Разработка школьной информационной системы на основе IT-технологий

Основными видами компьютерных средств учебного назначения, которые могут рассматриваться как компоненты ЭСО или ОЭИ, являются:

· сервисные программные средства общего назначения,

· программные средства для контроля и измерения уровня знаний, умений и навыков обучающихся,

· электронные тренажеры,

· программные средства для математического и имитационного моделирования,

· программные средства лабораторий удаленного доступа и виртуальных лабораторий,

· информационно-поисковые справочные системы,

· автоматизированные обучающие системы (АОС),

· электронные учебники (ЭУ),

· экспертные обучающие системы (ЭОС),

· интеллектуальные обучающие системы (ИОС),

· средства автоматизации профессиональной деятельности (промышленные системы или их учебные аналоги).

Сервисные программные средства общего назначения применяются для автоматизации рутинных вычислений, оформления учебной документации, обработки данных экспериментальных исследований. Они могут быть использованы при проведении лабораторных, практических занятий, при организации самостоятельной и проектной работы школьников.

Программные средства для контроля и измерения уровня знаний обучающихся нашли наиболее широкое применение ввиду относительной легкости их создания. Существует целый ряд инструментальных систем-оболочек, с помощью которых преподаватель, даже не знакомый с основами программирования, в состоянии скомпоновать перечни вопросов и возможных ответов по той или иной учебной теме. Как правило, задачей обучаемого является выбор одного правильного ответа из ряда предлагаемых ответов. Такие программы позволяют разгрузить учителя от рутинной работы по выдаче индивидуальных контрольных заданий и проверке правильности их выполнения, что особенно актуально в условиях массового образования. Появляется возможность многократного и более частого контроля знаний, в том числе и самоконтроля, что стимулирует повторение и, соответственно, закрепление учебного материала.

Электронные тренажеры предназначены для отработки практических умений и навыков. Такие средства особенно эффективны для обучения действиям в условиях сложных и даже чрезвычайных ситуаций при отработке противоаварийных действий. Использование реальных установок для тренировок нежелательно по целому ряду причин (перерывы в электроснабжении, возможность создания аварийных ситуаций, повышенная опасность и т.п.). Кроме этого, электронные тренажеры используются для отработки умений и навыков решения задач. В этом случае они обеспечивают получение краткой информации по теории, тренировку на различных уровнях самостоятельности, контроль и самоконтроль.

Программные средства для математического и имитационного моделирования позволяют расширить границы экспериментальных и теоретических исследований, дополнить физический эксперимент вычислительным экспериментом. В одних случаях моделируются объекты исследования, в других - измерительные установки. Такие средства позволяют сократить затраты на приобретение дорогостоящего лабораторного оборудования, снижается уровень безопасности работ в учебных лабораториях. К моделирующим программным средствам можно также отнести предметно-ориентированные программные среды, обеспечивающие возможность оперирования моделями-объектами определенного класса.

Информационно-поисковые справочные программные системы предназначены для ввода, хранения и предъявления педагогам и обучаемым разнообразной информации. К числу подобных систем могут быть отнесены различные гипертекстовые и гипермедиа программы, обеспечивающие иерархическую организацию материала и быстрый поиск информации по тем или иным признакам. Большое распространение получили также всевозможные базы данных. Системы управления базами данных обеспечивают возможность поиска и сортировки информации. Базы данных могут использоваться в учебном процессе для организации предъявления содержания учебного материала и его анализа. Учебные базы данных рекомендуются для самостоятельной работы учащихся с целью поиска и анализа необходимой информации.

Автоматизированные обучающие системы (АОС), как правило, представляют собой обучающие программы сравнительно небольшого объема, обеспечивающие знакомство учащихся с теоретическим материалом, тренировку и контроль уровня знаний.

Электронные учебники (ЭУ) являются основными электронными средствами обучения. Такие учебники создаются на высоком научном и методическом уровне и должны полностью соответствовать составляющей дисциплины образовательного стандарта специальностей и направлений, определяемой дидактическими единицами стандарта и программой. Кроме этого, ЭУ должны обеспечивать непрерывность и полноту дидактического цикла процесса обучения при условии осуществления интерактивной обратной связи. Одним из основных свойств ЭУ, является то, что его редукция к "бумажному" варианту (распечатка содержания ЭУ) всегда приводит к потере специфических дидактических свойств, присущих ЭУ.

Экспертные обучающие системы (ЭОС) реализуются на базе идей и технологий искусственного интеллекта. Такие системы моделируют деятельность экспертов при решении достаточно сложных задач. ЭОС способны приобретать новые знания, обеспечивать ответ на запрос обучаемого и решение задач из определенной предметной области. При этом ЭОС обеспечивает пояснение стратегии и тактики решения задач в ходе диалоговой поддержки процесса решения. К сожалению, при работе с ЭОС не реализуются такие звенья дидактического цикла процесса обучения, как организация применения учащимися полученных первичных знаний и получение обратной связи (контроль действий учащихся). При работе с ЭОС обучаемым не приходится самим искать решение, соответственно, не реализуется и такое звено дидактического цикла, как получение обратной связи.

Интеллектуальные обучающие системы (ИОС) относятся к системам наиболее высокого уровня и также реализуются на базе идей искусственного интеллекта. ИОС могут осуществлять управление на всех этапах решения учебной задачи, начиная от ее постановки и поиска принципа решения и кончая оценкой оптимальности решения, с учетом особенностей деятельности обучаемых. Такие системы обеспечивают диалоговое взаимодействие, как правило, на языке, близком к естественному. При этом в ходе диалога могут обсуждаться не только правильность тех или иных действий, но и стратегия поиска решения, планирования действий, приемы контроля и т.д. В ИОС на основе модели обучаемого (уточняемой в ходе учебного процесса) осуществляется рефлексивное управление обучением. Многие ИОС могут совершенствовать стратегию обучения по мере накопления данных. Отличительным признаком ИОС является то, что они не содержат основных и вспомогательных обучающих воздействий в готовом виде, а генерируют их.

