Компьютерная система поддержки разработки учебного плана специальности

Введение

Современные изменения в системе высшего образования Украины, связанные с внедрением идей европейской интеграции образовательных систем различных стран, с изменениями в стратегии и структуре образовательной отрасли в целом, способствуют необходимости оперативного изменения организации учебного процесса в вузах.

Тенденции к изменению системы высшего образования набирают ход и приводят к корректировке содержания обучения в высших учебных заведениях, и, соответственно, к изменению учебных планов различных специальностей. Действительно, 90-е годы были отмечены в Украине переходом высших учебных заведений на ступенчатую систему подготовки студентов и связанную с этим необходимость разработки новых образовательных стандартов - образовательно-квалификационных характеристик (ОКХ) и образовательно-профессиональных программ (ОПП) бакалавров, специалистов и магистров. Переход на ступенчатую систему образования, разработка ОКХ и ОПП выдвинули обязательные требования к изменению, а, в некоторых случаях, и к созданию учебных планов специальностей. Нынешние 2000-е годы характеризуются стремлением Украины к подписанию Болонской декларации о создании единого европейского пространства образования с обязательным переходом на кредитно-модульную систему образования. Введение кредитно-модульной системы влечет за собой изменение структуры, организации учебного процесса и, несомненно, изменение учебных планов специальностей. Следовательно, учебные планы специальностей должны быть мобильны, легко и оперативно изменяемы.

С другой стороны, проблема повышения качества подготовки специалистов в ВУЗах обуславливает необходимость постоянного совершенствования организации учебного процесса и, в первую очередь, повышения качества решения основных задач, регламентирующих подготовку специалистов: составление учебных планов по специальностям, формирование расписания занятий.

Таким образом, проблема оперативного изменения учебных планов непосредственно вытекает как из современных тенденций в системе образования, так и из проблемы повышения качества обучения, являющейся основной проблемой образования, не зависящей ни от каких современных тенденций.

Разработка учебных планов специальностей является составной частью организации учебного процесса в вузе. Проблемам организации учебного процесса в высшей школе посвящены труды таких ученых, как А.М. Алексюк, В.П. Андрущенко, С.И. Архангельский, Ю.К. Бабанский, А.П. Верхола, А.В. Глузман, И.А. Зязюн, В.А. Козаков, Б.И. Мокин и другие. Однако основные исследования в этой области посвящены вопросам организации эффективной учебно-познавательной деятельности студентов, а проблема оперативной разработки учебных планов является практически не разработанной. При этом стоит отметить, что составление учебного плана представляет собой кропотливую, сложную, однако интеллектуальную и творческую работу, когда преподаватели-разработчики должны не только составить план, удовлетворяющий всем числовым и организационным требованиям, но и разработать такую логическую структуру плана, которая бы способствовала эффективному обучению студентов данной специальности.

Разработка учебного плана специальности представляет собой распределение дисциплин образовательного стандарта ОПП специальности по всем семестрам обучения, с указанием количества учебных часов, отводимых на дисциплину в том или ином семестре. В одном семестре допускается чтение нескольких дисциплин, с учетом ограничения: общее количество учебных часов дисциплин, закрепленных за этим семестром, должно соответствовать регламентной длительности семестра. Отдельная дисциплина может читаться в течение нескольких семестров. Если дисциплина распределена на несколько семестров, то суммарное количество учебных часов по всем семестрам не должно быть равно числу, указанному для данной дисциплины в ОПП. Для некоторых дисциплин, входящих в ОПП определяется обязательная очередность изложения в учебном процессе. Как видно, разработка учебного плана требует от преподавателей разработчиков значительного времени, усердия, строго соответствия требованиям, предъявляемым к учебным планам Министерством образования и науки Украины.

К сожалению, на сегодняшний день разработка учебных планов происходит с минимальным использованием компьютерных средств и современного программного обеспечения, однако с максимальными временными и интеллектуальными затратами преподавателей-разработчиков. А время, потраченное на разработку учебных планов, которое к тому же может быть сэкономлено за счет использования современных информационных технологий и программных средств, преподаватель мог бы потрать на разработку новых совершенных учебных курсов, усовершенствование методики преподавания, исследовательскую и научную работу.

Современный этап системы образования характеризуются наличием тенденций к изменениям этой системы, которые влекут за собой изменение организации учебного процесса, в том числе, и учебных планов специальностей. Современный же уровень программного обеспечения в области автоматизации организации учебного процесса характеризуется отсутствие доступных и понятных рядовому преподаватели компьютерных систем, обеспечивающих автоматизацию процесса разработки учебных планов специальностей.

Таким образом, сформировалось противоречие между необходимостью оперативных изменений учебных планов специальностей, связанных с современными тенденциями изменения в системе образования, и отсутствием компьютерных систем поддержки составления учебных планов, доступных и понятных преподавателям.

Следовательно, выбор темы дипломной работы обусловлен необходимостью разработки компьютерной системы поддержки составления учебного плана специальности, удовлетворяющей требованиям простоты при использовании, недорогой цены, легкого распространения и позволяющей любому преподавателю-разработчику создать учебный план, максимально удовлетворяющий требованиям Министерства образования и науки, за минимальное время.

Данная тема входит в одно из направлений научно-исследовательской работы кафедры Информатики и компьютерных технологий, связанное с компьютеризацией деятельности кафедры и деканата (госбюджетная научно-исследовательская работа №9-2 за 2001 г. по теме «Компьютеризация деятельности кафедры и деканата»).

Целью дипломной работы является разработка компьютерной системы поддержки составления учебного плана специальности на примере специальности 7.010104 (36) «Профессиональное обучение. Компьютерные технологии в управлении и обучении».

Объектом исследования является учебный процесс по специальности 7.010104 (36) «Профессиональное обучение. Компьютерные технологии в управлении и обучении». Предметом исследования является распределение дисциплин, образующих учебный процесс по специальности 7.010104 (36) «Профессиональное обучение. Компьютерные технологии в управлении и обучении», в соответствии с требованиями.

В ходе дипломной работы получены следующие методические и инструментальные результаты:

. Обобщен и упорядочен перечень требований, предъявляемых к учебным планам инженерно-педагогических специальностей.

. Разработана и внедрена в деятельность кафедры Информатики и компьютерных технологий компьютерная система поддержки составления учебного плана.

. Поставлена лабораторная работа по дисциплине «Компьютерные технологии в учебном процессе» для специальности 6.010104 (36) «Профессиональное обучение. Компьютерные технологии в управлении и обучении» на тему «Разработка учебного плана с помощью табличного процессора MS Excel». Разработаны и изданы методические указания к выполнению лабораторной работы.

Новизна полученных результатов состоит в следующем:

·        конкретизирован перечень требований, предъявляемых к учебным планам специальностей; конкретизация состоит в разделении требований на формальные и фактические, а также в приведении их в порядке первоочередности в соблюдении; форма новизны - новая структура признака (перечня требований): было a + b + c, где a, b, c - некоторые разрозненные требования, стало A + B, где А - формальные, а В-фактические требования к учебным планам;

·        усовершенствован процесс составления учебных планов специальностей; усовершенствование состоит в добавлении к ручному и интеллектуальному труду преподавателя по разработке учебного плана возможности использования компьютерной системы поддержки составления учебного плана, автоматизирующей всю вычислительную и оформительскую работу; форма новизны - введение нового признака (компьютерной системы поддержки составления учебного плана): было А, где А - труд преподавателя, стало A + B, где В-компьютерная система поддержки составления учебного плана;

·        усовершенствован процесс обучения по дисциплине «Компьютерные технологии в учебном процессе»; усовершенствование состоит в конкретизации имеющегося ранее задания на выполнение лабораторной работы по составлению учебного плана и разработке соответствующих методических указаний; форма новизны - новая форма признака (проведения учебного процесса): было a + b, где a - устная формулировка целей и задач лабораторной работы, b - краткое письменное задание для выполнения лабораторной работы, стало a + B, где В-методические указания к выполнению лабораторной работы.

Достоверность полученных результатов дипломной работы обеспечивается положительными результатами внедрения разработанной компьютерной системы поддержки составления учебного плана в работу преподавателей кафедры Информатики и компьютерных технологий и результатами внедрения разработанных методических указаний в учебный процесс по дисциплине «Компьютерные технологии в учебном процессе» для специальности 6.010104 (36) «Профессиональное обучение. Компьютерные технологии в управлении и обучении».

Дипломная работа состоит из введения, 4 разделов, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 117 страницах и включает 48 рисунков, 24 таблицы, 3 приложения. Список литературы содержит 31 наименование.

 

1.       Компьютерная система поддержки составления учебного плана специальности: анализ исследованности проблемы, особенности программной реализации

 

.1 Анализ состояния проблемы

 

Место и роль учебного плана в учебном процессе вуза

Разработка исходных документов учебного процесса по новым специальностям, для которых нет образовательно-квалификационных характеристик и других нормативных документов, происходит в следующей последовательности [1]:

·        анализ условий и особенностей трудовой деятельности будущих специалистов данной квалификации в той или иной отрасли народного хозяйства;

§  выбор и группировка функций деятельности;

§  анализ производственных и трудовых процессов;

§  определение перечня типовых задач деятельности;

§  определение средств деятельности;

·        формирование квалификационных требований:

§  разработка образовательно-квалификационной характеристики (ОКХ);

§  разработка образовательно-профессиональной программы (ОПП);

·        формирование требований к проведению учебного процесса:

§  разработка учебного плана (УП) специальности;

§  разработка рабочих учебных программ дисциплин, входящих в учебный план;

·        разработка учебно-методического обеспечения:

§  разработка учебных пособий, курсов и конспектов лекций;

§  разработка методических указаний к проведению лабораторных и практических занятий;

§  разработка методических указаний к проведению самостоятельной работы и к курсовому проектированию;

§  разработка средств контроля качества обучения.

Как видно из приведенной последовательности, разработка учебного плана является одним из ключевых моментов становления новой специальности. От корректности составления учебного плана зависит дальнейший учебный процесс по новой специальности: и организация проведения отдельных учебных дисциплин, и логическая связь между излагаемыми дисциплинами.

Учебные планы специальностей, как часть организационной составляющей учебного процесса, входят в модель процесса обучения. Так, например, в работе [2] указывается, что обучение представляет собой специально организованную деятельность по овладению социальным опытом человечества. Специальная организация обучения подразумевает под собой не только организацию отдельных занятий, но и организацию обучения некоторого специалиста в целом, включая перечень и последовательность учебных дисциплин, определенных учебным планом специальности.

Если рассмотреть учебный процесс на уровне взаимодействия преподавателя и студента, то и в этом случае достаточно четко просматривается место и значение учебного плана. Действительно, обучения является особым видом групповой деятельности, объединяющей учебную деятельность студентов и обучающую деятельность преподавателя [3] и может быть представлено в виде определенной модели обучения (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Модель обучения по П.И. Пидкасистому

Как видно из рисунка, одной из основных компонент обучения, определяющих взаимодействие преподавателя и студента, являются организационные формы обучения. Организационные формы обучения подразумевают под собой формы проведения занятий, а именно, лекции, практические занятия, лабораторные работы, семинары, практики и т.д. Рекомендуемый перечень таких организационных форм, а также временные требования к ним устанавливаются в учебном плане каждой специальности. Следовательно, учебный план специальности определенным образом влияет и на сам процесс обучения, и на методику обучения студентов той или иной специальности.

Проведенный анализ позволяет сделать следующие выводы, определяющие место и роль учебных планов специальностей в учебном процессе вуза:

·        разработка учебного плана является одним из основных этапов разработки документации любой специальности и организации учебного процесса по специальности;

·        содержимое учебного плана непосредственно влияет на процесс взаимодействия между преподавателями и студентами и определяет методику обучения студентов специальности.

Следует также отметить основополагающую роль учебного плана при распределении учебных поручений между кафедрами и преподавателями, которое производится в соответствии с перечнем дисциплин и часовыми ограничениями на них, указанными в учебном плане, а также при составлении расписания занятий преподавателей вуза, которое также непосредственно базируется на содержании учебных планов специальностей.

Анализ исследованности проблемы разработки компьютерных систем поддержки составления учебных планов

Как следует из предыдущего пункта, учебный план специальности является одним из основных компонентов учебного процесса вуза. При этом разработка учебного плана представляет собой довольно кропотливую и трудоемкую работу, включающую в себя следующие этапы [4, 5, 6]:

·        анализ общих требований Министерства образования и науки, выдвигаемых к учебным планам специальностей, формализация требований и их конкретизация с позиций учебного процесса вуза;

·        разработка составляющих учебного плана, отражающих общую характеристику учебного процесса по данной специальности, на основе проанализированных общих требований;

·        анализ ОПП специальности и определение перечня дисциплин, входящих в учебный план, и часовых ограничений к ним;

·        составление плана учебного процесса:

§  распределение дисциплин по всем семестрам обучения с указанием количества учебных часов, отводимых на дисциплину в том или ином семестре;

§  учет часовых и содержательных ограничений;

·        формирование выходных форм учебного плана.

Некоторые из перечисленных этапов требуют интеллектуального труда преподавателей и / или методистов, ответственных за разработку учебного плана, в то время как другие этапы предусматривают только выполнение рутинной вычислительной и оформительской работы. Следует также отметить, что до составления окончательного варианта учебного плана много раз изменяет распределение дисциплин по семестрам. При этом учебный план - документ со строгими ограничениями. При корректном его составлении очень сложно отследить соблюдение всех ограничений. Процессы, подобные разработке учебного плана, должны иметь автоматизированное решение, предоставляющее пользователю интеллектуальную поддержку для выполнения вычислительных операций, соблюдения всех ограничений и оформительской работы.

К сожалению, современная система высшего образования не располагает достаточным количеством легко осваиваемых и доступных преподавателям-разработчикам учебных планов компьютерных автоматизированных систем, поддерживающих составление учебных планов. Действительно, имеются некоторые разработки, но каждая из них имеет определенные особенности, затрудняющие их использование преподавателями, ответственными за составление учебных планов.

