pobierz plik referatu

Rozdział monografii: 'Bazy Danych: Nowe Technologie', Kozielski S., Małysiak B., Kasprowski P., Mrozek D. (red.), WKŁ 2007
Rozdział 19
w
System wspomagający zarządzanie dokumentacją
przedmiotu
w
1 Wstęp
da
.b
w
Streszczenie. Artykuł opisuje system wspomagający zarządzanie
dokumentacją przedmiotu. Sam projekt powstał na bazie doświadczeń
zgromadzonych podczas dwóch lat prowadzenia przedmiotu Matematyka
Dyskretna (przedmiot obowiązkowy dla kierunku Informatyka na
Politechnice Śląskiej). Głównym założeniem systemu jest przechowywanie
wszelkich istotnych informacji związanych z prowadzeniem procesu
dydaktycznego, począwszy od obecności studentów, poprzez sprawozdania
i oceny z egzaminów. W systemie zaimplementowano wszelkie procesy
i interakcje, jakie dotychczas zaobserwowano w roku akademickim, a także
przewidziano pewną elastyczność (adaptacyjność) tam, gdzie może się to
okazać wskazane. Obecnie przedstawione rozwiązanie jest wdrażane i
testowane na przykładzie pojedynczego przedmiotu (Matematyka
Dyskretna). Jednak architektura systemu pozwoli w przyszłości na obsługę
jednocześnie wielu przedmiotów, prowadzonych dla wielu roczników
studentów.
pl
s.
Na przestrzeni ostatnich lat można zauważyć znaczący wzrost zastosowań informatycznych
w wielu pozanaukowych (badawczych) dziedzinach życia. Bazy danych z kolei stały się
kluczowym narzędziem w życiu codziennym współczesnego społeczeństwa [2]. Jako
najczęściej spotykane można wymienić informatyczne systemy bankowe, systemy
rezerwacji biletów w kinach, czy też internetowe katalogi zbiorów bibliotecznych.
Prezentowana w artykule aplikacja jest przykładem realizacji aplikacji typu klientserwer [1], której najistotniejszym zadaniem jest uproszczenie gromadzenia i prowadzenia
dokumentacji przedmiotu. Prowadzenie dokumentacji przedmiotu to dla wielu
pracowników naukowych zajęcie nie tylko męczące, ale i często czasochłonne. Poprzez
dokumentację przedmiotu autor w ogólności rozumie odnotowywanie obecności studentów
na zajęciach (ćwiczenia jak i laboratoria), oceny z kolokwiów, sprawozdań,
poszczególnych terminów egzaminów jak i wystawiane oceny końcowe z przedmiotu.
Oczywiście w przypadku przedmiotów, na które uczęszcza stosunkowo niewielu
studentów, prowadzenie dokumentacji w formie papierowej nie jest zbyt trudnym
zadaniem. Jednak w przypadku, gdy przedmiot jest obowiązkowy dla całego (bądź
Marcin Michalak
Politechnika Śląska, Instytut Informatyki, ul. Akademicka 16, 44-100 Gliwice, Polska
email: [email protected]
(c) Copyright by Politechnika Śląska, Instytut Informatyki, Gliwice 2007
Rozdział monografii: 'Bazy Danych: Nowe Technologie', Kozielski S., Małysiak B., Kasprowski P., Mrozek D. (red.), WKŁ 2007
M. Michalak
większości) roku, lub gdy w tym samym semestrze oprócz ćwiczeń prowadzone są
równolegle także i laboratoria (projekty), ilość danych tworzących całość dokumentacji
rośnie znacząco. Inny problem pojawia się, gdy za tworzenie (prowadzenie) dokumentacji
przedmiotu odpowiada jednocześnie więcej niż jedna osoba. Wtedy znaczący jest problem
scalania fragmentów dokumentacji w jedną spójną całość.
w
2 Geneza projektu
w
w
Przedstawione w artykule rozwiązanie wychodzi naprzeciw wymienionym przed chwilą
problemom. Niniejsze rozwiązanie jest wynikiem kilku lat obserwacji podstawowych
procesów mających miejsce w trakcie prowadzenia zajęć, przez co staje się narzędziem
stosunkowo kompleksowym. Początek prac nad prezentowanym systemem stanowiło
sformułowanie ogólnych ram potencjalnego rozwiązania, przedstawionych dokładnie w [3].