Средства автоматизации профессиональной деятельности (пакеты прикладных программ, CALS-системы и т.п.) рассматриваются в составе электронных средств обучения не только как предмет изучения, но и как средство обучения при решении профессионально-ориентированных задач.

Из приведенного списка и последующего описания видно, что указанные средства информатизации образования являются не более чем примером электронных средств обучения или их компонент. Естественно, что существуют и другие средства, которые попадают под приведенное выше определение ОЭИ или ЭСО.

Кроме того, включение в состав ЭСО сервисных средств, а также необходимость изучения в рамках настоящего Инетрнет-издания различных инструментальных сред, редакторов, конструкторов и других аналогичных средств образовательного назначения наравне с ЭСО делает целесообразным одновременное рассмотрение электронных средств обучения, образовательных электронных изданий и образовательных электронных ресурсов. Далее в настоящем пособии эти понятия будут использоваться вместе в виде единого термина образовательные электронные издания и ресурсы (или, равнозначно, электронные средства обучения). В некоторых случаях слово "ресурсы" использоваться не будет для простоты изложения. Аббревиатуры ОЭИ или ЭСО будут употребляться взамен этого более емкого составного понятия.

Прежде чем вести разговор об особенностях и деталях создания электронных средств обучения, необходимо определить область наиболее эффективного использования таких средств, рассматривая ее в общем контексте процессов, связанных с информатизацией общего среднего образования.

2.4 Средства создания Web-приложений обучающего характера

Сегодня, когда Интернет прочно вошел в нашу жизнь, человечество приобрело новые возможности для получения информации самого различного рода. Теперь при наличии дома компьютера, модема и телефонной линии нет необходимости тратить деньги и время на получение сведений об интересующем Вас предмете каким-либо другим способом. Доступ к информации осуществляется с помощью специальных программ - браузеров.

2.4.1Язык гипертекстовой разметки HTML

Одной из важнейших технологий, на которых держится современный Интернет, является язык HTML, предназначенный для создания и оформления документов. Использование языка HTML для разработки электронного учебного пособия даст возможность централизованного хранения информации при обеспечении общего доступа к учебным материалам.

Популярность World Wide Web и неотъемлемой ее части, HTML, безусловно, стала причиной повышенного внимания к системам гипертекстовой разметки документов. Хотя понятие гипертекста было введено В.Бушем еще в 1945 году и, начиная с 60-х годов, стали появляться первые приложения, использующие гипертекстовые данные. Всплеск активности вокруг этой технологии начался лишь тогда, когда возникла реальная необходимость в механизме объединения множества информационных ресурсов, обеспечения возможности создания, просмотра нелинейного текста. И примером реализации этого механизма послужила паутина WWW.

HTML (Hyper Text Markup Language) - язык гипертекстовой разметки - это набор специальных инструкций, называемых тегами, предназначенных для формирования в документах какой-либо структуры и определения отношений между различными элементами этой структуры. Теги языка, или, как их иногда называют, управляющие дескрипторы, в таких документах кодируются, выделяются относительно основного содержимого документа и служат в качестве инструкций для программы, производящей показ содержимого документа на стороне клиента. В самых первых системах для обозначения этих команд использовались символы “<” и “>”, внутри которых помещались названия инструкций и их параметры. Сейчас такой способ обозначения тегов является стандартным. [4]

Использование гипертекстовой разбивки текстового документа в современных информационных системах во многом связано с тем, что гипертекст позволяет создавать механизм нелинейного просмотра информации. В таких системах данные представляются не в виде непрерывного потока текстовой информации, а набором взаимосвязанных компонентов, переход по которым осуществляется при помощи гиперссылок.

Самый популярный на сегодняшний день язык гипертекстовой разметки - HTML, был создан специально для организации информации, распределенной в сети Интернет, и является одной из ключевых составляющих технологии WWW. С использованием гипертекстовой модели документа способ представления разнообразных информационных ресурсов в сети стал более упорядочен, а пользователи получили удобный механизм поиска и просмотра нужной информации.

HTML является упрощенной версией стандартного общего языка разметки SGML (Standart Generalised Markup Language), который был утвержден ISO в качестве стандарта еще в 80-х годах. Этот язык предназначен для создания других языков разметки, он определяет допустимый набор тегов, их атрибуты и внутреннюю структуру документа. Контроль за правильностью использования дескрипторов осуществляется при помощи специального набора правил, называемых DTD-описаниями, которые используются программой клиента при разборе документа. Для каждого класса документов определяется свой набор правил, описывающих грамматику соответствующего языка разметки. С помощью SGML можно описывать структурированные данные, организовывать информацию, содержащуюся в документах, представлять эту информацию в некотором стандартизованном формате. Но в виду некоторой своей сложности, SGML использовался, в основном, для описания синтаксиса других языков (наиболее известным из которых является HTML), и немногие приложения работали с SGML-документами напрямую.