Так в [7] предложена система «АРМ завуча для составления расписания», назначением которой является составление расписания для средних школ, учебно-воспитательных комплексов, лицеев, колледжей с учетом всех особенностей учебного процесса в этих учебных заведениях. Составителю расписания предоставляется возможность ввода списка классов, преподавателей, кабинетов, учебных предметов. Допускается учет различных параметров построения учебного процесса: деление классов на подгруппы, планирование сдвоенных уроков, учет методических дней преподавателей, планирование занятий по предметам в предметных кабинетах и т.д. Отдельным пунктом меню предусмотрена работа с учебным планом. При этом предлагаются различные режимы работы с учебным планом:

·        просмотр учебного плана (рис. 1.2);

Рис. 1.2.

·        просмотр нагрузки отдельного преподавателя на основе общего учебного плана (рис. 1.3);

Рис. 1.3. Режим просмотра учебного плана по преподавателям в системе «АРМ завуча для составления расписания»

·        просмотр нагрузки отдельного класса на основе общего учебного плана (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Режим просмотра учебного плана по классам в системе «АРМ завуча для составления расписания»

При заполнении учебного плана осуществляется автоматический подсчет и отображение недельной нагрузки класса, группы классов, преподавателя и группы преподавателей.

Интересным и полезным в системе «АРМ завуча для составления расписания» является возможность установки весовых коэффициентов тех или иных параметров составления расписания (рис. 1.4) и возможность анализа данных с целью выявления конфликтных и других ситуаций, препятствующих нахождению решения по составлению расписания занятий.

Рис. 1.4. Настройка параметров в системе «АРМ завуча для составления расписания»

Окончательным результатом работы системы «АРМ завуча для составления расписания» является формирование печатных форм расписания преподавателей и классов в табличном процессоре MS Excel с возможностью их дальнейшей корректировки. Система распространяется совместно с достаточно подробной инструкцией пользователя.

Несмотря на значительные возможности системы «АРМ завуча для составления расписания», ее удобный пользовательский интерфейс, наличие элементов анализа данных, она не имеет достаточных предпосылок для использования в учебном процессе вуза при составлении учебных планов. С этих позиций можно выделить следующие недостатки этой системы:

·        разработка учебного плана ориентирована на учебный процесс средних школ, лицеев, колледжей и т.п.;

·        ввод учебного плана является одной из составляющих системы и не может быть выделен как отдельный компонент, допускающий оперативное изменение;

·        отсутствует система проверки ограничений на возможно допустимое число часов при автоматическом вычислении итоговых значений при вводе учебного плана.

В работе [5] описываются принципы построения информационной системы «Учебный план». Отмечается, что в соответствии с описанием предметной области, постановкой задачи составления учебного плана является распределение частично упорядоченных учебных дисциплин, указанных в стандарте специальности, по всем семестрам обучения с учетом существующих ограничений и удовлетворяющее некоторым критериям качества. Приводится формальное описание задачи составления учебного плана на основе математической теории множеств и отношений. Выбор математического аппарата обусловлен тем, что он наибольшим образом соответствует математическому аппарату реляционной модели данных. Отмечается, что такой подход позволяет осуществить переход от формальной постановки задачи к реляционной модели, допускающей дальнейшую реализацию поставленной задачи на основе механизмов реляционных баз данных.

Предлагаемый в [5] алгоритм решения задачи составления УП по специальности основан на принципе последовательного формирования семестров УП. Для каждого семестра определяется множество допустимых вариантов на текущем этапе - совокупность частичных решений. Из этого числа отсекаются все наихудшие варианты, и выбирается один, в большей степени удовлетворяющий определенному набору критериев качества, данный вариант фиксируется и на его основе осуществляется формирование последующих семестров по тому же принципу. Полученный учебный план, состоящий из набора наиболее качественных вариантов семестров, можно считать близким к наилучшему решению поставленной задачи. Для анализа качества составленного учебного плана используется метод «меры совместимости» множеств частичных решений учебных планов для нескольких специальностей.

Осуществлена программная реализация решения задачи составления УП по специальности, решающая следующие задачи:

·        формирование графика учебного процесса;

·        формирование расписания занятий и экзаменов по группам;

·        формирования расписания занятий и экзаменов по преподавателям;

·        отображения графика учебного процесса, соответствующего различным аттестациям;

·        отображение справочной информации;

·        формирование списков дисциплин, читаемых кафедрами ВУЗа в учебном году.

Следует отметить, что в работе [5] не приводится ни описание интерфейса разработанной автором компьютерной системы, ни программная основа данной разработки. По результатам анализа информационной системы «Учебный план» следует отметить как достоинства этой системы в научном плане, так и недостатки с позиции использования преподавателями-разработчиками при составлении учебных планов отдельных специальностей.

Достоинства:

·        задача составления учебного плана рассматривается как математическая задача, заключающаяся в оптимальном распределении учебных дисциплин по всем семестрам обучения;

·        решение задачи составления учебного плана рассматривается на основе математической теории множеств и отношений, что позволяет строго отслеживать все ограничения и оценивать разработанный учебный план по заданным критериям качества;

·        информационная система позволяет охватить не только составление учебных планов специальностей, но автоматизацию учебного процесса вуза в целом, включая составление расписания занятий различного уровня.

К недостаткам использования можно отнести следующее:

·        разработка учебного плана не выделена в отдельную составляющую системы;

·        отсутствует инструкция пользователя по составлению учебного плана с помощью этой системы;

·        не указываются необходимые программные требования для установки и эксплуатации данной системы.

Институтом Общего Образования Минобразования РФ разработана система автоматизации учебного процесса ВУЗа «Учебный отдел» [8], охватывающая следующие подразделения и направления деятельности вуза:

·        Приемная комиссия.

·        Студенты.

·        Сотрудники.

·        Учебные планы и нагрузка.

·        Расписание.

·        Кафедры.

·        Бухгалтерия.

·        Справочники.

·        Администрирование.

·        Библиотека.

·        Архив.

Автоматизированная система «Учебный отдел» обеспечивает решение следующих задач:

·        централизованное накопление, хранение, обработку и анализ данных, необходимых для успешного функционирования вуза;

·        формирование в автоматическом или полуавтоматическом режимах первичных документов, оперативных и аналитических отчетов;

·        своевременное предоставление абитуриентам, студентам и преподавателям полной и непротиворечивой информации по учебному процессу;

·        использование передовых образовательных технологии, современных аппаратных и программных средств;

·        сбалансированное распределение информационных потоков;

·        предоставление студентам возможности получения учебных материалов в электронном виде;

·        эффективное управление персоналом;

·        ведение электронного архива документов.

Разработчики системы справедливо отмечают, что на сегодняшний день большинство из перечисленных выше задач, в том числе и задача составления учебных планов, решаются вручную, либо с минимальным использованием средств электронно-вычислительной техники и современного программного обеспечения. В этой связи система «Учебный отдел» является актуальным и своевременным решением данных задач. Основной целью разработки системы является автоматизация деятельности сотрудников по получению, накоплению, обработке, хранению и анализу данных, необходимых для успешного функционирования вуза.

В состав системы «Учебный отдел» входит модуль «Учебные планы и нагрузка» (рис. 1.5), обеспечивающий выполнение следующих функций:

·        автоматизация основных операций по расчету нагрузки академических групп и преподавателей вуза;

·        ввод и хранение основной информации об учебных планах по всем специальностям и формам обучения, преподавателях, читаемых ими в вузе дисциплинах, количестве часов, выделенных под каждую из дисциплин;

·        дифференциация по форме обучения, специальности, учебной группе, курсу;

·        формирование и хранение в электронном виде общих и посеместровых учебных планов для специальностей, групп и преподавателей, посеместровой нагрузки для каждого преподавателя и расписания по каждой учебной группе.

Рис. 1.5. Модуль «Учебные планы и нагрузка» системы «Учебный отдел»

Как видно из описания, данный модуль позволяет вводить и хранить учебные планы специальностей, но не обеспечивает интеллектуальную автоматизированную поддержку при их разработке. Таким образом, по результатам анализа данной системы можно сделать вывод о том, что, несмотря на значительные возможности рассматриваемой системы, количество выполняемых ее функций, дружественный и доступный интерфейс, данная система имеет некоторые недостатки при использовании ее для разработки учебных планов, а именно:

·        не имеет средств интеллектуальной поддержки составления учебных планов;

·        не учитывает требования к составлению учебных планов;

·        не обеспечивает создание выходных форм учебного плана.

Аналогичная системе «Учебный отдел» по функциональным возможностям автоматизированная система «Компьютерное управление ВУЗом» действует на сегодняшний день в Украинской инженерно-педагогической академии [9]. Система «Компьютерное управление ВУЗом» обеспечивает выполнение следующих функций:

·        ввод и хранение учебных планов специальностей;

·        составление на базе учебных планов ведомостей учебных нагрузок каждой кафедры и отдельного преподавателя;

·        формирование на базе учебных планов расписания каждого преподавателя и студенческой группы.

Как и при анализе предыдущих компьютерных систем, следует отметить следующие недостатки данной системы при разработке учебных планов специальностей:

·        отсутствие модуля разработки учебных планов, а наличие только модуля ввода и хранения учебных планов;

·        невозможность проверки ограничений и требований к учебным планам;

·        дорогая стоимость данной системы позволяет установить ее только в учебном отделе и делает ее недоступной для работы рядовому преподавателю;

·        формирование выходных форм в текстовом процессоре MS Word не позволяет оперативно вносить изменения в итоговые документы;

·        сложность системы определяет значительное количество неполадок в ее функционировании, которые необходимо довольно часто устранять.

Проведенный анализ близких к тематике дипломной работы разработок позволил сформировать следующую сравнительную таблицу характеристик компьютерных автоматизированных систем, включающих в себя модули составления и хранения учебных планов специальностей (табл. 1.1).

Таблица 1.1. Сравнительная таблица характеристик автоматизированных систем учебного процесса вуза

Компьютерная система	Характеристики системы
	1	2	3	4	5	6	7	8
«АРМ завуча для составления расписания»	-	-	+	-	+	BDE (Borland Database Engine)	MS Excel	+
Информационная система «Учебный план»	+	-	+	+	-	Система программирования баз данных	СУБД	-
Система автоматизации учебного процесса вуза «Учебный отдел»	+	-	+	-	+		-	-
Автоматизированная система «Компьютерное управление ВУЗом»	+	-	+	-	-	Delphi, BDE	MS Word	-

где:

- возможность использования в вузе;

- доступность преподавателям-разработчикам учебных планов;

- автоматизация вычислений итоговых значений;

- автоматический учет ограничений;

- простота использования и легкость осваивания;

- программные средства, с помощью которых реализована и функционирует система;

- программное средство, в котором формируются выходные формы учебного плана;

- наличие инструкции пользователя по работе с системой.

Как видно из приведенной таблицы, рассмотренные компьютерные системы имеют ряд недостатков, затрудняющих их использование в целях разработки учебных планов различных специальностей, удовлетворяющих часовым и содержательным ограничениям. При этом основные недостатки таких систем касаются возможности их использования рядовыми преподавателями, сложности освоения и отсутствием инструкций пользователя, облегчающих работу с рассматриваемыми программными средствами.

 

.2 Постановка задачи

 

Содержательная постановка задачи

Учебные планы являются одним из основных элементов планирования и организации учебного процесса в вузе. Разработка учебных планов существенным образом влияет на становление новых специальностей. Планирование нагрузки преподавателей и составление расписания любого уровня в вузе также осуществляется на базе учебных планов. В то же время, разработка и оформление учебного плана представляет собой длительный и кропотливый труд преподавателей, ответственных за этот участок работы. При этом значительная часть работ по составлению учебного плана подлежит автоматизации: это и оформление учебного плана с формированием выходных форм, и вычисление итоговых значений, и учет временных и содержательных ограничений, накладываемых на учебный план. Автоматизация большей части работ по составлению учебного плана способствует минимизации трудовых затрат преподавателя-разработчика. Однако по результатам проведенного анализа имеющихся систем автоматизации учебного процесса в вузе можно сделать вывод, что современная система образования не располагает достаточным количеством доступных, легко осваиваемых, недорогих компьютерных систем, обеспечивающих поддержку составления учебных планов.

На основе проведенного анализа места и роли учебного плана в учебном процессе вуза, имеющихся разработок по автоматизации учебного процесса в вузе, общая задача, решаемая при выполнении дипломной работы, формулируется следующим образом: на основе анализа существующих разработок по автоматизации учебного процесса в вузе, с учетом требований к оформлению и содержанию учебных планов, выдвигаемых Министерством образования и науки Украины, необходимо разработать компьютерную систему поддержки составления учебных планов, позволяющую разработчикам учебных планов за минимальное время и с минимальными трудовыми затратами разрабатывать и оформлять учебные планы специальностей с учетом всех выдвигаемых требований. При этом разрабатываемая компьютерная система должна удовлетворять требованиям легкости освоения, недорогой цены и доступности в использовании преподавателям и / или методистам, которым поручено составлять учебные планы.

Для решения поставленной общей задачи необходимо решить следующие частные задачи:

. Проанализировать существующие разработки по автоматизации учебного процесса вуза и по составлению учебных планов специальностей.

. Определить компьютерные средства, обеспечивающие разработку компьютерной системы поддержки составления учебных планов (КСПСУП).

3. Выделить и систематизировать требования, выдвигаемые к составлению учебных планов.

4. Разработать компьютерные варианты выходных форм учебного плана.

. Разработать подсистему КСПСУП, осуществляющую вычисление итоговых значений во всех формах учебного плана.

. Разработать подсистему КСПСУП, осуществляющую интеллектуальную поддержку учета ограничений, накладываемых на учебный план.

. Разработать механизм формирования печатных форм учебного плана.

. Поставить лабораторную работу по разработке компьютерной системы поддержки составления учебных планов для студентов специальности «Профессиональное обучение. Компьютерные технологии в управлении и обучении» и разработать методические указания к выполнению поставленной лабораторной работы.