Obecnie mija pierwszy rok testowania systemu w normalnej pracy dydaktycznej.
Przedstawione w dalszej części artykułu przykłady wykorzystania narzędzia,
pozbawione są informacji o charakterze poufnym.
da
.b
3 Wymagania i funkcjonalność systemu
Dwuletnia obserwacja procesów i zjawisk mających miejsce podczas prowadzenia
dokumentacji przedmiotu stała się podstawą do zdefiniowania wymagań stawianych
narzędziu, które będzie miało na celu wspomaganie prowadzenia dokumentacji. W tym
rozdziale zostaną pokrótce opisane podstawowe wymagania, jakie powinien spełniać
system wspomagający prowadzenie przedmiotu.
3.1 Studenci i ich podział na grupy
3.2 Listy obecności
pl
s.
Najbardziej podstawowe informacje przechowywane w systemie to lista studentów a także
ich podział na grupy. Podstawowym podziałem jest podział na grupy dziekańskie. Należy
jednak uwzględnić możliwość istnienia osobnych podziałów. Taka rzecz ma miejsce w
sytuacji, gdy studenci mają możliwość doboru pewnych dodatkowych przedmiotów
obieralnych, które pokrywają się na planie z zajęciami obowiązkowymi. Dlatego w
systemie przewidziano, oprócz podziału dziekańskiego, osobny podział na grupy
ćwiczeniowe oraz osobny podział na grupy laboratoryjne. Zatem ten sam student należy do
trzech różnych grup, co zostało dokładnie przedstawione na rys. 1.
Kolejną istotną informacją przechowywaną w systemie są odnotowane obecności
studentów na zajęciach – zarówno tablicowych jak i laboratoryjnych. W związku z tym
system nie tylko pozwala na wprowadzanie tych informacji, ale oferuje również możliwość
przygotowania list obecności na wybrane zajęcia. Lista taka zawiera nie tylko informację
o studentach, ale także i datę, godzinę oraz temat ćwiczenia (laboratorium).
W oparciu o wygenerowaną listę studentów, wypełnioną odpowiednio podczas zajęć,
następuje wprowadzanie danych do systemu. Warto zaznaczyć, że system domyślnie
202
(c) Copyright by Politechnika Śląska, Instytut Informatyki, Gliwice 2007
Rozdział monografii: 'Bazy Danych: Nowe Technologie', Kozielski S., Małysiak B., Kasprowski P., Mrozek D. (red.), WKŁ 2007
System wspomagający zarządzanie dokumentacją przedmiotu
dopuszcza cztery możliwe wartości obecności: ‘+’, ‘-‘, ‘ODR’, ‘L4’, oznaczające kolejno
obecność, nieobecność nieusprawiedliwioną, obecność odrabianą oraz nieobecność
usprawiedliwioną. Informacje te mogą być przydatne przy wystawianiu oceny końcowej.
grupa laboratoryjna
w
sekcja 1
- ......
- ......
grupa
ćwiczeniowa
- ...
- ....
grupa
dziekańska
- ...
- ....
sekcja 3
- John Glen
- Terry Young
w
w
sekcja 2
- ......
- ......
- Terry Young
- Terry Young
Rys. 1. Ten sam student z różnych punktów widzenia: jako członek grupy laboratoryjnej,
ćwiczeniowej i dziekańskiej
da
.b
Przytoczone w tym miejscu etykiety obecności mogą zostać zmodyfikowane przez
administratora systemu, co zostało dokładnie opisanie w punkcie 3.8.
3.3 Oceny i aktywność studentów, oceny ze sprawozdań
pl
s.