Гораздо более простой и удобный, чем SGML, язык HTML позволяет определять оформление элементов документа и имеет некий ограниченный набор инструкций - тегов, при помощи которых осуществляется процесс разметки. Инструкции HTML, в первую очередь, предназначены для управления процессом вывода содержимого документа на экране программы клиента и определяют способ представления документа, но не его структуру. В качестве элемента гипертекстовой базы данных, описываемой HTML, используется текстовый файл, который может легко передаваться по сети с использованием протокола HTTP. Эта особенность, а также то, что HTML является открытым стандартом и огромное количество пользователей имеет возможность применять возможности этого языка для оформления своих документов, безусловно, повлияли на рост популярности HTML и сделали его сегодня главным механизмом представления информации в WWW. [4]

Как уже упоминалось ранее, теги - это специальные команды для расположения на экране текста, графики, видео и аудио фрагментов, а также команды, служащие для связи с другими HTML-документами и ресурсами Интернет.

Рассмотрим основные теги.

<HEAD> и </HEAD>. Между этими тегами располагается системная информация о документе. Например, ключевые слова для поисковых серверов, и некоторые другие специальные возможности.

<TITLE> и </TITLE>. В этих тегах заключается название странички, которое будет выведено в рамке окна программы просмотра. В данном случае между ними целесообразно поместить надпись «Системы Документальной Электросвязи».

<BODY> и </BODY>. «Тело» документа (текст, графика и т.д.) располагается между этими двумя тегами. Параметры тега <BODY>:

- BGCOLOR - цвет фона (<BODY BGCOLOR =«#FFFFFF»>), где #FFFFFF - это кодирование цвета в шестнадцатеричной системе исчисления, в десятичной - 255.255.255, а переводя на понятия RGB (Red, Green, Blue - Красный, Зеленый, Синий) - уровень градации этих цветов. В данном случае цвет белый;

- TEXT - цвет текста, кодирование аналогичное;

- LINK - цвет гипертекстовой связи (ссылки);

- VLINK - цвет ссылки, уже посещенной в прошлом;

- ALINK - цвет активной ссылки.

Все теги можно записывать как строчными, так и заглавными буквами

Теги, служащие для форматирования текста. <P> и </P> - служат для выделения абзацев. Новый абзац всегда отделяется от предыдущего пустой строкой.

<BR> - тег, служащий для переноса текста на другую строку. Может также служить для отделения графики от текста на интервал.

Теги для формирования списков:

- <OL> и </OL> - показывают начало и конец нумерованного списка;

- <UL> и </UL> - показывают начало и конец маркированного списка;

- <LI> - обязательный элемент списка.

Теги для вставки в текст объектов нетекстовой информации:

- <IMG SRC =«file.gif»> или <IMG SRC =« file.jpg»> - команда для вставки графического изображения;

- <IMG SRC =« file.wav»> - команда для вставки звукового фрагмента;

- <IMG SRC =« file.avi»> - команда для вставки видео фрагмента.

Команды, служащие для гиперсвязи с другими HTML-документами и ресурсами Интернет. Между тегами располагается некий текст или изображение, которое и будет являться ссылкой:

- <A HREF=«index.html»> и </A> - ссылка на другую страницу этого же сервера;

- <A HREF=«http://sut.ru»> и </A> - ссылка на другой сервер в Интернете;

- <A HREF=«mailto:kukushkina_anna@mail.ru»> и </A> - ссылка на адрес электронной почты.

Использование таблиц в HTML документах. Таблицы помимо основного своего предназначения играют очень важную роль в создании Web-документов. Таблицы с невидимыми границами используются для форматирования. Таблица - это сетка для показа данных в строках и столбцах, а также средство для форматирования текста. <TABLE> и </TABLE> - теги для вставки таблицы в HTML документ.

Знание этих тегов необходимо для внесения изменений в структуру электронного пособия, наполнения, создания новых разделов и расширения существующих.

Сегодня основной спецификацией языка HTML является четвертая версия, то есть HTML 4. Язык поддерживает вставки из других языков программирования, таких как Java, JavaScript, PHP, CSS. В свою очередь HTML может сам являться вставкой в эти и некоторые другие языки программирования, позиционированные для Web. Однако становится все более очевидным, что язык HTML на данный момент практически исчерпал перспективы развития, и добавление новых тегов вряд ли выведет его на принципиально иной уровень. Именно поэтому современные электронные учебные пособия разрабатываются с применением синтеза различных технологий. [4]

2.4.2 Каскадные таблицы стилей CSS

Cascading Style Sheets (Таблицы Каскадных Стилей) - это язык, содержащий набор свойств для описания внешнего вида любых HTML документов. С его помощью дизайнер имеет полный контроль над стилем и расположением каждого элемента Web-страницы, что проще и гораздо функциональнее использования обычного набора HTML тегов.

Система CSS формально независима от HTML, имеет совершенно иной синтаксис (более того, HTML можно стыковать с разными реализациями CSS, обладающими разным синтаксисом и возможностями), не наследует никаких идеологических ограничений и позволяет, уже в совершенно иных терминах, задавать параметры визуального представления для любого тега HTML. С помощью CSS автор может указать, каким шрифтом необходимо набирать заголовки такого-то уровня. И, что самое важное, этого удалось достичь не введением новых тегов, а разработкой механизма, позволяющего влиять на интерпретацию уже существующих тегов логической разметки, причем с учетом контекста его употребления. [9]

Слово Cascading в названии системы CSS служит напоминанием о том, что в действительности на вывод каждого тега в документе могут оказывать влияние сразу несколько стилевых спецификаций, образующих иерархическую систему: например, поверх спецификаций, относящихся к конкретному документу, может действовать стилевой файл, общий для всех документов на сервере. Кроме того, пользователь браузера, поддерживающего CSS, может указать свои собственные параметры вывода для тех или иных тегов. Конфликты, которые при этом возникают, разрешаются в пользу более частных, узких спецификаций: то, что указано для конкретного документа, берет верх над спецификациями для всего сервера, а параметры вывода тега в данном контексте имеют преимущество перед параметрами для того же тега без учета контекста. В случае же конфликта спецификаций, заданных пользователем, с установками автора страницы побеждают последние, хотя пользователь может при желании изменить эту ситуацию.

