Логические основы реализации базы данных для информационной динамической системы мониторинга дистанционных учебных проектов
В.В. Богун
Введение
В настоящее время при реализации образовательного процесса в учебных заведениях различного уровня, в том числе в вузах, используются разные информационные технологии дистанционного обучения [5], которые, как правило, представляют собой определенную систему дистанционного обучения (СДО). На территории Российской Федерации применяются несколько подобных информационных систем («Прометей», ‘WebTutor”, “Moodle” и др). Как правило, все СДО представляют собой определенную версию динамического интернет-сайта [4], построенную на применении комбинации соответствующих интернет-технологий (веб-сервер Apache, интерпретатор языка PHP, система управления базами данных MySQL, технология гипертекста HTML, каскадные таблицы стилей CSS и ряд других при необходимости). Однако, несмотря на использование различных технологий реализации динамических интернет-сайтов в рамках СДО, до сих пор данные информационные системы могут применяться только в рамках одного вуза, и проверка необходимых знаний осуществляется в основном через статические тестовые системы, то есть по большому счету не используются полноценные динамические возможности применяемых технологий интернет-программирования, что является просто не допустимым.
На основе проведенного сравнительного анализа применяемых в настоящее время технологий дистанционного обучения на примере СДО выявлены следующие существенные их логические недостатки с точки зрения организации дистанционного обучения.
Во-первых, в рамках СДО отсутствует реализация единой реляционной базы данных по преподавателям и студентам, учитывающей наименования вузов, факультетов, специальностей, групп и учебных дисциплин. Данная проблема является актуальной, поскольку преподаватель может работать одновременно в нескольких вузах, тогда как студент, в свою очередь, также может обучаться в различных вузах, на разных специальностях в рамках одного вуза и так далее. Определенные наработки для решения данной проблемы все-таки имеются, однако говорить об их универсальности по состоянию на сегодняшний день не приходится.
Во-вторых, в данных информационных системах отсутствует единый учебно-методический комплекс по подобным учебным дисциплинам в однородных вузах как с точки зрения структуры, так и содержания методических и дидактических материалов. Данная проблема напрямую вытекает из первой проблемы, поскольку отсутствие единой реляционной базы данных по преподавателям, студентам и составляющим учебных дисциплин напрямую отражает отсутствие единого учебнометодического комплекса по стране в целом, что является само по себе отрицательным моментом сложившейся ситуации в высшей школе.
В-третьих, в СДО отсутствуют динамические средства для реализации учебных расчетных проектов, включающих в себя взаимосвязанные работы. С данной точки зрения современные СДО являются абсолютно не адаптированными для применения в учебном процессе различных расчетных проектов, поскольку в них проверка студентов на определенный уровень знаний осуществляется при статическом тестировании (предполагается использование как непосредственно итоговых заданий, так и генерирование демо-версий) по заранее полностью составленным вручную преподавателем вопросам и соответствующим вариантам ответов к каждому из них (отсутствуют автоматизированные процессы как генерации различных значений исходных данных, так и логических цепочек в заданиях вообще). Следует отметить, что в целом имеются информационные возможности не только реализации вычислительных или логических операций в рамках учебных проектов по дисциплинам естественнонаучного цикла, но и применения логических цепочек и операций при реализации учебных проектов по гуманитарным дисциплинам.
Технологическое решение проблемы
В настоящее время автором осуществлена технологическая разработка информационной системы мониторинга дистанционных учебных проектов студентов педагогических вузов, которая направлена на решение вышеуказанных проблем [1], [2], [3].
В силу особенностей реализации работы в виде дистанционной образовательной среды в рамках динамического интернет-сайта с точки зрения рассмотрения глобальной сети Интернет, а также в связи с необходимостью в скором времени переходить с операционной системы Windows на операционные системы Linux и Unix, в качестве основных компонентов прикладного программного обеспечения выступили следующие программные продукты, адаптируемые под указанные операционные системы:
1. Веб-сервер Apache для реализации виртуального локального сервера.
2. Интерпретатор языка программирования PHP для корректного запуска и отображения php- скриптов в рамках интернет-сайта с целью реализации полноценной динамической работы.
3. Система управления базами данных MySQL для создания необходимой реляционной базы данных и управления ею.
Важно отметить, что наличие всех перечисленных выше компонентов для работы с созданным программным обеспечением необходимо только на стороне компьютера-сервера, тогда как на компьютере-клиенте необходимо наличие только полноценного интернет-браузера в качестве прикладного программного обеспечения (Internet Explorer, Opera, Mozilla и др.), большинство из которых либо входят в состав прикладного программного обеспечения операционной системы, либо распространяются в бесплатно (freeware).