Логическая схема решения общей задачи дипломной работы изображена на рис. 1.6.

Рис. 1.6. Логическая схема решения задач дипломной работы

 

Выбор методов решения задачи

В случае решения поставленной выше задачи дипломной работы, направленной на разработку компьютерной системы поддержки составления учебного плана, методами решения являются программные средства, обеспечивающие разработку качественного программного продукта и оформление выходных печатных форм.

В таблице 1.1 приведен перечень программных средств, используемых авторами существующих разработок для реализации систем автоматизации учебного процесса вуза и для формирования выходных форм. Как видно из таблицы, основными программными средствами, обеспечивающими разработку рассматриваемых систем, являются среды программирования, ориентированные на работу с базами данных. Однако, как показывает опыт программирования, разработка компьютерных программ управления базами данных является довольно сложной задачей, а распространение таких программ и их установка на различных компьютерах требуют дополнительного труда разработчика и не осуществимы без этапа сопровождения такого программного продукта. Исходя из приведенных соображений, в качестве базового программного продукта, обеспечивающего качественную, но нетрудоемкую разработку компьютерной системы поддержки составления учебного плана, следует выбрать программу, обеспечивающую решение всех выше сформулированных частных задач, но отличающуюся простотой использования и распространения. Таким программным продуктом может являться, например, табличный процессор MS Excel. К достоинствам MS Excel при использовании его для разработки КСПСУП можно отнести следующее:

·        отсутствие необходимости дополнительной настройки компьютерных систем, разработанных на базе MS Excel, при их переносе на различные компьютеры;

·        возможность автоматизации вычислительных процессов;

·        наличие средств контроля различных ограничений путем использования механизма условного форматирования;

·        поддержка языка программирования Visual Basic for Application, позволяющего реализовывать различные сервисные функции и формирование выходных печатных форм;

·        наличие мощного редактора, обеспечивающего качественное оформление выходных форм.

Как видно из таблицы 1.1, основными программными продуктами, используемыми разработчиками систем автоматизации учебного процесса вуза для формирования выходных форм, являются текстовый процессор MS Word и табличный процессор MS Excel. Несмотря на мощность текстового процессора MS Word и его значительные возможности по оформлению различных документов к его недостаткам для использования его при формировании выходных форм учебного плана следует отнести усложненные механизмы автоматизации вычисления итоговых значений и их оперативного изменения, а также ограниченные средства масштабирования при печати выходных документов. Следовательно, для формирования выходных форм следует использовать табличный процессор MS Excel, лишенный вышеуказанных недостатков и позволяющий реализовать качественное оформление выходных печатных форм учебного плана.

Таким образом, подводя итог выше сказанному, в целях проводимого исследования в качестве методов решения поставленных задач дипломной работы следует использоваться такие:

·        для разработки компьютерной системы поддержки составления учебного плана, автоматического вычисления итоговых значений, учета ограничений - мастер функций, механизмы подстановки, условного форматирования, фильтрации и т.п. табличного процессора MS Excel, а также язык программирования Visual Basic for Application для MS Excel;

·        для формирования выходных печатных форм учебного плана - оформительские возможности и мастер функций табличного процессора MS Excel.

.3 Содержательное описание структурных и функциональных особенностей учебного плана

 

Структура учебного плана

Учебный план традиционно состоит из следующих смысловых разделов (листов):

·        Титульный лист.

·        I. График учебного процесса.

·        II. Сводный бюджет времени (в неделях).

·        III. План учебного процесса.

·        Сводная таблица объемов учебных занятий.

·        IV. Виды практик.

·        V. Государственная аттестация.

Титульный лист (рис. 1.7) содержит общую информацию:

·        название учебного документа;

·        раздел утверждения документа руководством учебного заведения;

·        специальность и профиль обучения;

·        образовательно-квалификационный уровень, присваиваемый обучаемым;

·        срок обучения;

·        квалификацию, получаемую обучаемыми.

Рис. 1.7. Внешний вид титульного листа учебного плана

График учебного процесса (рис. 1.8) представляется в виде таблицы, в заголовках строк которой указаны курсы обучения, а в заголовках столбцов которой указаны недели учебного года.

В ячейках таблицы с помощью специальных обозначений, расшифрованных под таблицей, указываются виды обучения, а именно:

·        пустые ячейки - теоретическое обучение;

·        С - экзаменационная сессия;

·        О - учебная практика;

·        Х - производственная практика;

·        пп - педагогическая практика;

·        П - преддипломная практика;

·        Д - дипломное проектирование;

·        А - государственная аттестация;

·        К - каникулы.

Рис. 1.8. Внешний вид листа «График учебного процесса» учебного плана

Сводные данные (рис. 1.9) представляются таблицей, в каждой строке которой указывается количество недель, отведенных на каждый вид обучения, для каждого курса.

Рис. 1.9. Внешний вид листа «Сводный бюджет времени» учебного плана

Самая обширная часть учебного плана. В плане учебного процесса (рис 1.10) указываются учебные дисциплины, изучаемые студентами данного профиля, распределенные по циклам. Для каждой учебной дисциплины указывается следующая информация:

·        семестр проведения экзамена, зачета, контрольной работы или расчетно-графического задания (РГЗ), курсового проекта (работы);

·        общее число учебных часов;

·        число часов аудиторных занятий: лекций, лабораторных работ, практических занятий;

·        число часов самостоятельной работы;

·        количество аудиторных часов в каждом семестре изучения дисциплины.

Рис. 1.10. Внешний вид листа «План учебного процесса» учебного плана

Также в этом разделе указываются итоговые показатели по циклам учебных дисциплин: количество экзаменов, зачетов, РГЗ, курсовых проектов, общие часы занятий, часы аудиторных занятий всех видов, часы самостоятельной работы, часы аудиторных занятий в каждом семестре.

Сводная таблица (рис. 1.11) содержит итоговую информацию об обучении студентов указанного на титульном листе учебного плана образовательно-квалификационного уровня. А именно:

·        общее число часов обучения;

·        общее число аудиторных занятий и аудиторных занятий каждого вида;

·        общее число часов самостоятельной работы;

·        общее количество видов контроля (экзаменов, зачетов, курсовых работ и т.д.);

·        общее число аудиторных часов и количества каждого вида контроля в каждом семестре.

Рис. 1.11. Внешний вид раздела «Сводная таблица объемов учебных занятий» учебного плана

В разделах IV-V указывается следующая информация:

·        в разделе IV (рис. 1.12) - количество недель проведения и семестры прохождения различного вида практик;

Рис. 1.12. Внешний вид раздела «Виды практик» учебного плана

·        в разделе V (рис. 1.13) - виды государственной аттестации, семестры проведения государственных экзаменов и защиты выпускных работ.

Рис. 1.13. Внешний вид раздела «Государственная аттестация» учебного плана

Функциональные особенности учебного плана

В роли функциональных особенностей учебного плана выступают ограничения, действующие при разработке учебного плана. При разработке учебных планов действуют довольно жесткие ограничения на следующие показатели:

·        продолжительность каждого учебного семестра, экзаменационных сессий, каникул, различного вида практик;

·        количество и назначение циклов учебного плана;

·        список учебных дисциплин, читаемых в каждом цикле;

·        количество очных и общих часов занятий в каждом цикле и в каждом семестре;

·        количество нормативных часов в каждом цикле;

·        число существующих контролей по каждому семестру.

Требования выдвигаются Министерством образования и науки Украины, модифицируются учебной частью вуза с учетом специфики учебного заведения (например, УИПА имеет инженерно-педагогическую направленность, отсюда и ряд требований к обязательным дисциплинам психолого-педагогического и инженерного направлений) и предоставляются выпускающей кафедре в качестве исходных данных при разработке учебного плана.

Формальные требования

Выдвигаемые к учебному плану требования могут быть разбиты на три смысловые части:

.         Общая для всех специальностей организационная часть учебного плана:

1.1.  Количество недель учебных занятий в осеннем и весеннем семестрах для каждого курса.

1.2.    Количество недель экзаменационной сессии в осеннем и весеннем семестрах для каждого курса.

.3.      Период проведения и количество недель учебной практики.

.4.      Период прохождения и количество недель педагогической практики.

.5.      Период прохождения и количество недель производственной практики.

.6.      Период прохождения и количество недель преддипломной практики.

.7.      Период проведения и количество недель государственной аттестации.

.8.      Период прохождения и количество недель дипломного проектирования.

.         Инвариантная часть, содержащая перечень и объем занятий по дисциплинам конкретной специальности:

2.1.  Перечень учебных циклов (для бакалавров - 3, специалистов - 4).

2.2.    Перечень общеобразовательных дисциплин, с установленными «жестко» объемом всех видов занятий и семестрами изучения.

.3.      Перечень общеобразовательных дисциплин, с установленным «жестко» объемом всех видов занятий, но возможностью варьирования семестров изучения.

.4.      Количество часов производственного обучения, практики и дипломного проектирования.

.5.      Перечень «специальных» дисциплин с количеством часов и сроками изучения, устанавливаемыми выпускающей кафедрой.

.6.      Дисциплина, по которой курсовая работа является выпускной по бакалаврату (8 семестр).

.         «Часовые» и количественные ограничения на построение учебного плана:

3.1.  Общий объем часов и объем аудиторных занятий в каждом цикле.

3.2.    Число аудиторных часов занятий на каждую учебную неделю и, соответственно, каждый семестр.

.3.      Число нормативных часов в каждом цикле и, соответственно, в каждой образовательной квалификации (бакалавр, специалист).

.4.      Максимально возможное количество экзаменов в каждом семестре.

.5.      Максимально возможное количество зачетов в каждом семестре.

.6.      Максимально возможное количество курсовых работ в каждом семестре.

.7.      Желательное соотношение между объемами аудиторных занятий и самостоятельной работы.

.8.      Требование желательной кратности числа часов изучения конкретной дисциплины в каждом семестре числу недель в этом семестре.

.9.      Требование кратности общего числа часов по каждой дисциплине определенному числу.

.10.    Требование совпадения общего числа часов и суммарного объема всех видов занятий для каждой дисциплины.

Фактические требования

Каждое из приведенных в предыдущем пункте требований имеет свое фактическое значение. Эти значения могут быть изменены согласно указаниям Министерства образования и науки Украины. Приведем действующие в 2004/2005 учебном году фактические требования.

.         Общая для всех специальностей организационная часть учебного плана:

1.1.  1-7 семестры - 17 недель, 8-9 семестры - 13 недель.

1.2.    1-8 семестры - 3 недели.

.3.      2, 4 семестры - 4 недели.

.4.      8, 9 семестры - 4 недели.

.5.      6 семестр - 4 недели, 8 семестр - 3 недели.

.6.      10 семестр - 3 недели.

.7.      8, 10 семестры - 1 неделя.

.8.      10 семестр - 16 недель.

.         Инвариантная часть, содержащая перечень и объем занятий по дисциплинам конкретной специальности:

2.1.  Циклы для бакалавров: «Цикл гуманітарної та соціально-економічної підготовки», «Цикл природничо-наукової підготовки», «Цикл професійної та практичної підготовки»; цикл для специалистов - «Професійної та практичної підготовки».

2.2.    Для инженерно-педагогических специальностей следующие общеобразовательных дисциплины имеют «жесткие» объем всех видов занятий и семестры изучения:

·    Історія України;

·        Філософія;

·        Основи економічних теорій;

·        Політологія;

·        Іноземна мова;

·        Фізичне виховання;

·        Вища математика;

·        Інженерна та комп’ютерна графіка;

·        Інформатика та обчислювальна техніка;

·        Фізика;

·        Введення до фаху;

·        Методика професійного навчання;

·        Професійна педагогіка;

·        Психологія;

·        Теорія і історія педагогіки;

·        Охорона праці в галузі;

·        Цивільна оборона.

2.3.  Для инженерно-педагогических специальностей следующие общеобразовательных дисциплины имеют «жесткий» объем всех видов занятий, но возможностью варьирования семестров изучения.

·    Культурологія;

·        Основи права;

·        Українська мова;

·        Етика та естетика;

·        Валеологія;

·        Безпека життєдіяльності;

·        Основи екології;

·        Технічна механіка;

·        Хімія;

·        Технічні засоби навчання;

·        Основи охорони праці;

·        Психологія праці;

·        Вікова та педагогічна психологія;

·        Взаємозамінність, стандартизація та технічні вимірювання;

·        Економіка підприємств та маркетинг;

·        Ділова українська мова;

·        Риторика;

·        Релігієзнавство;

·        Організація виробництва та менеджмент;

·        Основи конституційного права України;

·        Економічний ризик і методи його вимірювання;

·        Дипломне проектування та практики.

2.4.  Производственное обучение - 432 ч., практики - 594 ч., дипломного проектирования - 864 ч.

2.5.    «Специальные» дисциплины определяются выпускающей кафедрой и зависят от профиля подготовки.

.6.      Дисциплина, по которой курсовая работа является выпускной по бакалаврату (8 семестр), также определяется выпускающей кафедрой из списка «специальных» дисциплин.

.         «Часовые» и количественные ограничения на построение учебного плана:

3.1.  «Цикл гуманітарної та соціально-економічної підготовки»: общий объем - 1620 ч., аудиторные занятия - 892 ч.;

«Цикл природничо-наукової підготовки»: общий объем - 1998 ч., аудиторные занятия - 1062 ч.;

«Цикл професійної та практичної підготовки»: общий объем - 4347 ч., аудиторные занятия - 1784 ч.;

«Професійної та практичної підготовки»: общий объем - 1998 ч., аудиторные занятия - 386 ч.

3.2.  Число аудиторных часов занятий на каждый семестр - 476 ч.

3.3.    «Цикл гуманітарної та соціально-економічної підготовки» - 1062 ч.;

«Цикл природничо-наукової підготовки» - 1350 ч.;

«Цикл професійної та практичної підготовки» - 1566 ч.;

«Професійної та практичної підготовки» - 486 ч.