Можно предположить, что CSS - это почти идеальное средство, созданное для того, чтобы избавить HTML от недостатков и перевести его развитие на принципиально новый уровень. [10]

Приведем пример: нам нужно создать жирный черный подчеркнутый текст определенного размера и шрифта.

Пример на HTML:

<font color=«black» size=”1” face=”Times New Roman”><b><u> Текст </u></b></font>

Для того, чтобы данный стиль использовать при создании документа несколько раз и не повторять указанные команды, необходимо воспользоваться языком СSS. В HTML команды назывались тегами, в CSS - селекторами. Свойства селектора определяют стиль элемента, для которого он определен.

Рассматривая предыдущий пример, мы можем задать класс «.text», в котором укажем все необходимые свойства текста.

Пример с использованием CSS:

.text {

color: #000000;

font-size: 8pt;

font-family: Times New Roman;

font-weight: bold;

text-decoration: underline;

}

Теперь при каждом присвоении отрезку текста, таблице или любому элементу класса «.text» он будет иметь аналогичные визуальные свойства. CLASS - атрибут элемента в HTML, определяющий его класс, то есть задающий различные свойства элементу. В CSS можно описать собственные стили для различных классов одних и тех же элементов. Благодаря CSS для того, чтобы на всем Web-документе изменить цвет текста достаточно будет поменять в строчке «color: #000000;» кодировку цвета на необходимую.

Псевдоклассы и псевдоэлементы - это особые классы и элементы, присущие CSS и автоматически определяемые поддерживающими CSS браузерами. Псевдоклассы различают разные типы одного элемента, создавая при определении собственные стили для каждого из них. Псевдоэлементы являются частями других элементов, задавая этим частям отличный от элемента в целом стиль. [9]

Anchor Pseudo Classes - эти псевдоклассы элемента <a href=« «>, обозначающего ссылку. Псевдоклассы этого элемента: active (активная ссылка), visited (посещенная ранее ссылка), hover (псевдокласс, возникающий при поднесении курсора к ссылке).

Рассмотрим пример:

a:link{

text-decoration: none;

color: #005FA9;

}

a:visited{

text-decoration: underline;

color: #21536a;

}

a:active{

text-decoration: underline;

color: #21536a;

}

a:hover{

text-decoration: underline;

color: #21536a; }

В данном примере все элементы <a> (ссылки) будут синими, но разных оттенков, заданных в описании в шестнадцатеричной системе счисления. При нажатии на ссылку, поменяется цвет на более темный. А при подведении курсора мыши, появится подчеркивание. Описания нескольких свойств отделяются друг от друга точкой с запятой «;».

Теперь можно менять стилистику всего электронного пособия, редактируя один текстовый файл. Кроме того, мы автоматически применяем один и тот же стиль оформления по всему документу, пользуясь при этом привычными тегами. А это одно из основных требований к электронному пособию, обозначенных выше в дипломной работе.

2.4.3 HTML-редакторы

Существует два основных варианта создания HTML-страниц.

Первый вариант - это работа с техническими редакторами, такими как Home Site, Ultra Pad и другие. При необходимости можно использовать любой текстовый редактор, даже примитивный Notepad (Блокнот). Текстовый редактор - это программа для ввода и изменения текстовых данных: документов, книг, программ и т.д. Редактор обеспечивает модификацию строк текста, контекстный поиск и замену частей текста, автоматическую нумерацию страниц, обработку и нумерацию сносок, выравнивание абзаца, проверку правописания слов, построение оглавлений, распечатку текста на принтере и др. В таких редакторах разработчик самостоятельно пишет код, видя перед собой именно текстовую страничку с тегами. Редактор помогает в написании тегов, проверяет строгость кода, дает возможность просмотреть созданный документ в окне браузера, однако основная работа будет состоять именно из скрупулезного написания, проверки и подгонки тегов. Данные редакторы актуально использовать в тех случаях, когда необходимо исправить код, но для создания сложных электронных документов они не пригодны.

Второй вариант - это WYSIWYG (What You See Is What You Get - Что ты видишь, есть то, что ты получаешь) редакторы, с помощью которых разработчик создает визуальную картинку страницы, то есть, имеет дело непосредственно с блоками информации, которые произвольно располагает на странице. Наиболее известными в этой области редакторами являются Front Page производства Microsoft и Macromedia Dreamweaver. [11]

Для создания электронного учебного пособия мной был выбран Macromedia Dreamweaver МХ версии 7.0, который кроме наиболее адекватного из всех WYSIWYG-интерфейсов имеет еще и профессиональный редактор кода с подсветкой синтаксиса наиболее известных web-ориентированных языков программирования.

Система Dreamweaver -- это визуальный редактор гипертекстовых документов. Мощная профессиональная программа Dreamweaver обладает всеми необходимыми средствами для генерации страниц HTML любой сложности и масштаба. Она обеспечивает режим визуального проектирования (WYSIWYG), отличается очень чистой работой с исходным текстом Web-документов, обладает встроенными средствами поддержки больших сетевых проектов.

В программе последовательно поддерживается визуальное проектирование. Визуальным принято называть такой стиль или способ создания гипертекстовых документов, в котором работа с текстом и образами объектов преобладает над непосредственным кодированием. В идеале, пользователь должен быть полностью свободен от необходимости обращения к кодам HTML, а проектирование обязано вытеснить программирование.