Podczas trwania semestru studenci zdobywają pewne pośrednie oceny, na podstawie
których wystawiana jest ocena końcowa. Mogą to być oceny z kolokwiów, oceny
z oddanych sprawozdań czy też z kolejnych terminów egzaminów. Dodatkowa możliwość
dla studentów, to gromadzenie tzw. „plusów” za aktywność na ćwiczeniach/wykładach,
która może przekładać się na ewentualne zwolnienie z egzaminu (wg woli prowadzącego).
Istotną sprawą jest wystawianie oceny ze sprawozdań. Ponieważ zdarza się tak, że
student nie jest obecny na laboratorium, wtedy nie może być uwzględniony jako
współautor sprawozdania razem ze swoją podsekcją. Z kolei z drugiej strony, obecność na
laboratoriach jest obowiązkowa, zatem student powinien przyjść „odrobić” nieobecność
z inną grupą. Wtedy staje się współautorem sprawozdania z innej podsekcji. Możliwa jest
zatem sytuacja, w której nie wszyscy członkowie podsekcji są wymienieni jako autorzy
sprawozdania, bądź autorami sprawozdania są osoby niekoniecznie z jednej podsekcji.
Opisaną sytuację widać dokładniej na rys. 2. Studentka Irma Blunt nie była obecna na
laboratorium ze swoją sekcją, nie została zatem umieszczona na sprawozdaniu. Student
z sekcji 2 – Vladimir Zukovsky – odrabiał swoją nieobecność podczas zajęć z sekcją 1,
dlatego jest umieszczony jako współautor sprawozdania.
Jak zatem widać na rys. 2, wystawienie oceny ze sprawozdania 1 powoduje, że ocenę tę
otrzymują tylko faktyczni autorzy. Dodatkowo od systemu oczekuje się również
możliwości modyfikacji oceny za sprawozdanie (np. punkty karne za opóźnienie
w oddaniu) a także modyfikacji oceny dla poszczególnych autorów sprawozdania (np.
obniżenie oceny o 0,5 dla Dr. No za wyjątkowe nieprzygotowanie się do laboratorium).
Warto przy w tym miejscu zaznaczyć, że każde sprawozdanie może znaleźć się
w jednym z czterech stanów: przyjęte, sprawdzane, ocenione bądź odrzucone. Pozwala to
203
(c) Copyright by Politechnika Śląska, Instytut Informatyki, Gliwice 2007
Rozdział monografii: 'Bazy Danych: Nowe Technologie', Kozielski S., Małysiak B., Kasprowski P., Mrozek D. (red.), WKŁ 2007
M. Michalak
nie tylko na szybsze filtrowanie danych w systemie (choćby w sytuacji oceniania
sprawozdania – interesują nas wtedy tylko sprawozdania ze statusem przyjęte bądź też
sprawdzane), ale pozwoli w przyszłości na lepsze śledzenie stanu sprawozdania studentom.
w
sekcja 1
- Dr. No
- Xenia Onatopp
- Ernst Bloefeld
- Irma Blunt
- Electra King
- Renard
sekcja 2
- Vladimir Zukovsky
- Felix Leiter
- Miss Moneypenny
- Mary Goodnight
Sprawozdanie 1 (dla sekcji 1)
- Dr. No
- Xenia Onatopp
- Ernst Bloefeld
- Electra King
- Renard
- Vladimir Zukovsky (dodatkowo)
w
w
Rys. 2. Sprawozdanie jako obiekt nie połączony z konkretną sekcją (1): zawiera studentów
z innych sekcji (2), podczas gdy niektórzy studenci z sekcji 1 nie są umieszczeni na
sprawozdaniu
da
.b
W przypadku statusu sprawozdania – podobnie jak to miało możliwość w kontekście
obecności studentów – administrator posiada możliwość zmiany liczby i opisów tych
statusów (punkt 3.8).
W obecnej wersji systemu, sprawozdania (pliki) nie stanowią jeszcze jego części: są
przechowywane poza nim, a jedynie informacje o nich są odnotowywane w systemie.