3.4.  Максимально возможное количество экзаменов в каждом семестре - 5.

3.5.    Максимально возможное количество зачетов в каждом семестре - 7.

.6.      Максимально возможное количество курсовых работ в каждом семестре - 2.

.7.      Желательное соотношение между объемами аудиторных занятий и самостоятельной работы - 3:2.

.8.      Требование желательной кратности числа часов изучения конкретной дисциплины в каждом семестре числу недель в этом семестре.

.9.      Требование кратности общего числа часов по каждой дисциплине определенному числу 27.

.10.    Требование совпадения общего числа часов и суммарного объема всех видов занятий для каждой дисциплины.

1.4 Информационное обеспечение компьютерной системы поддержки составления учебного плана

 

Описание информационного обеспечения КСПСУП

Процесс формирования выходной документации представлен схемой, изображенной на рис. 1.14.

Рис. 1.14. Схема формирования выходной документации в КСПСУП

Описание внемашинной информационной базы

Сведения о входных документах КСПСУП представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2. Входные документы КСПСУП

№	Код документа	Наименование документа	Входные данные	Заполняемый раздел	Периодичность ввода
1	ВХ1	Образовательно-профессиональная программа бакалавра	Перечень дисциплин бакалавра, количество кредитов каждой дисциплины	«План учебного процесса», «Сводная таблица объемов учебных занятий»	По мере обновления ОПП
2	ВХ2	Образовательно-профессиональная программа специалиста	Перечень дисциплин специалиста, количество кредитов каждой дисциплины	«План учебного процесса», «Сводная таблица объемов учебных занятий»	По мере обновления ОПП
3	ВХ3	Нормативные документы Министерства образования и науки Украины	Часовые и содержательные требования к учебным планам	Все разделы учебного плана	По мере обновления требований
4	ВХ4	Решения научных и методических советов вуза	Часовые и содержательные требования к учебным планам	Все разделы учебного плана	По мере обновления требований

Сведения о выходных документах КСПСУП представлены в таблице 1.3.

Таблица 1.3. Выходные документы КСПСУП

№	Код документа	Наименование документа	Тип документа	Периодичность выдачи
1	ВЫХ1	«График учебного процесса»	Печатная форма	По востребованию
2	ВЫХ2	«Сводный бюджет времени»	Печатная форма	По востребованию
3	ВЫХ3	«План учебного процесса»	Печатная форма	По востребованию
4	ВЫХ4	«Сводная таблица объемов учебных занятий»	Печатная форма	По востребованию
5	ВЫХ5	«Виды практик»	Печатная форма	По востребованию
6	ВЫХ6	«Государственная аттестация»	Печатная форма	По востребованию

Описание системы классификации и кодирования

Механизм кодирования используется при составлении раздела «График учебного процесса». Условные обозначения, используемые в этом разделе, приведены в табл. 1.4

Таблица 1.4. Система кодирования в КСПСУП

Код	Значение кодируемого объекта
пустые ячейки	теоретическое обучение
С	экзаменационная сессия
О	учебная практика
Х	производственная практика
пп	педагогическая практика
П	преддипломная практика
Д	дипломное проектирование
А	государственная аттестация
К	каникулы

Описание управления потоками информации

Описание управления потоками информации, выражающегося в системе документооборота между входными и выходными данными, представлено на рис. 1.15

Рис. 1.15. Система документооборота в КСПСУП

1.5 Функциональная структура компьютерной системы поддержки составления учебного плана

Компьютерная система поддержки составления учебного плана должна выполнять следующие функции:

·        предоставлять возможности составления учебного плана с автоматическим вычислением необходимых суммарных объемов изучения дисциплин по каждому циклу, каждому виду занятий, каждому семестру;

·        автоматически формировать итоговые таблицы учебного плана, содержащие информацию о сводных данных по бюджету часов (в неделях), о сводных данных по часам обучения (общий объем, по каждому виду занятий, по семестрам) (в часах), о распределении практик, дипломного проектирования, государственной аттестации;

·        осуществлять контроль ограничений, выдвигаемых требованиями к учебному плану специальности;

·        формировать печатный вариант учебного плана, соответствующего стандартному бланку учебного плана.

Критерием эффективности использования КСПСУП является возможность быстрого составления учебного плана с подсчетом всех необходимых величин и учетом всех ограничений, а также возможность оперативного внесения изменений в учебный план с обнаружением ошибок и несоответствий, которые могут возникнуть, с автоматическим исправлением некоторых типичных ошибок ввода данных.

Результаты работы КСПСУП могут быть использованы для получения электронных и бумажных вариантов учебного плана любой специальности.

В соответствии с назначением КСПСУП должна содержать три функциональные подсистемы:

) титульная и итоговые страницы учебного плана;

) перечень учебных дисциплин;

) контроль ограничений и вычислительные операции.

В подсистему «Титульная и итоговые страницы учебного плана» включаются сведения о продолжительности каждого учебного семестра, о периодах проведения и продолжительности экзаменационных сессий, каникул, различного вида практик, об общем объеме учебных занятий различных видов. Все требуемые сведения указаны в п. 1.3.2.2. В подсистему «Перечень учебных дисциплин» включаются сведения об учебных циклах, о дисциплинах, рекомендуемых для данной специальности, об объеме занятий, форме контролей и периоде изучения для каждой дисциплины. В подсистему «Контроль ограничений и вычислительные операции» включаются сведения о действующих ограничениях на общий объем занятий, объем аудиторных занятий в каждом семестре и по каждой образовательной квалификации, на объем нормативных часов по каждому циклу, на количество различного вида контролей в каждом семестре; различные требования кратности часов; производятся все необходимые вычислительные операции, а также вычислительные операции, контролирующие введенные ограничения. Эти сведения также приведены в п. 1.3.2.2.

КСПСУП должна предоставлять возможность создания учебного плана специальности с использованием сервисных функций для установленных основных разделов (см. п. 1.3.1):

·        Титульный лист: в оформленный в соответствии со стандартным бланком учебного плана титульный лист вносятся только шифр и название конкретной специальности.

·        I. График учебного процесса: в оформленную в соответствии со стандартным бланком учебного плана таблицу графика учебного процесса вносятся изменения только в содержательную часть с контролем правильности ввода различных условных обозначений составляющих учебного процесса (виды практик, экзаменационная сессия, каникулы, дипломное проектирование, государственная аттестация, количество недель теоретического обучения) (рис. 1.16).

Рис. 1.16. Формирование графика учебного процесса с контролем правильности ввода

·        II. Сводный бюджет времени (в неделях) (рис. 1.17):

§  в оформленной в соответствии со стандартным бланком учебного плана сводной таблице по бюджету часов автоматически формируются сведения о длительности каждого вида учебной деятельности (теоретическому обучению, практикам, экзаменационной сессии, каникулам, дипломному проектированию, государственной аттестации) по каждому курсу, исходя из данных листа «I. График учебного процесса»;

§  все итоговые значения (для каждого курса и для всего периода обучения) вычисляются автоматически.

Рис. 1.17. Автоматизация вычислений в разделе «Сводный бюджет времени»

·        III. План учебного процесса:

§  в оформленную в соответствии со стандартным бланком учебного плана таблицу с перечнем дисциплин вводятся данные только об изменяемых и «специальных» дисциплинах (название, объемы занятий, период изучения, форма контролей);

§  возможность автоматического добавления новых строк для ввода «специальных» дисциплин (рис. 1.18);

Рис. 1.18. Возможность автоматического добавления новых строк

§  автоматическое вычисление итоговых объемов занятий (общего объема, аудиторных занятий, лекционных, лабораторных, практических занятий, самостоятельной работы, аудиторных занятий по каждому семестру) и количества контролей (экзаменов, курсовых проектов, курсовых работ, расчетно-графических работ) для каждого цикла (рис. 1.19);

Рис. 1.19. Автоматическое вычисление итоговых объемов занятий

§  автоматическое вычисление объема нормативных часов по каждому циклу и каждой образовательной характеристике (рис. 1.20);

Рис. 1.20. Автоматическое вычисление объема нормативных часов

автоматическое вычисление общего объема занятий и объема аудиторных занятий для каждой дисциплины (рис. 1.21);

Рис. 1.21. Автоматическое вычисление объема аудиторных занятий

§  контроль исчерпания бюджетного фонда путем отображения в дополнительных колонках количества часов расхождения между запланированными общим объемом занятий, объемом аудиторных занятий и соответствующими суммарными значениями, вычисляемыми автоматически по данным колонок, определяющих указанные величины (рис. 1.22);

Рис. 1.22. Контроль исчерпания бюджетного фонда

§  возможность учета дисциплины как нормативной путем введения символа «*» в специальной колонке для этой дисциплины (рис. 1.23);

Рис. 1.23. Учет нормативных дисциплин

§  цветовое информирование о возможных ошибках:

ð лиловый фон ячеек:

Ä        отсутствие какого-либо контроля по результатам изучения дисциплины в семестре изучения (рис. 1.24);

Рис. 1.24. Информирование об отсутствии контролей по дисциплине

Ä        наличие контроля в семестре, в котором дисциплина не изучается (рис. 1.25);

Рис. 1.25. Информирование о «лишнем» контроле

Ä        несоответствие суммарного объема лекционных, лабораторных и практических занятий запланированному объему аудиторных занятий (рис. 1.26);

Рис. 1.26. Информирование о несоответствии объема аудиторных занятий запланированному числу

Ä        несоответствие суммарного объема занятий в семестрах суммарному объему лекционных, лабораторных и практических занятий (рис. 1.27);

Рис. 1.27. Информирование о несоответствии суммарного объема занятий в семестре запланированному числу

Ä        несоответствие суммарного объема аудиторных занятий и самостоятельной работы введенному общему объему изучения дисциплины (рис. 1.28);

Рис. 1.28. Информирование о несоответствии суммарного объема аудиторных занятий и самостоятельной работы по дисциплине запланированному числу

Ä        расхождение суммарного объема занятий и объема аудиторных занятий в каждом цикле с плановыми значениями (рис. 1.29);

Рис. 1.29. Информирование о несоответствии суммарного объема занятий запланированному числу

желтый фон ячеек:

Ä        несоблюдение условия кратности часов изучения дисциплины в семестре количеству недель в этом семестре (рис. 1.30);

Рис. 1.30. Несоблюдение условия кратности количеству недель в семестре

Ä        несоблюдение условия кратности общего объема часов заданному значению (на период составления КСПСУП - 27) (рис. 1.31);

Рис. 1.31. Несоблюдение условия кратности общего числа часов числу 27

ð красный фон ячеек - несоответствие суммарного объема нормативных дисциплин по циклу плановому значению (рис. 1.32);

Рис. 1.32. Несоответствие суммарного объема нормативных дисциплин по циклу плановому значению

§  цветовое информирование о типе дисциплин (рис. 1.33):

ð зеленый фон - общеобразовательная дисциплина, с установленным «жестко» объемом всех видов занятий и семестрами изучения;

ð  желтый фон - общеобразовательная дисциплина, с установленным «жестко» объемом всех видов занятий, но возможностью варьирования семестров изучения;

ð  голубой фон - «специальная» дисциплина;

ð  сиреневый фон - практики, производственное обучение и дипломное проектирование;

Рис. 1.33. Информирование о типе дисциплин

§  возможность группового просмотра дисциплин (по циклам, по типам: общеобразовательные дисциплины, с установленным «жестко» объемом всех видов занятий, общеобразовательные дисциплины, с возможностью варьирования семестров изучения, «специальные» дисциплины) (рис. 1.34);

Рис. 1.34. Просмотр дисциплин по циклам

§  автоматическое создание печатной версии учебного плана в черно-белом варианте со скрытием служебной информации (рис. 1.35).

Рис. 1.35. Автоматическое создание печатной версии

·        Сводная таблица объемов учебных занятий:

§  в оформленной в соответствии со стандартным бланком учебного плана сводной таблице объемов учебных занятий автоматически формируются по данным листа «III. План учебного процесса» сведения о суммарном объеме всех видов занятий по периоду обучения и суммарном объеме аудиторных занятий в каждом семестре (рис. 1.36);

Рис. 1.36. Автоматическое формирование данных раздела «Сводная таблица объемов учебных занятий»

§  автоматическое вычисление расхождений и цветовое информирование по следующим направлениям:

ð несоответствие общего объема занятий и объема аудиторных занятий по каждой образовательной квалификации и в целом по периоду обучения плановым значениям (рис. 1.37);

Рис. 1.37. Несоответствие итоговых значений плановым

ð несоответствие максимально возможного количества контролей по каждому семестру запланированному количеству контролей (рис. 1.38);

Рис. 1.38. Информирование о несоответствии числа контролей максимально возможному

§  автоматическое создание печатной версии сводной таблицы объемов учебных занятий в черно-белом варианте со скрытием служебной информации.

·        IV. Виды практик: в оформленной в соответствии со стандартным бланком учебного плана таблице распределения практик автоматически формируются по данным листа «I. График учебного процесса» сведения о распределении практик (количество недель и семестр проведения).

·        IV. Государственная аттестация: в оформленную в соответствии со стандартным бланком учебного плана таблицу вносятся данные о дипломном проектировании, государственной аттестации.

 

.6 Разработка алгоритмов решения функциональной задачи

Алгоритмы решения функциональной задачи для КСПСУП заключаются в определении последовательности действий, необходимых для описанного в предыдущем параграфе функционирования системы.

Как уже отмечалось ранее, для разработки КСПСУП наиболее целесообразным является использование табличного процессора MS Excel. Выбор данного приложения обозначен тем, что табличный процессор MS Excel не только предоставляет разнообразные возможности создания различного вида таблиц, являющихся основой учебного плана, но и позволяет осуществлять всевозможные вычислительные операции и реализовывать контроль налагаемых ограничений путем использования сервисных возможностей и макросов на языке Visual Basic for Application (VBA).