Также прямая работа с кодами не исключена полностью, но сведена к разумному минимуму. Программа не только обладает мощным арсеналом средств визуального проектирования, но и способна отображать Web-страницы как специализированные браузеры: Microsoft Internet Explorer или Opera. [12]

В состав инструментов гипертекстового редактора включены команды вставки анимированного текста и анимированных кнопок.

Известно, что многие визуальные редакторы HTML весьма нерационально обращаются с кодами гипертекстовой разметки. Это значит, что часто они порождают избыточный, громоздкий исходный текст, перегруженный сложными языковыми конструкциями. Среди прочих программ данного класса система Dreamweaver выделяется своим корректным обращением с кодами HTML. Она создает чистый исходный текст, в котором почти нет вспомогательных дескрипторов и громоздких служебных комментариев. Встроенный в программу механизм препроцессорной обработки (он называется Roundtrip HTML Technology) позволяет импортировать файлы HTML без изменений, потерь и искажений, созданные сторонними приложениями -- гипертекстовыми и текстовыми редакторами.

Таким образом, Dreamweaver обеспечивает:

Подсветку HTML синтаксиса.

Вставку стандартных HTML фрагментов (таблицы, списки).

Имеет внутренний браузер.

Пример использования Dreamweaver для создания электронного учебного пособия приведен на рисунке 5 и на рисунке 6.

2.4.4 Использование технологии JavaScript

Сегодня World Wide Web - это среда информационного обмена для миллионов людей. Они размещают текст, видео, звук, и информацию, и все более усложняют свои страницы, делая их интерактивными.

JavaScript - это новый язык программирования, используемый в составе страниц HTML для увеличения функциональности и возможностей взаимодействия с пользователями. Он был разработан фирмой Netscape в сотруднечестве с Sun Microsystems на базе языка Sun's Java. С помощью JavaScript на Web-странице можно сделать то, что невозможно сделать стандартными тегами HTML. Скрипты выполняются в результате наступления каких-либо событий, инициированных действиями пользователя. Создание Web-документов, включающих программы на JavaScript, требует наличия текстового редактора и подходящего браузера.

Код скрипта JavaScript размещается непосредственно на HTML-странице. Все, что стоит между тегами <script> и </script>, интерпретируется как код на языке JavaScript. Чтобы видеть, как работает скрипт необходимо загрузить файл HTML, содержащий код на языке JavaScript, в браузер, имеющий поддержку языка JavaScript. Браузеры, не имеющие поддержки JavaScript, «не понимают» тега <script>. Они игнорируют его и печатают все стоящие вслед за ним коды как обычный текст. Таким образом, пользователь увидит, как код JavaScript окажется вписан открытым текстом в HTML-документ. [10]

События и обработчики событий являются очень важной частью для программирования на языке JavaScript. События, главным образом, инициируются теми или иными действиями пользователя. Если он щелкает по кнопке, происходит событие «Click». Если указатель мыши пересекает какую-либо ссылку гипертекста, происходит событие «MouseOver». Существует несколько различных типов событий. программа, написанная на языке JavaScript, реагирует на некоторые из них. это может быть выполнено с помощью специальных программ обработки событий, которые сообщают компьютеру, что нужно делать, если произойдет, то или иное событие.

Язык LavaScript был использован для создания пункта навигационного меню электронного пособия «Содержание», который представляет собой раскрывающийся список: в собранном виде он отражает название лекционных тем, в раскрывшемся виде - название лекционных тем и подтем.

3. АНАЛИЗ ИМЕЮЩИХСЯ АНАЛОГОВ ШКОЛЬНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Школьная информационная система -- это комплекс средств интерактивного взаимодействия администрации школы и учителей, с одной стороны, и родителей и учеников, с другой стороны.

3.1 Школьная информационно-аналитическая система «Соната»

Муниципальное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 22 г. Волгодонска Ростовской области (МОУ СОШ № 22)

Школьная информационно-аналитическая система «СОНАТА» предназначена для автоматизации деятельности административных работников школ, а так же кардинального сокращения времени, необходимого на прохождение информации, требующейся для принятия управленческих решений.

Школьная информационно-аналитическая система «СОНАТА» предназначена для автоматизации деятельности административных работников образовательных учреждений и решения задач повышения эффективности работы администрации и сотрудников школ, а так же кардинального сокращения времени, необходимого на прохождение информации, требующейся для принятия управленческих решений. За счет упорядочения и систематизации большого объема информации, необходимого для своевременного принятия управленческих решений, в образовательном учреждении создается школьная среда общего доступа.

Традиционно информационные системы для школ включают в себя два модуля: КАДРЫ и УЧЕНИКИ. ШИАС использует общие данные в третьем модуле -- АТТЕСТАЦИЯ.

Модуль КАДРЫ включает в себя анкетные данные сотрудников образовательного учреждения, от даты рождения и домашнего адреса до сведений об аттестации, курсовой переподготовки, номера страхового полиса и индивидуального номера налогоплательщика (ИНН), в соответствии с параметрами новой версии формы Т-2. Гибкость программы заключается в том, что помимо стандартных анкетных сведений каждое образовательное учреждение может отслеживать дополнительные сведения в соответствии со своей спецификой, переопределив специально зарезервированные свободные поля.

Характерной особенностью системы является автоматический расчет продолжительности общего трудового и педагогического стажа, а также его перерасчет в течение всего времени работы системы. Система формирует различные формы статистической отчетности. Периоды для статистических сведений о стаже и возрасте работников не закреплены жестко, а задаются произвольно. Модуль КАДРЫ позволяет формировать списки сотрудников с вариативным подбором анкетных данных, необходимых в каждом конкретном случае.