Разработанная в настоящее время автором система мониторинга дистанционных учебных проектов характеризуется следующими особенностями:
• Реализована на базе использования СУБД MySQL единая реляционная база данных по преподавателям и студентам на основе автоматизированного учета основных атрибутов (наименования вузов, факультетов, специальностей, групп и учебных дисциплин).
• Реализована на основе использования СУБД MySQL единая реляционная база данных по учебным проектам и работам в рамках проектов, при этом учитывается взаимосвязь между участниками учебного процесса и учебными проектами с целью реализации единого учебно-методического комплекса по учебным дисциплинам в однородных вузах.
• Реализована динамическая система учебных проектов на основе использования технологий PHP и MySQL с точки зрения необходимых дидактических и методических составляющих проектной деятельности учащихся, включающих описание рассматриваемого курса учебной дисциплины, как правило, естественно-научного цикла, список наименований и описание соответствующих проектов в рамках каждого курса, список наименований, описание, теоретический аспект, демо-версии и расчетные задания по соответствующим работам в рамках каждого учебного проекта. Необходимо отметить, что реализация демо-версий и расчетных заданий для работ осуществляется в соответствии с создаваемым на программном уровне алгоритмом решения соответствующих задач в рамках работы.
• Реализована программная оболочка общения между студентом и преподавателем в виде форума на основе использования технологий PHP и MySQL в рамках каждой учебной работы, что существенным образом повышает понятность границ обсуждаемых на форумах проблем, при этом процесс разделения составляющих форума по отдельным работам полностью автоматизирован.
Система мониторинга может быть внедрена в любой динамический интернет-сайт при условии реализации и настройки соответствующих программных компонентов, в том числе модуля для формирования древовидного многоуровневого меню с целью загрузки необходимых идентификаторов преподавателя или студента.
1. На рис. 1 представлена логическая схема реализации информационной динамической системы мониторинга дистанционных учебных проектов.
2. В основу построения логической схемы данной информационной системы положены следующие конструктивные компоненты реляционной базы данных (рис. 2).
3. Для однозначного определения уникальной комбинации сочетания наименований вуза, факультета, специальности, группы и учебной дисциплины используются соответствующие таблицы- справочники данных категорий и таблица однозначного сочетания этих признаков, для которой применяются необходимые связи с типом отношения «Один-ко-многим».
4. Для установления принадлежности студента и преподавателя к одному или нескольким однозначным сочетаниям атрибутов используются соответствующие таблицы-справочники для студентов и преподавателей и таблицы взаимосвязи между указанными таблицами-справочниками и таблицей однозначного сочетания атрибутов наименований вуза, факультета, специальности, группы и учебной дисциплины с применением необходимых типов отношений.
5. Для взаимосвязи расчетных проектов и расчетных работ со студентами и преподавателями осуществляются аналогичные логические взаимосвязи.
Таким образом, реализация рассматриваемой информационной динамической системы мониторинга дистанционных учебных проектов с применением необходимой реляционной базы данных в конечном итоге позволит реализовать единую среду дистанционного обучения студентов вузов, объединяющую участников учебного процесса в рамках большинства вузов с соблюдением полноценного и однозначного освоения учебных программ по родственным учебным дисциплинам.
![](/images/paper/53/11/8901153.jpeg)
Рис. 1. Логическая структура программной реализации информационной динамической системы дистанционных учебных проектов
![](/images/paper/54/11/8901154.jpeg)
Рис. 2. Логическая схема реляционной базы данных информационной динамической системы дистанционных учебных проектов
Список литературы
1. Роберт, И. В. Информационные и коммуникационные технологии в образовании [Текст] : учеб.-метод. пособие / И. В. Роберт, С. В. Панюкова, А. А. Кузнецов, А. Ю. Кривцова. - М. : Дрофа, 2008 - 312 с.
2. Веллинг, Л., Томсон, Л. Разработка Web-приложений с помощью PHP и MySQL [Текст] : [пер. с англ.] / Л. Веллинг, Л. Томсон. - Изд. 2-е. - М. : Издательский дом «Вильямс», 2003. - 800 с. : ил. - Парал. тит. англ.
3. Богун, В. В. Использование информационной динамической системы мониторинга дистанционных учебных проектов [Текст] : учеб. пособие / В. В. Богун. - Ярославль : ИПК «Индиго», 2010. - 136 с.
4. Богун, В. В. Математическая логика программных особенностей реализации системы мониторинга дистанционных учебных проектов [Текст] / В. В. Богун // Ярославский педагогический вестник. - 2010. - № 2. - С. 12.
5. Богун, В. В. Информационные особенности динамической системы мониторинга дистанционных учебных проектов [Текст] / В. В. Богун // Ярославский педагогический вестник. Естественные науки. - 2011 - № 1. - С. 9.
|