Рассмотрим основные алгоритмы автоматизации определенной в предыдущем параграфе функциональности КСПСУП средствами MS Excel.

Контроль правильности ввода при составлении раздела «I. График учебного процесса»

Требование контроля правильности ввода различных условных обозначений составляющих учебного процесса (видов практик, экзаменационной сессии, каникул, дипломного проектирования, государственной аттестации и т.п.) является одним из компонентов функциональной структуры КСПСУП.

Для осуществления контроля правильности ввода в MS Excel следует выполнить следующие действия:

·        создать таблицу, в которую требуется вводить данные с контролем правильности ввода;

·        создать столбец подстановок - значений, которые могут быть ведены в таблицу (в нашем случае столбец условных обозначений, приведенных в п. 1.4.3);

·        выделить содержательную часть создаваемой таблицы (в которую следует вводить значения);

·        выполнить команду Данные\Проверка;

·        в поле Тип данных выбрать Список, в появившемся поле Источник указать диапазон, в котором размещен столбец подстановок (рис. 1.39);

Рис. 1.39. Внешний вид окна Проверка вводимых значений для установки контроля правильности ввода условных обозначений составляющих учебного процесса

·       
подтвердить установку контроля значений;

·        с помощью появляющегося списка в ячейках создаваемой таблицы вводить требуемые значения.

Автоматическое формирование раздела «II. Сводный бюджет времени (в неделях)»

Раздел II содержит информацию, указанную в п. 1.3.1, и согласно требованиям к функциональной структуре КСПСУП должен заполняться автоматически.

Для автоматического формирования сводных данных необходимо использовать Мастер Функций.

Для создания автоматической таблицы, соответствующей рассматриваемому разделу, следует на отдельном листе создать заготовку таблицы, а затем наполнить ее формулами, вычисляющими суммарное количество недель на каждый вид обучения для каждого курса.

Например, для того, чтобы вычислить суммарное количество недель теоретического обучения, следует в соответствующую ячейку ввести формулу:

=СЧЁТЕСЛИ (I! B3:AN3; "»)

где СЧЕТЕСЛИ - функция, вычисляющая количество ячеек, содержащих указанные в ее условии значения, I - имя листа, содержащего раздел «I. График учебного процесса», B:AN - столбцы, содержащие данные о видах обучения, 3 - строка, содержащая данные для 1-го курса, «» - пустые ячейки, соответствующие условному обозначению теоретического обучения.

Остальные итоговые значения вычисляются аналогично. Несколько сложнее вычисляются итоговые значения количества недель по всем видам практик (рис. 1.40). Для их вычисления необходимо использовать формулу, суммирующую количества недель практик каждого вида. Например, такая формула для двух видов практик (а их, согласно, требованиям не 2, а 4) выглядит следующим образом:

=СУММ (СЧЁТЕСЛИ(I! B9:BA9; «О»); СЧЁТЕСЛИ (I! B9:BA9; «П»); СЧЁТЕСЛИ (I! B9:BA9; «пп»); СЧЁТЕСЛИ (I! B9:BA9; «Х»))

Рис. 1.40. Внешний вид окна Мастер функций для вычисления количества недель практик

Автоматизация формирования раздела «III. План учебного процесса»

Вычисление итоговых значений

Вычисление основных итоговых значений в разделе перечня учебных дисциплин в основном осуществляется с использованием обычных функции суммирования и определения количества.

Например, вычисление итоговых часовых данных (общего объема, объемов аудиторных, лекционных, лабораторных, практических занятий, самостоятельной работы, аудиторных занятий по каждому семестру) производится с помощью функции СУММ.

Для вычисления итоговых значений количества контролей следуeт использовать функцию вычисления количества. Однако при вычислении количества экзаменов и зачетов могут возникнуть некоторые проблемы. Дело в том, что по некоторым дисциплинам обучение ведется несколько семестров. В этом случае в ячейке, указывающей семестр проведения зачета или экзамена, могут находиться несколько семестров, перечисленных через запятую. Например, экзамены по дисциплине «Высшая математика» проводятся в 1, 2, 3 семестрах. В этом случае простой подсчет количества ячеек, содержащих семестр контроля, не даст нужного результата.

Для автоматического учета количества семестров контроля, указанных через запятую, разработана специальная функция. Идея «работы» такой функции следующая: содержимое всех непустых ячеек складывается (как строки) и при каждом сложении добавляется запятая. Получаемая в результате строковая переменная содержит все семестры изучения по блоку, разделенные запятыми. Количество контролей в таком случае вдвое меньше длины такой итоговой сроковой переменной. Схема алгоритма такой функции представлена на рис. 1.41.

Рис. 1.41. Схема алгоритма функции вычисления количества контролей

Следующая проблема, возникающая при вычислении итоговых значений, касается подсчета количеств расчетно-графических заданий (РГЗ) и контрольных работ. В общем случае они могут быть указаны через знак дроби «/». Для подсчета каждого из таких видов контролей также разработана специальная функция с помощью VBA.

Контроль исчерпания бюджетного фонда

Для контроля исчерпания бюджетного фонда введены 3 дополнительных столбца, расположенные следующим образом:

1)       после столбца с общим количеством часов;

2)       после столбца с общим количеством аудиторных часов;

)         перед столбцами с распределением часов по семестрам.

В 1-м вспомогательном столбце вычисляется разность между общим количеством часов и суммарным числом часов аудиторных занятий и самостоятельной работы. Во 2-м вспомогательном столбце вычисляется разность между часами аудиторных занятий и суммарным числом часов, отведенных на лекционные, практические и лабораторные занятия. В 3-м вспомогательном столбце вычисляется разность между часами аудиторных занятий и суммарным числом часов занятий в семестрах.

Для контроля суммарных значений введены вспомогательные ячейки, определяющие разность между рекомендуемым числом часов по каждому циклу и образовательному уровню и имеющимся (рис. 1.29).

Учет нормативных дисциплин

Некоторые дисциплины учебного плана являются нормативными, то есть перечень умений по этим дисциплинам должен формировать список умений в образовательно-квалификационной характеристике. Нормативные дисциплины в учебном плане обозначаются специальным образом, а именно, символом «*» возле дисциплины (рис. 1.23). Число часов нормативных дисциплин вычисляется по каждому циклу и по каждой образовательной характеристике и должно быть равно установленному показателю, указанному п.п. 1.3.2.2.

Для вычисления итоговых часов по нормативным дисциплинам используется функция суммирования с условием - СУММЕСЛИ (рис. 1.42).

Рис. 1.42. Внешний вид окна Мастер функций для вычисления суммарного числа часов нормативных дисциплин

Также введена вспомогательная ячейка, содержащая разность между требуемым количеством часов нормативных дисциплин и имеющимся (рис. 1.32).

Цветовое информирование об ошибках

Цветовое информирование осуществляется с помощью использования условного форматирования, соответствующая команда которого расположена в меню Формат.

Например, окно Условное форматирование для информирования лиловым фоном ячеек о несоответствии суммарного объема занятий в семестрах суммарному объему лекционных, лабораторных и практических занятий выглядит следующим образом (рис. 1.43):

Рис. 1.43. Внешний вид окна Условное форматирование для информирования об ошибках

Созданное для группы ячеек условное форматирование с помощью копирования формата распространено на все нуждающиеся в форматировании ячейки.

Автоматическое добавление новых строк

При добавлении новых строк желательно сохранение всех имеющихся формул и элементов условного форматирования. При добавлении же новых строк стандартными средствами MS Excel подобное невозможно - строка вставляется с пустым содержимым. Следовательно, процесс добавления строк должен быть автоматизирован. Подобная автоматизация произведена за счет использования специального макроса.

Для работы макроса произведена предварительная подготовка рабочего листа учебного плана. А именно, в ячейки, соответствующие строкам, которые могут быть вставлены (строкам, расположенным под блоками дисциплин), введен текст - «Для вставки новых строк» (рис. 1.18). Далее для рабочего листа, содержащего план учебного процесса, создана процедура двойного щелчка, в программный код которой введены соответствующие операторы. Схема алгоритма такой процедуры приведена на рис. 1.44.

Рис. 1.44. Схема алгоритма процедуры автоматического добавления новых строк

Групповой просмотр дисциплин по циклам

Для группового просмотра дисциплин по видам дисциплин (общеобразовательные дисциплины, с установленным «жестко» объемом всех видов занятий; общеобразовательные дисциплины, с возможностью варьирования семестров изучения; «специальные» дисциплины) используется автофильтр. Для этого каждая дисциплина помечена как дисциплина, принадлежащая к определенной группе. С этой целью добавлены начальные столбцы, количество которых равно количеству видов дисциплин (в нашем случае 3). В ячейки этих столбцов, соответствующие строкам с дисциплинами, проставлены символы «1» определенным образом (рис. 1.34). Если дисциплина 1-го типа, то символ «1» установлен в 1-й столбец, если дисциплина 2-го типа - во 2-й, 3-го типа - в 3-й. При этом в ячейках, соответствующим строкам с общей информацией (например, названиям циклов), проставлен символ «1» во все столбцы, для их отображения в любом случае. После подобных преобразований с помощью команды Данные\Фильтр\Автофильтр реализовано отображение дисциплин по видам.

Для группировки дисциплин по циклам используется команда Данные\Группа и структура\Группировать. С помощью этой команды дисциплины каждого цикла сворачиваются, осуществляя сокращенный просмотр учебного плана.

Автоматическое создание печатной версии

Для создания печатной версии разработан макрос, создающий новый лист, удаляющий (скрывающий) вспомогательные строки, столбцы, ячейки, убирающий всевозможные элементы форматирования. Схема алгоритма такого макроса представлена на рис. 1.45.

Рис. 1.45. Схема алгоритма процедуры создания печатной версии учебного плана

1.7 Разработка программного обеспечения

Программное обеспечение разработанной КСПСУП состоит из двух основных частей:

·        использование сервисных функций табличного процессора MS Excel для автоматизации отдельных составляющих функциональной структуры КСПСУП, описанное в предыдущем параграфе;

·        разработка макросов, реализующих вычисление количества контролей, автоматическое добавление новых строк и создание печатной версии учебного плана, схемы алгоритма которых также представлены в предыдущем параграфе.

Разработка макросов была реализована в среде проектирования Visual Basic for Application. Рассмотрим программный код и особенности использования указанных выше макросов.

Программная реализация вычисления количества контролей

Как было указано в п. 1.6.3.1 для вычисления количества контролей, указанных в виде номеров семестров, разделенных запятой, разработана специальная функция на VBA, схема алгоритма которой приведена на рис. 1.41. Программный код разработанной функции приведен ниже.

Разработанная функция используется как вспомогательная для вычисления количества экзаменов и контролей в каждом требуемом блоке учебного плана.

Программная реализация процедуры автоматического добавления строк

Как было указано в п. 1.6.3.5 одной из сервисных функций разработанной КСПСУП является возможность добавления новых строк, содержащих заготовки всех используемых в данном блоке учебного плана формул. Схема алгоритма такой процедуры приведена на рис. 1.44. Программный код разработанной процедуры приведен ниже.

 

Программная реализация процедуры создания печатной версии учебного плана

Как было указано в п. 1.6.3.7 одной из сервисных функций разработанной КСПСУП является возможность создания печатной версии листов учебного плана, не содержащей вспомогательных столбцов и строк и лишенных цветового оформления. Схема алгоритма такой процедуры приведена на рис. 1.45. Программный код разработанной процедуры приведен ниже.

Написанный таким образом макрос подключается к процедуре двойного щелчка рабочего листа, содержащего план учебного процесса.

Разработанное программное обеспечение КСПСУП разработано для компьютера на базе Pentium II-300 или выше под управление операционной системы Windows-98 или выше с использование табличного процессора MS Excel, версии 2000 г. или выше.

Программное обеспечение КСПСУП сопровождается следующими документами:

·        описание применения (Приложение А);

·        руководство системного программиста (Приложение Б);

·        руководство оператора (Приложение В).

Указанные документы обеспечивают эксплуатацию системы и соответствуют действующим стандартам.

 

.8 Техническое обеспечение КСПСУП

Техническое обеспечение КСПСУП, кроме персонального компьютера, включает принтер для получения печатного варианта учебного плана.

Техническое обеспечение предполагает наличие администратора системы, отвечающего за состояние и надежность работы системе, и техника-оператора, имеющего навыки работы с персональным компьютером, обеспечивающего ввод, выдачу и корректировку данных.

Для переноса КСПСУП с целью его установки на персональных компьютерах, используемых в учебном процессе, требуется одна дискета 3,5’ объемом не менее 1,4 МБ. Хранение КСПСУП следует осуществлять на CD-R диске или на жестком диске компьютера.

 

.9 Надежность функционирования КСПСУП

Надежность разработанной КСПСУП обеспечивается следующими факторами:

·        надежностью и стабильностью функционирования операционной системы Windows, установленной на персональном компьютере, на котором предполагается функционирование системы;

·        надежностью и стабильностью функционирования пакета MS Office, в частности табличного процессора MS Excel, установленного на персональном компьютере, на котором предполагается функционирование системы;

·        установкой лицензионной версии пакета MS Office на персональном компьютере, на котором предполагается функционирование системы;

·        соблюдением требований к эксплуатации КСПСУП, которые совпадают с условиями стабильной эксплуатации современных персональных компьютеров;

·        соблюдением требований к транспортировке и хранению КСПСУП, указанных в предыдущем пункте.