Наряду со статистической информацией и формированием списков, информационно-аналитическая система осуществляет систему поиска по любому из заданных параметров, по адресу, стажу, полу, образования, дате рождения и т.д.

При работе со списками или поисковыми результатами система предоставляет возможность накладывать ограничения в различных комбинациях: только совместители или только предметники и т.д., что обеспечивает хорошее быстродействие и гибкость системы и избавляет от ненужных данных в сформированных отчетах.

Модуль УЧЕНИКИ работает на основании анкетных данных учеников. Этот модуль позволяет осуществить социальный мониторинг контингента учащихся образовательного учреждения. Аналогично модулю КАДРЫ, этот блок имеет функции поиска, формирования списков по классам, а также функцию формирования статистической информации по учащимся. Кроме этого, модуль УЧЕНИКИ имеет блок «Движение», который позволяет регулярно отслеживать движение учащихся и составлять статистические и списочные отчеты по уровням: класс, параллель, школа.

Модуль АТТЕСТАЦИЯ состоит из двух блоков: промежуточная аттестация и итоговая аттестация.

Блок «Промежуточная аттестация» позволяет отслеживать , результативность деятельности учащихся по трем направлениям: во-первых -- это контроль знаний, умений и навыков, во-вторых -- это периодическая аттестация (четверть, полугодие, год) и в-третьих -- это годовая аттестация (переводные экзамены, годовые контрольные работы).

Статистический анализ осуществляется по категориям: УЧЕНИКИ (класс, параллель, школа), УЧИТЕЛЯ (персонально и по подразделениям) и ПРЕДМЕТЫ.

Блок «Итоговая аттестация» позволяет отслеживать результаты обязательных экзаменов, экзаменов по выбору, сравнивать выборность экзаменов выпускниками и их дальнейшее трудоустройство.

Вся статистическая, поисковая и списочная информация, получаемая в системе в виде отчетов, выдается не только на экран и печать, но и в приложения Microsoft Office в виде таблиц списков и диаграмм с возможностью дальнейшей обработки.

Вся статистическая информация отражается системой в табличном и графическом видах -- диаграммах, параметры которых (цвет, размеры, тип) можно изменять в процессе работы по желанию пользователя.

Кроме этого, программный комплекс предусматривает создание архива данных за год, перевод учеников на следующий год и, как следствие, позволяет формировать отчеты не только за текущий год, но и в сравнении с предыдущими годами, используя информацию архивов.

Архитектура программы позволяет развивать информационно-аналитическую систему в нескольких направлениях.

Включение новых самостоятельных модулей «Здоровье», «Социально-педагогический мониторинг», «Библиотека».

Для районных и городских управлений образования создание на базе «СОНАТЫ» информационной системы, обобщающей данные из подведомственных школ.

Разработка дополнительных форм и блоков по индивидуальным заказам зарегистрированных пользователей.

Подвижность и гибкость модулей и блоков школьной информационно-аналитической системы «СОНАТА», позволяет актуализировать ее, практически под каждое образовательное учреждение, тем самым успешно решать задачи автоматизации деятельности школьных административных работников.

3.2«1С: ХроноГраф Школа 2.0 Сетевая версия» - система формирования единого информационного пространства школы

Программа «1С: ХроноГраф Школа 2.0» предназначена для формирования единого информационного пространства школы. Все предлагаемые в настоящее время фирмой «1С» образовательные программные продукты направлены на формирование единой информационной среды образовательного учреждения.

В ней предусмотрена работа нескольких типов пользователей:

· Администратор (директор или завуч, информационный технолог);

· Финансовый администратор (бухгалтер или завуч, отвечающий за тарифицирование сотрудников);

· Секретарь-делопроизводитель;

· Заведующий АХЧ;

· Классный руководитель (каждый классный руководитель в школе);

· Преподаватель-предметник.

Каждый пользователь имеет разный объем пользовательских прав и может выполнять свою работу независимо от других пользователей.

Пользователь Администратор обладает всеми правами, ему доступны все имеющиеся в программе функции. Кроме того, именно он организует работу других пользователей: вводит данные о каждом из сотрудников в доступных только ему интерфейсах, задает пароли и логины для их доступа в программу.

Финансовый администратор вводит нормативные данные, такие как ЕТС и нормы рабочего времени для расчета окладов, распределяет тарифицируемые надбавки и доплаты сотрудников и формирует базу начислений. На основании сведений о нагрузке сотрудников и действующего штатного расписания формирует тарификационный список учреждения образования с возможностью выгрузки данных в пакет «1С: Зарплата и кадры 7.7».

Пользователь Секретарь-делопроизводитель может работать с личными делами учеников, а также формировать Книгу приказов учреждения.

Администратор, Финансовый администратор, Секретарь-делопроизводитель могут работать с юридической базой. Для работы с юридической базой в комплект поставки программного продукта входит компакт-диск «Образование и наука», включающая в себя законодательные акты об образовании, международные соглашения в области образования, Государственные стандарты и примерные учебные планы высшего профессионального образования, справочник бухгалтера бюджетной организации. Информационно-справочные материалы могут быть просмотрены из сеанса программы «1С: ХроноГраф Школа 2.0».

Пользователю Заведующий АХЧ доступна работа с базой материальных ценностей учреждения, формирование инвентарной книги и экспорт данных в пакет «1С: Предприятие 7.7 Конфигурация Бухгалтерия для бюджетных организаций».

