качеством расписания учебных занятий, то расписание учебных занятий формируется с учетом предъявляемых требований и с использованием компьютерных технологий.

Формирование расписания осуществляют в два этапа: на первом этапе в автоматизированном режиме формируется обезличенное расписание учебных занятий с использованием генетического алгоритма /11/; на втором этапе, с целью оптимизации организации труда преподавателей и использования уникального индивидуального педагогического и методического опыта преподавателей, в обезличенном расписании расставляют наименования дисциплин и виды занятий с учетом пожеланий преподавателей. Для формирования расписания разработаны алгоритмы и программное обеспечение, позволяющие составлять расписание учебных занятий в вузе на семестр по стандартной неделе или разделением на четные и нечетные недели с заданным критерием оптимальности качества расписания учебных занятий.

Процесс оптимального планирования учебного процесса включает обязательные процедуры анализа, систематизации, унификации, оптимизации информационных потоков, форм учебно-методических документов и процессов по их обработке с завершающей процедурой - автоматизацией основных операций. Такой подход в планировании позволил снизить номенклатуру документов, циркулирующих в учебном процессе, устранить дублирование информации, повысить информационную емкость документов, освободить от рутинной технической работы персонал кафедр, деканатов и учебной части, занятых в планировании учебного процесса, уменьшить число условных операций в технологии планирования, повысить качество планирования учебного процесса при одновременном снижении трудоемкости процесса планирования.

Все процедуры подсистемы планирования учебного процесса в вузе реализованы в среде программирования Delphi 5 и поддерживают работу с распределенными базами данных с помощью сетевых технологий.

В процессе функционирования подсистемы планирования учебного процесса в автоматизированном режиме формируются следующие выходные документы:

- учебный план по специальности;

- приложение к учебному плану с полным расчетом годовой учебной работы по дисциплинам учебного плана, суммарной величиной учебной
работы по специальности и величины учебной работы, приходящейся на одного студента;

- сводный график учебного процесса по факультетам и в целом по вузу;

- сетка часов кафедры по семестрам с указанием видов и объема учебной работы по закрепленным дисциплинам;

- документы для составления расписания учебных занятий: сетки часов по специальностям,

- сводные данные о потребности в аудиториях различного назначения;

- заготовка приложения к диплому о высшем образовании;

- расписание учебных занятий и экзаменов.

Все это позволяет снизить затраты при планировании учебного процесса, упростить технологию планирования, повысить управляемость учебного процесса и соответственно повысить качество планирования учебного процесса в вузе.

Для оценки эффективности проводимого комплекса мероприятий по улучшению планирования учебного процесса в вузе определяется мультипликативный критерий оптимального планирования учебного процесса /12/.

Коп = Ктр · Кэс· Кур

где Ктр - критерий степени выполнения заданных образовательно-профессиональной программой требований;

Кэс - критерий загруженности студентов учебным временем;

Кур - критерий оптимального качества семестрового расписания учебных занятий.

Если величина критерия оптимального планирования учебного процесса равна

Коп = 1 - ДКоп

где ДК_ПР - доверительный интервал критерия оптимального планирования, то считают, что в вузе осуществлено планирование учебного процесса с оптимальным качеством.

Список литературы

1. Ерунов В.П. Некоторые вопросы формирования автоматизированной системы управления учебным процессом // Технология образовательного процесса: тез. докл. Межвузовской научи, метод, конф., г. Оренбург, 1997. - С. 111.

2. Ерунов В.П. Системный подход к управлению учебным процессом в вузе / Современные технологии в энергетике, электронике и информатике. Материалы региональной научно-практической конференции. Выпуск 1 // Оренбург, Оренбургский государственный университет, 1998. - С. 236 - 238.

3. Ерунов В.П., Морковин И.И. К вопросу автоматизации и оптимизации планирования учебного процесса в вузе // Социокультурная динамика региона. Наука. Культура. Образование. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Часть 2. - Оренбург. ИНК ОГУ, 2000. - С. 39 - 42.

4. Ерунов В.П., Морковин И.И. Методология планирования учебной работы по специальности и ее расчета / Современные технологии в энергетике, электронике и информатике. Материалы региональной научно-практической конференции. Выпуск 2 // Оренбург: ОГУ, 1999. - С. 110 - 113.

5. Ерунов В.П., Морковин И.И. К вопросу оптимизации затрат учебного времени преподавателя при подготовке специалистов // Вестник Оренбургского государственного университета. - ОГУ, 2001. - №1. - С. 67-72.

6. Морковин И.И., Ерунов В.П., Кандрашин И.А. Автоматизированное формирование учебного плана по специальности // Государственный координационный центр информационных технологий, отраслевой фонд алгоритмов и программ. Программное средство зарегистрировано в Информационно-библиотечном фонде Российской Федерации с присвоением регистрационного номера 50200100011, Москва, 2001.

7. Морковин И.И., Ерунов В.П., Кандрашин И.А. Автоматизированная система планирования учебного процесса в вузе // Российское агентство по патентам и товарным знакам. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2001610164, Москва, 2001.

8. Ерунов В.П., Морковин И.И. Автоматизированное формирование учебного плана по специальности // Проблемы и практика инженерного образования «Высшее техническое образование: качество и интернационализация». Труды ГУ Международной научно-практической конференции - Томск: Изд. ТПУ, 2000. - С. 52.

9. Огорелков Б.И., Ерунов В.П. Планирование и нормирование научно-педагогического труда преподавателей вуза: Учебное пособие. - Оренбург: ОГУ, 2000. - 47 с.

10. Ерунов В.П. Распределение учебной нагрузки между преподавателями кафедры / Современные технологии в энергетике, электронике и информатике. Материалы региональной научно-практической конференции. Выпуск 2 // Оренбург. Оренбургский государственный университет, 1999. - С. 117 - 119.

11. Морковин И.И. К вопросу использования генетического алгоритма при составлении расписания учебных занятий вуза // Региональная научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов: Сборник материалов. В Зх ч.: Ч. 2. - г. Оренбург, ИПК ОГУ, 2001. - С. 48 - 50.

12. Ерунов В.П. Системно-критериальный анализ учебного процесса в вузе / Вестник Оренбургского государственного университета. - ОГУ, 2001. - №2. - С. 60 - 69.

Размещено на Allbest.ru