 

.10 Средства защиты информации от несанкционированного доступа

Защита информации учебного плана специальности, хранящейся в КСПСУП, осуществляется стандартными средствами табличного процессора MS Excel и среды проектирования Visual Basic for Application. Защита информации охватывает два аспекта сохранности данных:

. Сохранность данных, находящихся в ячейках рабочих листов MS Excel и содержащих неизменяемую информацию, формулы, выполняющие необходимые вычисления, и условное форматирование, информирующее о несоблюдении ограничений. Для сохранности таких данных необходимо выполнить следующую последовательность действий:

·        выделить ячейки, доступные для изменения;

·        выполнить команду Формат\Ячейки;

·        перейти на вкладку Защита;

·        отменить защиту ячейки, убрав флажок Защищенная ячейка (рис. 1.46);

Рис. 1.46. Внешний вид окна Формат ячейки для незащищаемых ячеек

·        защитить рабочий лист, кроме незащищенных ячеек, выполнив команду Сервис\Защита\Защитить лист;

·        установить параметры защиты (рис. 1.47);

Рис. 1.47. Внешний вид окна Защита листа

при необходимости ввести и подтвердить пароль защиты для данного листа.

. Сохранность программного кода макросов, написанных в среде проектирования Visual Basic for Application и реализующих необходимые при разработке учебного плана сервисные функции. Для сохранности программных кодов разработанной компьютерной системы необходимо выполнить следующие действия:

·        войти в Редактор Visual Basic, выполнив команду Сервис\Макросы\ Редактор Visual Basic;

·        выполнить команду Tools\Properties…;

·        перейти на вкладку Protection;

·        установить защиту макросов, ввести и подтвердить пароль, разрешающий их просмотр и изменение (рис. 1.48).

Рис. 1.48. Внешний вид окна Project Properties при защите макросов

1.11 Выходные формы документов КСПСУП

Выходными формами документов, формируемыми при составлении учебного плана с помощью разработанной КСПСУП, являются печатные варианты всех требуемых листов учебного плана. Перечень таких листов, а также их внешний вид был приведен в 1.3.1 на рис. 1.7-1.13.

2. Методический раздел

 

.1 Актуальность и необходимость программного продукта

Процесс составления учебного плана является длительным и трудоемким. До составления окончательного варианта учебного плана большое число раз изменяется название учебных дисциплин, количество часов их изучения, семестры их чтения и т.д. При этом учебный план - документ со строгими ограничениями. При многократных его изменениях очень сложно отслеживать соблюдение всех ограничений. Процессы, подобные разработке учебного плана, иметь автоматизированное решение, предоставляющее пользователю интеллектуальную поддержку для соблюдения всех ограничений.

Компьютерная система поддержки составления учебного плана (КСПСУП). КСПСУП выполняет следующие функции:

·        предоставляет возможности составления учебного плана с автоматическим вычислением необходимых суммарных объемов изучения дисциплин по каждому циклу, каждому виду занятий, каждому семестру;

·        автоматически формирует итоговые таблицы учебного плана, содержащие информацию о сводных данных по бюджету часов (в неделях), о сводных данных по часам обучения (общий объем, по каждому виду занятий, по семестрам) (в часах), о распределении практик, дипломного проектирования, государственной аттестации;

·        осуществляет контроль ограничений, выдвигаемых требованиями к учебному плану специальности;

·        формирует печатный вариант учебного плана, соответствующего стандартному бланку учебного плана.

2.2 Назначение программы

Программный продукт предназначен для открытия любой учебной специальности. При этом процесс открытия специальности состоит из следующих первоочередных этапов:

·        разработка концепции специальности - определение того, что выпускаемые специалисты должны будут знать и уметь, а также какие рабочие места они смогут занять;

·        разработка образовательной квалификационной характеристики (ОКХ) для специалиста данного профиля, содержащей перечень умений, которые должен приобрести обучаемый по результатам обучения;

·        составление учебного плана специальности на основе концепции специальности и ОКХ.

Таким образом, учебный план специальности является итоговым документом подготовительного этапа открытия специальности. Учебный план должен быть утвержден Министерства образования и науки Украины. На основе учебного плана и производится процесс обучения специалистов данного профиля.

В разработке учебного плана участвует коллектив кафедры, которая является выпускающей. Создание учебного плана состоит из следующих этапов:

·        выявление аналогичной или подобных специальностей в других высших учебных заведениях;

·        просмотр учебных планов подобных дисциплин и составление перечня дисциплин, обучение которым целесообразно для данного профиля;

·        произведение выборки дисциплин, непосредственно касающихся данной специальности;

·        составление логической последовательности изучения специальных дисциплин и распределение их по семестрам;

·        определение оптимального числа часов на изучение каждой дисциплины, исходя из содержания дисциплины и часовых показателей, устанавливаемых для учебных планов Министерством.

Результаты работы КСПСУП могут быть использованы для получения электронных и бумажных вариантов учебного плана любой специальности для любого учебного заведения.

 

.3 Разработка дидактического проекта занятия

По теме: «Разработка учебного плана с помощью табличного процессора MS Excel»

Дисциплина: «Компьютерные технологии в учебном процессе».

Таблица 2.1. Условия организации учебного процесса

Показатели	Характеристика
Место дисциплины, которая включает данную тему, в учебном плане и темы в рабочей программе	Специальная дисциплина
Количество времени, которое дается на изучение темы занятия	4 часа
Порядок занятия в расписании студентов	3-4 пара
Характеристика учебной группы: · курс	IV курс
· шифр группы	6.010104.36
· уровень формулировки базовых знаний	Средний
· отношение к будущей профессии, дисциплине	Положительное
· дисциплинированность студентов	Положительная
· наличие лидера и особенности его влияния на группу	нет
· преобладающий тип темперамента	Холерик
· преобладающий тип мышления	Смешанный

2.4 Постановка дидактических целей. Выбор методов обучения

В зависимости от уровня усвоения учебного материала и сформированности умений сформулированы дидактические цели урока [10] по теме: «Разработка учебного плана с помощью табличного процессора MS Excel» и выбраны методы обучения представленные в таблице 2.2.

Таблица 2.2. Постановка дидактических целей. Выбор методов обучения

№ уровня усвоения учебного материала	Цели изучения темы, выраженные в перечне сформированных действий учащихся	Методы формирования действий учащихся
		ООД (ориентировочной основы действий)	ИД (исполнительных действий)	КД (контрольных действий)
I уровень распознавание	Формирование теоретических знаний и умений создания макросов, итоговых таблиц и автоматических вычислений в среде MS Excel	Инструктирование и демонстрация создания макросов, итоговых таблиц и автоматических вычислений в среде MS Excel.	Задание по созданию макросов, итоговых таблиц и автоматических вычислений в среде MS Excel	Текущее наблюдение, указание
II уровень репродуктивный	Формирование умений создания макросов, итоговых таблиц и автоматических вычислений в среде MS Excel	Инструктирование и демонстрация на экране компьютера создания макросов, итоговых таблиц и автоматических вычислений в среде MS Excel	Задание по созданию макросов, итоговых таблиц и автоматических вычислений в среде MS Excel. Показать на экране выполненное задание	Указания, советы
III уровень анализа и систематизации.	Самостоятельно создавать макросы, итоговые таблицы и автоматические вычисления в среде MS Excel		Самостоятельно сделанное задание

По теме: «Разработка учебного плана с помощью табличного процессора MS Excel»

Дисциплина: «Компьютерные технологии в учебном процессе».

Группа, курс: IV курс, гр. ДРЭ К2-1

Цель: закрепить теоретический материал и приобрести практические навыки создания учебного плана с помощью табличного процессора MS Excel.

Теоретический материал:

1. Фактическая реализация КСПСУП

Для разработки КСПСУП наиболее целесообразным является использование табличного процессора MS Excel. Выбор данного прикладного приложения обозначен тем, что табличный процессор MS Excel не только предоставляет разнообразные возможности создания различного вида таблиц, являющихся основой учебного плана, но и позволяет осуществлять всевозможные вычислительные операции и реализовывать контроль налагаемых ограничений путем использования сервисных возможностей и макросов на языке VBA.

Рассмотрим некоторые моменты автоматизации процесса составления учебного плана средствами MS Excel, представленные в предыдущем пункте.

1.1. Контроль правильности ввода при составлении раздела «I. График учебного процесса»

Требование контроля правильности ввода различных условных обозначений составляющих учебного процесса (видов практик, экзаменационной сессии, каникул, дипломного проектирования, государственной аттестации) является одним из первых направлений автоматизации.

Для осуществления контроля правильности ввода в MS Excel следует выполнить следующие действия:

·        создать таблицу, в которую требуется вводить данные с контролем правильности ввода;

·        создать столбец подстановок - значений, которые могут быть ведены в таблицу (в нашем случае столбец условных обозначений;

·        выделить содержательную часть создаваемой таблицы (в которую следует вводить значения);

·        выполнить команду Данные\Проверка;

·        в поле Тип данных выбрать Список, в появившемся поле Источник указать диапазон, в котором размещен столбец подстановок;

·        подтвердить установку контроля значений;

·        с помощью появляющегося списка в ячейках создаваемой таблицы вводить требуемые значения.

1.2. Автоматическое формирование раздела «II. Сводный бюджет времени (в неделях)»

Для автоматического формирования сводных данных необходимо использовать Мастер Функций.

Для создания автоматической таблицы, соответствующей рассматриваемому разделу, следует на отдельном листе создать заготовку таблицы, а затем наполнить ее формулами, вычисляющими суммарное количество недель на каждый вид обучения для каждого курса.

Например, для того, чтобы вычислить суммарное количество недель теоретического обучения, следует в соответствующую ячейку ввести формулу:

=СЧЁТЕСЛИ (I! B3:AN3; "»)

где СЧЕТЕСЛИ - функция, вычисляющая количество ячеек, содержащих указанные в ее условии значения, I - имя листа, содержащего раздел «I. График учебного процесса», B:AN - столбцы, содержащие данные о видах обучения, 3 - строка, содержащая данные для 1-го курса, «» - пустые ячейки, соответствующие условному обозначению теоретического обучения.

Остальные итоговые значения вычисляются аналогично. Возможно, несколько сложнее вычисляются итоговые значения количества недель по всем видам практик. Для их вычисления необходимо использовать формулу, суммирующую количества недель практик каждого вида. Например, такая формула для двух видов практик (а их, согласно, требованиям не 2, а 4) выглядит следующим образом:

=СУММ (СЧЁТЕСЛИ(I! B3:BA3; «О»); СЧЁТЕСЛИ (I! B3:BA3; «пп»))

 

. Автоматизация формирования раздела «III. План учебного процесса»

2.1. Вычисление итоговых значений

Вычисление основных итоговых значений в разделе перечня учебных дисциплин в основном осуществляется с использованием обычных функции суммирования и определения количества.

Например, вычисление итоговых часовых данных (общего объема, объемов аудиторных, лекционных, лабораторных, практических занятий, самостоятельной работы, аудиторных занятий по каждому семестру) производится с помощью функции СУММ.

Для вычисления же итоговых значений количества контролей следуeт использовать функцию вычисления количества. Однако при вычислении количества экзаменов и зачетов могут возникнуть некоторые проблемы. Дело в том, что по некоторым дисциплинам обучение ведется несколько семестров. В этом случае в ячейке, указывающей семестр проведения зачета или экзамена, могут находиться несколько семестров, перечисленных через запятую. Например, экзамены по дисциплине «Высшая математика» проводятся в 1, 2, 3 семестрах. В этом случае простой подсчет количества ячеек, содержащих семестр контроля, не даст нужного результата.

Для автоматического учета количества семестров контроля, указанных через запятую, следует с помощью среды проектирования Visual Basic for Application разработать специальную функцию.

Идея «работы» такой функции может быть, например, следующая: содержимое всех непустых ячеек складывается (как строки) и при каждом сложении добавляется запятая. Получаемая в результате строковая переменная содержит все семестры изучения по блоку, разделенные запятыми. Количество контролей в таком случае вдвое меньше длины такой итоговой сроковой переменной. Программный код такой функции следующий.

После разработки такой функции она может быть использована как вспомогательная для вычисления количества экзаменов и контролей в каждом требуемом блоке учебного плана.

Следующая проблема, возникающая при вычислении итоговых значений, касается подсчета количеств расчетно-графических заданий (РГЗ) и контрольных работ. В общем случае они могут быть указаны через знак дроби «/». Для подсчета каждого из таких видов контролей также следует разработать специальную функцию с помощью VBA.

2.2. Контроль исчерпания бюджетного фонда

Для контроля исчерпания бюджетного фонда следует ввести 3 дополнительных столбца, расположив их:

) после столбца с общим количеством часов;

) после столбца с общим количеством аудиторных часов;

) перед столбцами с распределением часов по семестрам.

В 1-м вспомогательном столбце следует вычислять разность между общим количеством часов и суммарным числом часов аудиторных занятий и самостоятельной работы. Во 2-м вспомогательном столбце следует вычислять разность между часами аудиторных занятий и суммарным числом часов, отведенных на лекционные, практические и лабораторные занятия. В 3-м вспомогательном столбце следует вычислять разность между часами аудиторных занятий и суммарным числом часов занятий в семестрах.

Для контроля суммарных значений следует ввести вспомогательные ячейки, определяющие разность между рекомендуемым числом часов по каждому циклу и образовательному уровню и имеющимся.

2.3. Учет нормативных дисциплин

Некоторые дисциплины учебного плана являются нормативными, то есть перечень умений по этим дисциплинам должен формировать список умений в образовательно-квалификационной характеристике. Нормативные дисциплины в учебном плане должны обозначаться специальным образом, например, символом «*» возле дисциплины. Число часов нормативных дисциплин должно вычисляться по каждому циклу и по каждой образовательной характеристике и должно быть равно установленному показателю.

Для вычисления итоговых часов по нормативным дисциплинам следует использовать функцию суммирования с условием - СУММЕСЛИ, используя ее для вычисления числа часов дисциплин, помеченных символом «*». Также необходимо ввести вспомогательную ячейку, содержащую разность между требуемым количеством часов нормативных дисциплин и имеющимся.

2.4. Цветовое информирование об ошибках

Цветовое информирование осуществляется с помощью использования условного форматирования, соответствующая команда которого расположена в меню Формат.

Например, окно Условное форматирование для информирования лиловым фоном ячеек о несоответствии суммарного объема занятий в семестрах суммарному объему лекционных, лабораторных и практических занятий выглядит следующим образом:

Созданное для группы ячеек условное форматирование с помощью копирования формата может быть распространено на все нуждающиеся в форматировании ячейки.