Классные руководители формируют список и расписание «своего» класса, вводят информацию о «своих учениках», ведут алфавитную книгу класса, контролируют ведение классного журнала, а также информацию об успеваемости учащихся.

Преподаватели-предметники осуществляют непосредственную работу в рамках учебного процесса по своим учебным дисциплинам: выставление текущих и/или итоговых оценок учащимся, формирование домашних заданий на базе списков обязательной и дополнительной учебной литературы, подготовку «электронных» уроков с использованием медиаобъектов.

Взаимосвязь программы с образовательными комплексами серии «1С: Школа», выполненными на технологии «1С: Образование 3.0»

Реализовано закрепление медиаобъектов (рисунков, текстовых документов, видеороликов и т.д.) к урокам из системы программ «1С: Образование 3.0», ссылок на интернет-сайты, а также формирование домашних заданий на основании списка литературы, импортированной из программы «1С: Школьная библиотека».

Создание и дальнейшая загрузка медиа-объектов поддерживается из внешних приложений:

· программы «1С:Школьная библиотека»;

· образовательных комплексов серии «1С:Школа», выполненных на технологии «1С:Образование 3.0»;

· электронных изданий других производителей.

Особенности сетевой версии «1С: ХроноГраф Школа 2.0»

В системе «1С:Хронограф Школа 2.0 Сетевая версия» в рамках школьной локальной сети может одновременно работать неограниченное количество пользователей: директор, завучи, секретарь, учителя-предметники, завхоз.

В состав поставки входит конфигурация и специальная платформа «1С:Предприятие 7.7» с ограниченными возможностями, в которой нельзя использовать средства конфигурирования. В случае необходимости изменения типовой конфигурации следует использовать профессиональную версию одной из компонент «1С:Предприятия 7.7». Конфигурация «1С:ХроноГраф Школа 2.0» работает с использованием только базовых объектов метаданных.

4. АНАЛИЗ МОУ СОШ № 97 И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ НА РАЗРАБОТКУ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

Информатизация общества вызвана необходимостью использования больших объемов информации во всех сферах человеческой деятельности, с одной стороны, и невозможностью формирования и обработки информации с помощью традиционных технологий и средств связи, с другой стороны. Интенсификация информационного обмена в современном обществе и, как следствие - переход в области обмена информацией на новые технологии, приводит к необходимости создания информационных систем.

За последние годы произошло коренное изменение роли и места персональных компьютеров и информационных технологий в жизни общества. Человек, эффективно владеющий технологиями и информацией, имеет другой, новый стиль мышления, принципиально иначе подходит к оценке возникающих проблем, к организации своей деятельности. Как показывает практика, без новых информационных технологий уже невозможно представить современную школу. И поэтому сегодня, как никогда ранее, важен переход на качественно новый уровень в подходах к использованию компьютерной техники и информационных технологий во всех областях деятельности школы.

В нашей школе предмет информатика преподается с 1990 года. Это был без машинный вариант, учащиеся знакомились с устройством компьютера и алгоритмами. Ребята 10 и 11 классов учились писать алгоритмы и блок - схемы.

В 2001 году по президентской программе мы получили 3 компьютера .

В 2004 году - ещё 5 компьютеров.

В 2005 году в школу пришел новый кабинет информатики: 10 рабочих мест для учащихся, рабочее место учителя, принтер, сканер, мультимедийный проектор. Закуплены компьютерные столы, доска, экран и стулья.

В 2005 - 2006 году был подключен Интернет.

С 2006 учебные кабинеты также стали оснащаться компьютерами.

Сегодня мы располагаем 7 компьютерами, 5 принтерами, 1 сканером, 1 ксероксом, 3 мультимедийными проекторами, факсом, 1 цифровым фотоаппаратом. Оснащен кабинет информатики на 10 рабочих мест и одно рабочее место учителя. Информатика в 2006 году был создан и размещён сайт школы, который постоянно обновляется.

Школа успешно вступила в Проект «Информатизация системы образования». Оператор ОУ прошел курсы по работе с базой данных «Хронограф Школа 2.5» На данный момент заканчивается заполнение базы данных школы.

Особое внимание уделяется предмету информатика. Информатика ведётся с 8 по 11 класс.

С целью повышения эффективности методической работы, полной реализации запросов педагогов в школе начата деятельность по созданию единого информационного пространства.

Через Интернет учителя школы имеют возможность познакомиться с новыми педагогическими технологиями, материалами института повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования, Воронежского областного института повышения квалификации работников образования, условиями всероссийских конкурсов и олимпиад. Идет целенаправленная работа по систематизации, обновлению и пополнению информационных ресурсов образовательного процесса, расширению использования мультимедийного сопровождения.

Создаются и непрерывно пополняются:

база данных по педагогическим кадрам;

база данных по обучающимся воспитанникам;

электронные дидактические материалы по предметам.

Заместителями директора школы по УВР и ВР с помощью компьютерных технологий осуществляется изучение:

нормативных документов управления образования, направленных на совершенствование учебно-воспитательного процесса;

результативности работы учителя;

уровня обученности школьников;

психолого-педагогических проблем обучения и воспитания отдельных школьников;

актуального педагогического опыта работы педагогов из других школ города, области и других регионов России.

Несмотря на значительные достижения в области использования в образовательном процессе информационных технологий, остается ряд проблем:

· недостаточно активная работа администрации школы с информационными базами;

· эпизодическое применение информационных технологий рядом учителей в связи с недостаточным количеством компьютеров, мультимедийных проекторов, экранов и недостаточным программным обеспечением.

· отсутствие осознания родителями необходимости приобщения к информационному полю школы;

· трудности, возникающие у школьников при использовании информационных ресурсов.