Trwają obecnie prace nad stworzeniem internetowego interfejsu oddawania sprawozdań,
w ramach rozwijanego istniejącego już zestawu stron internetowych dla studentów. Takie
rozwiązanie nie tylko ułatwi proces przekazywania sprawozdań (zwłaszcza problem
przestrzegania oddawania ich w określonym terminie), ale i pozwoli na ich pełne
przechowywanie w systemie (zarówno plik jak i informacje o nim).
3.4 Definiowanie przedmiotu
3.5 Zarządzanie istniejącymi danymi
pl
s.
System pozwala na zdefiniowanie każdego (jak na razie jednego) przedmiotu. Polega to na
tym, że prowadzący ustala liczbę ćwiczeń i laboratoriów, a także ich kolejne tematy.
W przypadku jeśli przedmiot obejmuje również i laboratoria, należy zdefiniować również
liczbę i tematykę zajęć laboratoryjnych.
Posiadając już zdefiniowany kształt przedmiotu, a także – co zostało opisane wcześniej –
znając podział studentów na grupy ćwiczeniowe (i ewentualnie laboratoryjne) można
przystąpić do sporządzenia harmonogramu zajęć, czyli przyporządkowania poszczególnym
grupom terminów kolejnych zajęć. Informacja ta nie jest niezbędna, ale bywa przydatna
przy generowaniu list obecności na zajęciach.
Ze względu na to, że bardzo rzadko podział na grupy (a zwłaszcza na grupy ćwiczeniowe
i laboratoryjne) nie ulega zmianie na przestrzeni całego semestru, system umożliwia
sprawne przenoszenie studentów pomiędzy poszczególnymi grupami. Podobnie
w przypadku list autorów sprawozdań. Bardzo często okazuje się, że dana osoba została
204
(c) Copyright by Politechnika Śląska, Instytut Informatyki, Gliwice 2007
Rozdział monografii: 'Bazy Danych: Nowe Technologie', Kozielski S., Małysiak B., Kasprowski P., Mrozek D. (red.), WKŁ 2007
System wspomagający zarządzanie dokumentacją przedmiotu
w
błędnie dopisana jako autor sprawozdania, bądź – co ma miejsce niewątpliwie częściej –
któryś ze studentów został pominięty przy tworzeniu listy autorów sprawozdania.
System pozwala również w prosty sposób przenosić studentów z list autorów
sprawozdania do grona studentów, którzy sprawozdania z danego laboratorium jeszcze nie
oddali, jak i odwrotnie: dodać do listy autorów istniejącego sprawozdania studenta, który
jak na razie nie został zakwalifikowany jako współautor któregokolwiek z istniejących
sprawozdań.
3.6 Wystawianie ocen cząstkowych i końcowych
da
.b
w
w
Ważnym momentem w procesie prowadzenia dokumentacji przedmiotu jest wystawianie
ocen, zarówno częściowych (z ćwiczeń czy laboratorium) jak i końcowej (wliczanej na
ogół do średniej). W zasadzie dopiero w tym momencie prowadzący jest w stanie zauważyć
korzyści płynące ze wspomagania w prowadzeniu dokumentacji. Otóż na podstawie
wprowadzonych (i łatwo tym samym dostępnych) danych, system jest w stanie wystawić
studentowi adekwatną ocenę.
Ocena ze sprawozdania wykazuje się bardzo dużą możliwością zmian. Ocena wyjściowa
może być zwiększona o dodatkowe punkty za wyjątkowo dobre sprawozdanie, zmniejszona
o punkty karne w wyniku oddania sprawozdania po terminie, zmniejszona o punkty karne
związane np. z faktem splagiatowania innego sprawozdania. Do tak wystawionej oceny za
sprawozdanie, każdemu studentowi można dodatkowo dodać bądź odjąć punktów,
w zależności od pozytywnej bądź negatywnej aktywności studenta podczas.
W obecnej wersji systemu, ocena końcowa wystawiania jest w oparciu o średnią ważoną
z poszczególnych składowych: ocena z ćwiczeń, ocena z laboratorium i ocena z egzaminu.
