Автоматизированные системы управления учебным процессом в вузе

    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 дисцип-линам 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, опти-мального использования его педагогического и научного опыта и знаний, а также соблюдения академии-ческой 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 ис- 
пользованием 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 исполь-зования уникального индивидуального педагогического и методического опыта преподавателей, в обезличенном расписании расставляют наимено-вания дисциплин и виды занятий с учетом пожеланий преподавателей. Для формирования расписания разработаны алгоритмы и программное обеспе-чение, 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, оптимиза- 
ции 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, декана- 
тов и учебной части, занятых в планировании учебного процесса, уменьшить число условных операций в технологии планирования, повысить качество планирования учебного процесса при одновременном снижении трудо-емкости 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-професси-ональной 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 - ΔКоп

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

                         Список литературы по главе 2 

    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 Оренбург-ского 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.