2.5. Автоматическое добавление новых строк

При добавлении новых строк желательно сохранение всех имеющихся формул и элементов условного форматирования. При добавлении же новых строк средствами MS Excel подобное невозможно - строка вставляется с пустым содержимым. Следовательно, процесс добавления строк должен быть автоматизирован. Подобную автоматизацию можно произвести за счет использования специального макроса.

Для работы макроса следует произвести предварительную подготовку рабочего листа учебного плана. А именно, в ячейки, соответствующие строкам, которые могут быть вставлены (строкам, расположенным под блоками дисциплин), следует ввести текст - «Для вставки новых строк». Далее для рабочего листа, содержащего план учебного процесса, следует создать процедуру двойного щелчка, в программный код которой ввести некоторые операторы.

Например, программный код процедуры, вставляющий строку с сохранением имеющихся формул, выглядит следующим образом:

 

.6. Групповой просмотр дисциплин по циклам

Для группового просмотра дисциплин по видам дисциплин (в нашем случае 3-м: общеобразовательные дисциплины, с установленным «жестко» объемом всех видов занятий; общеобразовательные дисциплины, с возможностью варьирования семестров изучения; «специальные» дисциплины) следует использовать автофильтр. Для этого следует пометить каждую дисциплину как дисциплину, принадлежащую к определенной группе. С этой целью рекомендуется добавить начальные столбцы, количество которых равно количеству видов дисциплин (в нашем случае 3). В ячейки этих столбцов, соответствующие строкам с дисциплинами, проставить некоторые символы, например, символ «1» определенным образом. Если дисциплина 1-го типа, то необходимо установить символ «1» в 1-й столбец, если дисциплина 2-го типа - во 2-й, 3-го типа - в 3-й. При этом в ячейках, соответствующим строкам с общей информацией (например, названиям циклов), следует проставить символ «1» во все столбцы, для их отображения в любом случае. После подобных преобразований с помощью команды Данные\Фильтр\Автофильтр возможно отображение дисциплин по видам.

Для группировки дисциплин по циклам следует использовать команду Данные\Группа и структура\Группировать. С помощью этой команды можно сворачивать дисциплины каждого цикла, осуществляя сокращенный просмотр учебного плана.

2.7. Автоматическое создание печатной версии

Для создания печатной версии необходимо написать макрос, создающий новый лист, удаляющий (скрывающий) вспомогательные строки, столбцы, ячейки, убирающий всевозможные элементы форматирования. Написанный таким образом макрос следует подключить к элементу управления CommanButton, расположить который рекомендуется на листе с планом учебного процесса.

Таблица 2.3. Определение способов контроля и корректировки базовых знаний

Перечень базового материала	Методы и средства контроля базовых знаний	Критерии оценки базовых знаний	Методы и средства корректировки базовых знаний
Закрепить теоретический материал и приобрести практические навыки создания макросов, итоговых таблиц и автоматических вычислений в среде MS Excel	Аудиторный контроль	Быстрое и чёткое воспроизведения изученной информации	Включение базового материала с чётким воспроизведением изученной информации.
Создание макросов, итоговых таблиц и автоматических вычислений в среде MS Excel	Аудиторный контроль	Быстрое и чёткое воспроизведение необходимой информации	Включение базового знания при изучении нового материала
Создание макросов, итоговых таблиц и автоматических вычислений в среде MS Excel	Проверка практических знаний на экране	Быстрое и чёткое выполнение требуемых действий	Воспроизведение информации с элементами объяснения (принципы действия)

2.4 Разработка бинарных действий преподавателя и студентов на занятии

По теме: «Разработка учебного плана с помощью табличного процессора MS Excel»

Цель: закрепить теоретический материал и приобрести практические навыки создания учебного плана с помощью табличного процессора MS Excel.

Технические и дидактические средства обучения: табличный процессор MS Excel; методические указания; раздаточный материал.

Материально-техническое оснащение: компьютер IBM с 486-м процессором или выше и объем памяти не менее 8 Мбайт с операционной системой Windows-95.

Бинарные действия преподавателя и студентов представлены в таблице 2.4.

Таблица 2.4. Сценарий лабораторной работы

Этапы организационной структуры занятия	Этапы (элементы) лабораторной работы	Время (мин)	Содержание деятельности преподавателя	Содержание деятельности учащегося
1. Вводный инструктаж	1.1. Целевая установка	3	Записывает тему на доске, сообщать цель занятия.	Записывают в конспект тему занятия.
	1.2. Актуализация знаний и опыта студентов	10	Письменный фронтальный опрос. Задает вопросы студентам. Проверяет, сообщает и аргументирует оценки	Отвечают письменно на вопросы заданные преподавателем
	1.3. Формирование ориентировочной основы действий студентов	20	Объяснение с демонстрацией создания макросов, итоговых таблиц и автоматических вычислений в среде MS Excel	Слушают объяснения преподавателя, конспектируют
2. Мотивационный момент	Формирование цели, задачи и назначения данного материала	3-4	Преподаватель сообщает тему урока, записывает на доске. Приводит мотивацию: «Учебный план является итоговым документом подготовительного этапа открытия специальности». Это вам пригодится для дальнейшей работы педагогом. Все результаты выполнения задания должны быть показаны на экране компьютера согласно требованиям. По результатам, выполнения работы, будет выставлена оценка, которая пойдет в журнал, и будут влиять на оценку в зачётной книжке. Так, что, пожалуйста, выполняем все требования на компьютере	Записывают тему урока, план урока, внимательно слушают преподавателя, осознавая, как важны знания по этой теме для дальнейшего изучения курса «Компьютерные технологии в учебном процессе»
3. Основная часть урока: текущий инструктаж и задание (самостоятельная работа) студентов	Формирование новых или закрепление освоенных способов действий	120	Проверяет правильность создания макросов, итоговых таблиц и автоматических вычислений в среде MS Excel	Самостоятельно выполнять задание с использованием программы MS Excel
4. Заключительный инструктаж	Подведение итогов	23	Разбирает типичные ошибки - задает вопросы, корректирует ответы студентов, проверяет и оценивает работу каждого студента, отмечает положительные результаты работы, делает замечания, сообщает домашнее задание, дает указания по его выполнению	Анализируют свою работу, сдают работу преподавателю, записывают домашнее задание в конспект

2.5 Заключение

Критерием эффективности использования КСПСУП является возможность быстрого составления учебного плана с подсчетом всех необходимых величин и учетом всех ограничений, а также возможность оперативного внесения изменений в учебный план с обнаружением ошибок и несоответствий, которые могут возникнуть, с автоматическим исправлением некоторых типичных ошибок ввода данных.

Таким образом, учебный план специальности является итоговым документом подготовительного этапа открытия специальности. Учебный план должен быть утвержден Министерства образования и науки Украины. На основе учебного плана и производится процесс обучения специалистов данного профиля.

В разработке учебного плана участвует коллектив кафедры, которая является выпускающей.

Результаты работы КСПСУП могут быть использованы для получения электронных и бумажных вариантов учебного плана любой специальности для любого учебного заведения.

 

3. Экономический раздел

 

.1 Расчет сметы затрат на разработку программного продукта

 

Расчет времени на создание программного продукта

Общее время на создание программы складывается из различных компонентов [11, 12]. Структура общего времени на создание программного продукта представлена в таблице 3.1.

Таблица 3.1. Общее время на создание программного продукта

№т этапа	Обозначение времени данного этапа	Содержание этапа
1	Тпо	Подготовка описания задачи
2	То	Описание задачи
3	Та	Разработка алгоритма
4	Тбс	Разработка блок-схемы алгоритма
5	Тн	Написание программы в среде проектирования Visual Basic for Application
6	Тп	Набор программы
7	Тот	Отладка и тестирование программы
8	Тд	Оформление документации, инструкции пользователю, пояснительной записки

Время рассчитывается в человеко-часах, причем Т_по берется по фактически отработанному времени, а время остальных этапов определяется расчетом по условному числу команд Q.

Условное число команд Q определяется по формуле:

,   (3.1)

где q - коэффициент, учитывающий условное число команд в зависимости от типа задачи.

Выбрать значение коэффициента q можно из таблицы 3.2.

Таблица 3.2. Значение коэффициента q

Тип задачи	Пределы изменений коэффициента
Задачи учета	от 1400 до 1500
Задачи оперативного управления	от 1500 до 1700
Задачи планирования	от 3000 до 3500
Многовариантные задачи	от 4500 до 5000
Комплексные задачи	от 5000 до 5500

Для данной задачи коэффициент q принимается = 3000

- коэффициент, учитывающий новизну и сложность программы.

Программные продукты по степени новизны могут быть отнесены к одной из 4-х групп:

группа  - разработка принципиально новых задач;

группа - разработка оригинальных программ;

группа - разработка программ с использованием типовых решений.

группа  - разовая типовая задача.

Для данной задачи степень новизны:

По степени сложности программные продукты могут быть отнесены к одной из 3-х групп:

- алгоритмы оптимизации и моделирования систем;

- задачи учета, отчетности и статистики;

- стандартные алгоритмы

Данная задача может быть отнесена к I группе сложности.

Коэффициент  определяется из таблицы 3.3. на пересечении групп сложности и степени новизны.

Таблица 3.3. Группа сложности и степень новизны

Язык программирования	Группа сложности	Степень новизны
		А1	Б	В	Г
Высокого уровня	1	1,38	1,26	1,15	0,69
	2	1,30	1,19	1,08	0,65
	3	1,20	1,10	1,00	0,60
Низкого уровня	1	1,58	1,45	1,32	0,79
	2	1,49	1,37	1,24	0,74
	3	1,38	1,26	1,15	0,69

Для данной задачи коэффициент.

Теперь, исходя из формулы (3.1) можно определить условное число команд Q:

.

Определяем время, затраченное на каждый этап создания программного продукта:

Т_по (время на подготовку описания задачи) берется по факту и составляет:

Т_по = 10 чел. / час.

Т_о (время на описание задачи) определяется по формуле:

,        (3.2)

где  - коэффициент учета изменений задачи, коэффициент  в зависимости от сложности задачи и числа изменений выбирается в интервале от 1,2 до 1,5.

Для данной задачи примем

 - коэффициент, учитывающий квалификацию программиста.

Выбрать значение коэффициента  можно из таблицы 3.4.

Таблица 3.4. Коэффициент, учитывающий квалификацию программиста

Стаж программиста	Значение коэффициента
до 2-х лет	0,8
от 2 до 3 лет	1,0
от 3 до 5 лет	1,1 - 1,2
от 5 до 10 лет	1,2 - 1,3
свыше 10 лет	1,3 - 1,5

В данном случае коэффициент  = 0,8.

Применяя формулу (3.2), подсчитываем время на описание задачи.

 (чел./час).

 (время на разработку алгоритма) рассчитываем по формуле:

,        (3.3)

Применяя формулу (3.3), подсчитываем время на разработку алгоритма.

 (чел./час).

 (время на разработку блок - схемы) определяется аналогично  по формуле (3.3.) и составляет

 (чел./час).

 (время написания программы на языке программирования) определяется по формуле:

,        (3.4)

Применяя формулу (3.4), подсчитываем время написания программы на языке программирования:

 (чел./час).

 (время набора программы) определяется по формуле:

,    (3.5)

Применяя формулу (3.5), подсчитываем время набора программы.

 (чел./час).

 (время отладки и тестирования программы) определяется по формуле:

,     (3.6)

Подставляем значения в формулу и получаем:

(чел./час).

Теперь, зная время, затраченное на каждом этапе, можно подсчитать общее время на создание программного продукта:

 (чел./час).

(чел./час).

 (чел./час).

Расчет заработной платы исполнителя работ по созданию программного продукта

Основная ЗП определяется по формуле:

,       (3.7)

где  - месячная зарплата 1-го разряда (грн.);

 - тарифный коэффициент, соответствующий разряду тарифной сетки по которому работает исполнитель;

 - общее время на создание программного продукта (чел. / час);

 - число рабочих дней в месяц;

- продолжительность рабочего дня в часах;

 - процент премии, если есть;

 часов

 - число рабочих дней = 21 день.

грн.

Разряд исполнителя III, его тарифный коэффициент = 1,35. Таким образом, определяем основную заработную плату исполнителя работ по созданию программного продукта.

 (грн.).

Дополнительная заработная плата берется в размере 15% от основной заработной платы.

 (грн.).

Общая заработная плата будет равна сумме основной и дополнительной:

 (грн.).

Расчет начислений на заработную плату (единого социального налога)

Теперь можно подсчитать единый социальный налог, который начисляется на заработную плату и составляет 37%.

,      (3.9)

Получим:

 (грн.).

Расчет расходов на содержание и эксплуатацию ПК

Основой для расчета расходов на содержание и эксплуатацию ПК, относящихся к данному программному продукту, является себестоимость 1-го машино-часа работы ПК.

Расчет основной заработной платы работников, обеспечивающих функционирование ПК

К числу этих работников относятся:

·        инженер - электроник;

·        системный программист;

·        оператор.

 каждого из этих категорий работников определяется по формуле:

,         (3.10)

где  - месячная зарплата (тарифная ставка) 1 разряда в грн.;

 - тарифный коэффициент, соответствующий разряду работника;

 - кол-во, ПК, обслуживаемых одним работником;

 - процент премии, если он есть:

Подставляем значения в формулу (3.10), получаем:

Для инженеров - электронщиков    = 10 единиц.

 (грн.).

Для системных программистов      = 20 ед.

 (грн.).

Для оператора = 6 ед.

 (грн.).

Для инженеров - электронщиков  =1,35.

Для системных программистов      =1,5.

Для оператора  =1,2.

Теперь можно определить суммарную годовую заработную плату работников, обеспечивающих функционирование ПК:

,     (3.11)

 (грн.).