Wagi poszczególnych ocen można dowolnie modyfikować.
3.7 Bezpieczeństwo
pl
s.
W chwili obecnej aplikacja jest umieszczona na jednym z serwerów Zakładu Teorii
i Projektowania Systemów Komputerów, przez co jest dostępna jedynie pracownikom
zakładu. Dodatkowe zabezpieczenie związane jest z podaniem przez prowadzącego
przedmiot swojego identyfikatora oraz hasła.
Ponieważ dalsze plany rozwoju systemu opierają się między innymi o udostępnienie
studentom częściowego dostępu do przechowywanych w systemie informacji, konieczne
będzie sprecyzowanie mechanizmu dostępu (autoryzacji dostępu) dla osób łączących się
z systemem spoza zakładowej sieci. Sugerowanym rozwiązaniem byłoby połączenie
użytkowników o uprawnieniach „student” z istniejącym już na Politechnice Śląskiej
Systemem Obsługi Toku Studiów (SOTS), w którym każdy ze studentów posiada założone
swoje konto. Za takim rozwiązaniem przemawia nie tylko ułatwienie studentom
korzystania z systemu (ten sam zestaw login+hasło pozwala na szerszy niż dotąd dostęp do
informacji na swój temat), ale także stanowi dobry punkt wyjścia do dalszego integrowania
obu systemów.
3.8 Adaptacyjność
Z punktu widzenia szerokich możliwości zastosowania systemu, bardzo istotną jego cechą
musi być szeroko rozumiana adaptacyjność. Ponieważ kształt kursów dydaktycznych na
205
(c) Copyright by Politechnika Śląska, Instytut Informatyki, Gliwice 2007
Rozdział monografii: 'Bazy Danych: Nowe Technologie', Kozielski S., Małysiak B., Kasprowski P., Mrozek D. (red.), WKŁ 2007
M. Michalak
różnych uczelniach, jak i w obrębie pojedynczej jednostki, mogą być zróżnicowane, system
powinien umożliwiać uwzględnienie tych różnic podczas pracy dydaktycznej.
Stąd też wynika obecność w strukturze bazy danych tabel, będących modyfikowalnymi
słownikami pojęć. Dlatego pojęcia takie jak status sprawozdania, status obecności, liczba
i tematyka zajęć (laboratoriów) mogą zostać sprecyzowane zależnie od woli administratora
przedmiotu.
w
4 Przykłady działania
da
.b
w
w
W tej części przedstawione zostaną pewne wybrane przykłady działania systemu.
Podstawowym – i jak na razie jedynym – mechanizmem autoryzacji jest podanie przez
użytkownika jego identyfikatora oraz hasła (rys. 3). W tym samym momencie użytkownik
wybiera także i przedmiot, który go w danej chwili interesuje. Jak na razie istnieje
możliwość wyboru tylko jednego przedmiotu. W przyszłości zmiana aktualnego
przedmiotu będzie mogła mieć miejsce bez potrzeby wylogowania.
Rys. 3. Okno logowania do systemu
pl
s.
Po zalogowaniu informacja o bieżącym użytkowniku a także bieżącym przedmiocie
przedstawiona jest w pasku statusu na dole głównego okna programu (rys. 4.).
Za poszczególne funkcje w systemie odpowiedzialne są oddzielne kontrolki interfejsu
graficznego. Przełączanie pomiędzy nimi następuje z poziomu menu w głównym oknie
programu. Na rys. 4. pokazano kontrolkę wyświetlającą informację o studentach
uczestniczących w przedmiocie Matematyka Dyskretna. Do dyspozycji użytkownika jest
kilka mechanizmu filtracji danych: od filtru nazwiska poprzez kryterium przynależności do
grupy, aż po wybór trybu studiów (dzienne/wieczorowe). Wyświetlona lista może zostać
wydrukowana.