Приведенные выше сведения и анализ имеющихся ресурсов позволяют считать, что для МОУ «Школа № 97» необходимо некое WEB-приложение, которое охватывало бы вопросы воспитания, взаимодействия учителей с родителями учеников и самими учениками, вопросы самоподготовки желающих учиться учеников, помощи отстающим и т.п.

5. РАЗРАБОТКА ШКОЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ (ШИС) НА ОСНОВЕ IT-ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ МОУ СОШ № 97

Поставленные в предыдущем разделе задачи могут быть решены путем организации широчайшего (относительно родителей, учеников и педагогов) регулируемого доступа к информационным ресурсам, т.е. путем создания соответствующего WEB-приложения, которое может быть признано как школьная информационная система (ШИС).

5.1Требования к разрабатываемому WEB-приложению

Функциональные требования к информационной системе, которые описываются, в том числе, и с помощью моделей процессов и структур данных, являются только частью общих требований, которые содержаться в техническом задании. Раздел требований технического задания к информационной системе содержит следующие подразделы:

· требования к функциональным характеристикам;

· требования к надежности;

· настраиваемость;

· условия эксплуатации;

· требования к составу и параметрам технических средств;

· требования к информационной и программной совместимости;

· требования к документации.

Требования к функциональным характеристикам. В этом разделе должны быть указаны требования к составу выполняемых функций, организации входных и выходных данных. При выборе между объектными и структурными методами следует использовать принцип концептуальной общности, который предполагает следование единой философии на всех этапах жизненного цикла. Если предполагается использовать структурное программирование, то и на этапе анализа следует использовать структурный подход, а в случае использования объектно-ориентированных языков разработки - объектный анализ и объектное проектирование. При необходимости структурный и объектный подходы могут использоваться одновременно.

Требования к надежности. В разделе должны быть определены требования к обеспечению надежного функционирования: контроль входной и выходной информации, время и механизмы восстановления после программных и аппаратных отказов. В этом разделе описывается организация системы безопасности, включая подсистемы контроля доступа, шифрования и т. п.

Настраиваемость. Определяются требования к адаптационным возможностям ПО, то есть указывается, какие изменения в методах управления и бизнес процессах должны быть предусмотрены.

Условия эксплуатации. В этом разделе описывается необходимое обслуживание, которое требуется для работы системы, например, создание резервных копий, реиндексерование баз и т. п., а так же требования к квалификации персонала (пользователей и обслуживающего персонала).

Требования к составу и параметрам технических средств. Указывается необходимый состав технических средств с указанием их основных технических характеристик. Могут указываться требования к помещениям, в которых будет находиться оборудование. В этом разделе указываются требования к переносимости системы.

Требования к информационной и программной совместимости. Требования к информационным структурам на входе и выходе, методам решения, исходным кодам, языкам программирования и программным средствам, используемым программой.

Требования к программной документации. В этом разделе указывается предварительный состав программной документации, и при необходимости, специальные требования к ней.

Динамика изменения требований зависит от выбранной модели жизненного цикла системы, в каскадной модели требования определяются один раз в начале проекта, а в итерационной - уточняются в ходе выполнения проекта. Во втором случае должна быть предусмотрена процедура управления требованиями. Одним из возможных подходов является представление совокупности требований в виде набора атомарных требований - утверждений, между которыми выявляются отношения зависимости.

Модули, обеспечивающие функциональность сайта:

- Регистрация - возможность получить права доступа к определенным разделам, подписаться на рассылку новостей;

- Страницы администрирования сайта - администрирование модулей;

- Подключение базы данных - хранение массивов данных в специализированной серверной базе данных, широкие возможности по их обработке и дальнейшему представлению пользователю.

Структура сайта. В соответствии с тематикой сайта и разделами, которые необходимо реализовать на сайте, выберем иерархическую структуру сайта. Главная страница сайта является контейнером, в котором отображаются другие страницы.

Навигация по сайту должна осуществляться на главной страницы посредством использования для этих целей вертикального меню.

Структура WEB-приложения (сайта) показана на рисунке 7.

Основные разделы сайта. Основными разделами сайта должны быть: главная страница, регистрация, МОУ «Школа 97» (информация о школе) - новости, форум, фотогалерея, журнал, электронные ресурсы знаний, электронная библиотека и видеотека, досуг.

Описание разделов сайта. На главной странице в заголовочной части должен располагаться логотип школы. Под ним необходимо расположить форму для регистрации на сайте. Также на главной странице должны быть представлены все разделы WEB-приложения (меню) и блок отражения страниц.

Блок регистрации разделяет пользователей на зарегистрированных и не зарегистрированных, предоставляя им разные права доступа к страницам сайта. Зарегистрированные пользователи должны иметь право доступа на все без исключения страницы, кроме страницы «Журнал», где необходимо иметь дополнительные права доступа (ДПД) в ряд модулей.

Страница «МОУ «Школа 97»» (рис.9) предназначена как для имиджевого представления школы (новости, фотогалерея), так и для организации обратной связи между педагогическим коллективом школы и учениками и их родителями, с другой стороны.

Страница «Журнал» (рис.10) должна состоять из следующих компонентов:

- список предметов - здесь реализована возможность редактирования списка предметов, преподаваемых в школе. Каждый предмет имеет наименование и краткое описание;

- классы - список классов учащихся. Здесь ведется список классов школы, с их обозначениями и краткими комментариями;

- список учеников класса - после выбора редактируемого класса пользователь (учитель) может перейти в режим списка учеников класса и осуществлять добавление, редактирование и удаление учеников класса.