Амортизационные отчисления

Амортизационные отчисления (А) определяются в размере 25% от балансовой стоимости ПК

,     (3.16)

где  - балансовая стоимость одной ПК с периферией.

Основные материалы представленные в таблице 3.5.

Таблица 3.5. Основные материалы

Наименование	Цена в грн.
Монитор	700,5
Материнская плата	250,2
Процессор	300,05
Видео карта	220,6
HDD	200
FDD	40,65
CD-RW	200,5
CPU Cooler	80,85
Клавиатура	30,75
Принтер	1200
Мышь	15
ВОХ	20,75
Итого:	3259,85

 (грн.).

Затраты на электроэнергию

Затраты на электроэнергию складываются из

·        затрат на силовую электроэнергию;

·        затрат на электроэнергию, которая идет на освещение.

Затраты на силовую электроэнергию определяются по формуле:

,      (3.17)

где  - эффективный годовой фонд времени работы ПК в часах.

 - стоимость 1 кВт / часа в грн.

 - суммарная мощность ПК с периферией в кВт / часах.

При работе ИВЦ в 1 смены, берем = 2016

Для бюджетных организаций = 12 коп. за 1 кВт / час.

= 0,7 - 1,2 кВт / часа в зависимости от периферии.

Подставляя значения в формулу (3.17), получаем:

.

.

 (грн.).

Затраты на электроэнергию, которая идет на освещение, определяются по формуле:

,         (3.18)

где  - эффективный годовой фонд времени работы ПК в часах.

 - стоимость 1 кВт / часа в грн.

 - суммарная мощность, которая идет на освещение в кВт /часах.

 = 200 Вт / час.

Подставляя значения в формулу (3.18) получаем:

 (грн.).

Теперь определяем общие затраты на электроэнергию:

 (грн.).

 

Затраты на расходные материалы:

Затраты на расходные материалы берутся по факту (таблица 3.6.) и составляют:

 =400,8 (грн.).

Таблица 3.6. Расходные материалы

Наименование	Кол-во	Цена в грн.
Картридж	2 шт	300,20
CD-R диски	10 шт	20
FDD диски	5 шт	20
Бумага	3 пачки	60,60
Итого:	400,8

Расходы на профилактику

Расходы на профилактику составляют 2% от балансовой стоимости ПК с периферией

 (грн.).

Затраты на отопление производственных площадей

Затраты на отопление производственных площадей определяются по формуле:

 

,         (3.19)

где  - расходы на отопление на 1 кв. метр - 0,70 грн. в месяц;

 - Площадь ИВЦ (кв. м.) на 1 ПК (7² м).

Подставляя значения в формулу (3.19), получаем:

 (грн.).

Затраты на обслуживание производственных площадей

Затраты на обслуживание производственных площадей определяются по формуле

,   (3.20)

где - расходы на 1 кв. метр, приблизительно 25,5 грн. в месяц;

 - площадь ИВЦ (кв. м.) на 1 ПК (от 5 до 7 м).

Подставляя значения в формулу (3.20) получаем:

 (грн.)

Прочие производственные расходы

Прочие производственные расходы берутся в размере 30% от основной заработной платы работников, обеспечивающих функционирование ПК

 (грн.).

Годовые расходы на содержание и эксплуатацию 1-ой ПК

Теперь, сложив все 9 компонентов, определяем годовые расходы на содержание и эксплуатацию 1-ой ПК

Рс.э.=4870,5+2530,3+814,96+229+400,8+

+8,02+58,8+2142+1461,15=12515,53 (грн.).

Далее определяем себестоимость 1-го машино-часа работы ПК, которая определяется по формуле

,      (3.21)

где  - эффективный фонд работ ПК в год (час).

Подставляя значения в формулу (3.21), получаем:

 (грн.).

Расчет расходов на содержание и эксплуатацию ПК, относящихся к данному программному продукту

Теперь, зная себестоимость 1-го машино-часа работы ПК и время на создание программного продукта, которое требовало использования ПК, можно определить расходы на содержание и эксплуатацию ПК, относящихся к данному программному продукту:

 (грн.).

где  - себестоимость 1-го машино-часа работы ПК,

 - суммарное время этапов, требующих использования ПК.

 

.2 Расчет себестоимости программного продукта

В себестоимость программного продукта входят следующие элементы:

. Основная заработная плата исполнителя работ по созданию программного продукта.

. Дополнительная заработная плата исполнителя работ по созданию программного продукта.

. Начисления на заработную плату (единый социальный налог).

. Расходы на содержание и эксплуатацию ПК, относящихся к данному программному продукту.

. Прочие расходы.

Первые 4 элемента нам уже известны, а прочие расходы составляют 10% от суммы первых 4-х элементов.

.

 (грн.).

Теперь, сложив все элементы, можно определить себестоимость программного продукта.

.

 (грн.).

Таблица 3.7. Структура себестоимости программного продукта

Элементы себестоимости	Сумма (грн.)	% в общей сумме себестоимости.
1. Основная зарплата исполнителя	6838,63	29,9
2. Доп. зарплата исполнителя	892	3,9
3. Начисления на зарплату	2530,3	11
4. РС и ЭПЭВМ	3915,33	46,16
5. Прочие расходы	1417,63	9,04
Итого	15593,89	100%

3.3 Расчет цены программного продукта

Цена складывается из нескольких компонентов:

,       (3.22)

где  - себестоимость программного продукта,

 - прибыль, которую берем в размере 40% от себестоимости.

 (грн.).

НДС - налог на добавленную стоимость, который берется в размере 20% от суммы себестоимости и прибыли.

 (грн.).

Подставляя значения в формулу (3.22), определяем цену программного продукта:

 (грн.).

Таблица 3.8. Итоговая таблица результатов расчета цены программного продукта

Наименование показателя	Сумма (грн.)
Себестоимость программного продукта	15593,89
Прибыль	6237,56
НДС	4366,29
Цена программного продукта	26197,74

Выводы

В дипломной работе представлено решение задачи автоматизации труда преподавателей и / или методистов при разработке учебных планов.

Анализ потребностей современной этапа развития системы образования Украины и современного уровня автоматизации учебного процесса в вузах позволил сделать вывод о необходимости разработки доступной преподавателям, недорогой, легкой в освоении компьютерной системы поддержки составления учебных планов специальностей.

Установлено, что на современном этапе развития общества система высшего образования Украины претерпевает значительные изменения. Эти изменения связаны и с переходом на ступенчатую систему подготовки студентов и со стремлением Украины к подписанию Болонской декларации, в результате чего становится обязателен переход на кредитно-модульную систему образования. Естественным следствием данных изменений является необходимость оперативного изменения учебных планов имеющихся специальностей и создание учебных планов новых специальностей, которые обязательно будут развиваться при таких тенденциях в системе образования. При этом создание учебных планов является достаточно трудоемкой работой, требующей как интеллектуальных так и временных затрат разработчика. Также установлено, что современная система образования не обладает достаточным количеством доступных преподавателям и легких в освоении компьютерных систем, осуществляющих автоматизацию процессов при составлении учебных планов. Таким образом разработанная компьютерная система поддержки составления учебных планов является актуальной и востребованной.

В дипломной работе компьютерная система поддержки составления учебного плана разработана как рабочая книга табличного процессора MS Excel, оформленная специальным образом и содержащая блоки ввода необходимых данных, интеллектуальной поддержки разработчика при выполнении всех требований, выдвигаемых к учебным планам, и сервисные функции, реализованные в виде макросов.

В ходе выполнения дипломной работы разрешилось ранее сформулированное противоречие, достигнуты поставленные цели и получены следующие методические и инструментальные результаты.

. Обобщен и упорядочен перечень требований, предъявляемых к учебным планам инженерно-педагогических специальностей. Требования разбиты на формальные, содержащие основные направления ограничений, предъявляемых к учебным планам, и фактические, содержащие числовые и содержательные значения всех формальных требований для инженерно-педагогических специальностей. Формальные требования в свою очередь разделены на требования к общей для всех специальностей организационной части учебного плана, требования к инвариантной части, содержащей перечень и объем занятий по дисциплинам конкретной специальности, «часовые» и количественные ограничения на построение учебного плана. Достоверность сформулированного перечня требований обеспечивается учетом всех ограничений, предъявляемых к учебным планам Министерством образования и науки Украины и учебной частью вуза, в частности УИПА, и подтверждается реализацией их учета в разработанной компьютерной системе поддержки составления учебного плана.

. Разработана и внедрена в деятельность кафедры Информатики и компьютерных технологий компьютерная система поддержки составления учебного плана. С использованием табличного процессора MS Excel разработана КСПСУП, представляемая в виде рабочей книги, состоящей из 6 рабочих листов. КСПСУП позволяет вводить инвариантные данные, касающиеся организационной части учебного процесса данной специальности, вводить перечень дисциплин и определять вид каждой дисциплины, определять количество аудиторных и самостоятельных занятий по каждой дисциплине, отображать ошибки ввода и несоблюдения действующих ограничений, формировать итоговые таблицы, создавать печатную версию учебного плана. Отличительными особенностями разработанной компьютерной системы является легкость ее распространения, освоения, использования, а также относительно низкая цена данного программного продукта. Достоверность работы разработанной КСПСУП обеспечивается учетом в ней всех требований, выдвигаемых к учебным планам. Эффективность работы разработанной компьютерной системы подтверждается результатами ее использования на кафедре Информатики и компьютерных технологий при составлении и изменении учебного плана специальности 6.010104 (36) «Профессиональное обучение. Компьютерные технологии в управлении и обучении».

. Поставлена лабораторная работа по дисциплине «Компьютерные технологии в учебном процессе» для специальности 6.010104 (36) «Профессиональное обучение. Компьютерные технологии в управлении и обучении» на тему «Разработка учебного плана с помощью табличного процессора MS Excel». Разработаны и изданы методические указания к выполнению лабораторной работы.

Список использованных источников

программный учебный план алгоритм

1.       Педагогические аспекты преподавания инженерных дисциплин: Пособие для преподавателей / С.Ф. Артюх, Е.Э. Коваленко, Е.К. Белова, Г.В. Изюмская, В.В. Беликова / Под ред. С.Ф. Артюха. - Харьков: УИПА, 2001. - 210 с.

.         Краевский В.В. Проблемы научного обоснования обучения (методологический анализ).-М.: Педагогика, 1977. - 264 с.

.         Педагогика. Учебное пособие для студентов педагогических вузов и колледжей / Под ред. П.И. Пидкасистого. - М.: Педагогическое общество России, 1998. - 640 с.

.         http://www.profile-edu.ru

.         В.В. Маштаков. Задача составления учебного плана по специальности. Формальная постановка и методы решения / Санкт-Петербургский Государственный Университет Аэрокосмического Приборостроения, Россия (http://nit.miem.edu.ru/cgi-bin/article? id=214)

6.       http://www.madi.ru/study/normativ_docs/uch_plan.shtml

.         http://www.raspisanie.msk.ru/ychebnik/ychebnik.htm

.         http://www.mallenom.ru/soft_teach.php

.         http://www.uipa.kharkov.ua

.         Указания по выполнению методической части дипломного проекта специальности 8.01010101. - Харьков, УИПА, 1996.

11.     Дипломное проектирование. Методические указания по экономическому обоснованию дипломных проектов для студентов дневной и заочной формы обучения специальностей 7.0110101, 7.01010405, 7.01010429, 7.092203, 7.091401. - Харьков, УИПА, 1998.

.         Методичні вказівки з економічного обґрунтування дипломних проектів для студентів електромеханічного факультету. - Харків, УІПА, 2003 - 40 стор.

13.     Методические указания по выполнению раздела «Охрана труда и окружающей среды» в дипломных проектах (специальности: 7.090601, 7.090603, 7. 090501,7.090503, 7.050201, 7.092201, 8.01010101)

14.     Долин П.А. Справочник по технике безопасности. 6-е изд., пере раб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1984.

.         Справочник по охране труда на промышленном предприятии / К.Н. Ткачук, Д.Ф. Иванчук, Р.В. Сабарно, А.Г. Степанов. - К.: Тэхника, 1991.

.         Жидецький В.Ц., Джигирей В.С., Мельников О.В. Основи охорони праці. - Вид.2-е, стереотипне. - Львів: Афіша, 2000.-С. 17…94.

.         В.Ф Кобевник, «Охрана труда», «высшая школа», Киев, 1990.

.         Г.Ф. Денисенко, «Охрана труда», учебное пособие для вузов, «высшая школа», Москва, 1985.

.         Охрана труда в вычислительных центрах, для техникумов, Москва, 1985, «машиностроение».

20.     Методичні вказівки до виконання дипломної роботи для освітньо-кваліфікаційного рівня магістр. Для студентів спеціальності 8.010104.36 «Професійне навчання. Комп’ютерні технології в управлінні і навчанні».-Харьков, УИПА, 2006.

.         ГОСТ 34.003-90. Автоматизовані системи. Терміни і визначення

.         ГОСТ 34.601-90. Комплекс стандартів на автоматизовані системи. Автоматизовані системи. Стадії створення

.         РД 50-680-88. Керівний документ зі стандартизації. Методичні вказівки. Автоматизовані системи. Основні положення

.         ГОСТ 34.602-89. Технічне завдання на створення автоматизованої системи

.         ГОСТ -34.698-90. Інформаційні технології. Автоматизовані системи. Вимоги до змісту документів

.         ДСТУ 3008-95. Державний стандарт України. Документація. Звіти в сфері науки і техніки. Структура і правила оформлення

.         ГОСТ 19.701-90. ЕСПД. Схеми алгоритмів, програм, даних і систем. Умовні позначки і правила виконання

.         ГОСТ 2.105-95. ЕСКД. Загальні вимоги до текстових документів

.         ГОСТ 2850-90. Програмні засоби ЕОМ. Показники та методи оцінювання якості

30.     ГОСТ 12.4.026-76. ССБТ. Цвета сигнальные и знаки безопасности.

.         СН 181-70 Указания по проектированию цветовой отделки интерьеров производственных промышленных предприятий.