Istotną częścią programu jest zarządzanie sprawozdaniami. Po tym jak sprawozdanie
zostanie przyjęte (wprowadzone do systemu), użytkownik programu może wprowadzać
kolejne informacje o sprawozdaniu korzystając z kontrolki „Zarządzanie sprawozdaniami”
(rys. 5). Dostępne są kontrolki pozwalające na filtrowanie edytowanych sprawozdań ze
względu na temat ćwiczenia czy też grupę laboratoryjną.
W prawej dolnej stronie okna widoczny jest zestaw kontrolek pozwalający zarówno na
wystawienie oceny za sprawozdanie, jak i na ewentualne korekty tej oceny dla każdego
z autorów sprawozdania osobno.
Na rys. 6 pokazano kontrolkę wystawiania oceny końcowej. Widoczne są dwa arkusze:
w jednym wymienieni są studenci, którzy nie mają jeszcze wpisu w indeks (można
odfiltrować tych, którzy nie mają jeszcze prawa do uzyskania wpisu), w drugim – studenci
z uzyskanym już wpisem.
206
(c) Copyright by Politechnika Śląska, Instytut Informatyki, Gliwice 2007
Rozdział monografii: 'Bazy Danych: Nowe Technologie', Kozielski S., Małysiak B., Kasprowski P., Mrozek D. (red.), WKŁ 2007
System wspomagający zarządzanie dokumentacją przedmiotu
w
da
.b
w
w
Rys. 4. Kontrolka interfejsu użytkownika z widoczną częściowo przefiltrowaną listą
studentów
pl
s.
Rys. 5. Kontrolka „zarządzanie sprawozdaniami”. Widoczny jest arkusz wszystkich
sprawozdań, arkusz autorów bieżącego sprawozdania, kontrolki filtrujące oraz do
wystawiania ocen
207
(c) Copyright by Politechnika Śląska, Instytut Informatyki, Gliwice 2007
Rozdział monografii: 'Bazy Danych: Nowe Technologie', Kozielski S., Małysiak B., Kasprowski P., Mrozek D. (red.), WKŁ 2007
M. Michalak
Oceny wystawiane są w sposób półautomatyczny. Oznacza to, że najpierw oceny pośrednie
i końcowe wyznaczane są na podstawie pewnych zdefiniowanych dla przedmiotu reguł,
jednak na każdą z nich ma może mieć wpływ dodatkowo także i sam prowadzący.
w
da
.b
w
w
Rys. 6. Kontrolka wystawiania oceny końcowej z przedmiotu opartej na ocenach
pośrednich
5 Podsumowanie
Literatura
1.
2.
3.
pl
s.
Artykuł przedstawia system ilustrujący wykorzystanie baz danych, a w szczególności
aplikacji bazodanowej, we wspomaganiu prowadzenia dokumentacji przedmiotu. Już
pierwszy semestr korzystania z niego podczas prowadzenia zajęć potwierdził, że tego typu
narzędzie jest w stanie znacząco poprawić efektywność pracy nad dokumentacją
przedmiotu.
System jest obecnie w fazie rozwoju. Szczególny nacisk położono na dostęp do niego za
pośrednictwem Internetu (www). Podstawowe zadanie do zrealizowania, to stworzenie
pełnej funkcjonalności aplikacji okienkowej, dostępnej poprzez Internet. Kolejne, nie mniej
ważne, to umożliwienie studentom oddawanie sprawozdań poprzez strony www.
Ponieważ architektura systemu była tworzona z myślą o obsługiwaniu przez system
większej liczby przedmiotów jednocześnie, obecnie trwają również prace nad
zaadaptowaniem systemu do tej funkcji.
Garcia-Molina H, Ullman J. D., Widom J: Systemy baz danych. Pełny wykład. Wydawnictwa
Naukowo-Techniczne 2006.
Elmasri R., Navathe S. B.: Wprowadzenie do systemów baz danych, Helion 2005.
Michalak M.: Learning Management System for Discrete Mathematics as an important part of elearning process, Proc. of VIII International PhD Workshop OWD 2006, Conference Archives
PTETiS, vol. 22, pp 177-182.
208
(c) Copyright by Politechnika Śląska, Instytut Informatyki, Gliwice 2007