Poznańskie Warsztaty Telekomunikacyjne PWT2004

www.pwt.et.put.poznan.pl
Wojciech Zabierowski
[email protected]
Krzysztof Łysiak
[email protected]
Katedra Mikroelektroniki i Technik Informatycznych
Politechnika Łódzka
Al. Politechniki 11, 93-590 Łódź
2004
Poznańskie Warsztaty Telekomunikacyjne
Poznań 9 - 10 grudnia 2004
WYKORZYSTANIE DARMOWYCH NARZĘDZI I OPROGRAMOWANIA
W NOWOCZESNEJ SZKOLE – NOWOCZESNA SZKOLNA WITRYNA
WWW
Streszczenie: W artykule przedstawiono aplikację
internetową do zarządzania studentami oraz grupami
w szkole wyższej. Zaprezentowana aplikacja posiada
również moduł do tworzenia testów egzaminacyjnych oraz
wykonywania ich zaliczenia. W artykule zwrócono uwagę
na rolę darmowych technologii (PHP, MySQL)
internetowych w tworzeniu rozbudowanych aplikacji
internetowych. Prezentowana aplikacja została napisana
z wykorzystaniem tego typu narzędzi.
1. Wprowadzenie
W obecnym świecie coraz więcej firm, instytucji,
osób prywatnych posiada własne strony internetowe.
Sytuacja ta powoduje, że również szkoły czy uczelnie
wyższe muszą posiadać swoją wizytówkę w wirtualnym
świecie. Ale czy strona WWW szkoły czy uczelni
powinna ograniczać się tylko do prezentacji informacji
o prowadzonych zajęciach, historii, osiągnięciach, itp.?
Nowoczesna szkoła powinna sama wykorzystywać
najnowsze technologie, które będą świadczyć o tym jak
są one ważne w przyszłym życiu kształconych osób.
Trzeba poprzez swoją wizytówkę pokazać, że
najnowocześniejsze trendy w dziedzinie informatyki nie
są nam obce.
Jak wiadomo nowoczesne technologie kosztują.
Niestety w dzisiejszych czasach ośrodki edukacyjne
borykają się z kłopotami finansowymi. W tym miejscu
należy się zastanowić jaką funkcje ma pełnić strona
internetowa.
Obecne technologie internetowe umożliwiają
napisanie strony zawierającej nie tylko informacje
„ubraną” w ładną grafikę, lecz również zbudować
interaktywne serwisy WWW. Obecne technologie
i narzędzia pozwalają stworzyć prawie wszystko co
tylko chcemy. Tak więc czy postawić na starego,
zasłużonego HTML-a, czy też zrobić piękną
i interaktywną stronę we „Flashu”, czy może napisać
naszą witrynę w jednym z języków skryptowych (PHP,
ASP).
Znamy już dostępne technologie. Teraz czas
napisać coś o kosztach. Należy w tym miejscu zadać
sobie parę pytań. Jaką cenę musimy zapłacić za
nowoczesne technologie i narzędzia? Czy poniesione
koszty będą adekwatne do uzyskanych efektów?
Na szczęście w dzisiejszym świecie mamy do
wyboru zarówno technologie (narzędzia), za które trzeba
zapłacić by móc z nich korzystać, jak również takie,
PWT 2004, Poznań 9 - 10 grudnia 2004
które są rozprowadzane za darmo na zasadach
odpowiednich licencji. Jednak czy darmowe technologie
są tak samo dobre jak te płatne? Okazuje się, że
narzędzia rozprowadzane na licencjach GPL posiadają
funkcjonalność zbliżoną, a często też przewyższającą
funkcjonalność płatnych produktów.
W obszarze technologii internetowych dostępnych
jest kilka darmowych programów i technologii.
Najpopularniejszym przedstawicielem tej grupy
produktów jest serwer WWW Apache - jeden
z najlepszych na świecie. W tworzeniu stron
internetowych furorę zrobił język PHP, który umożliwił
wykonywanie złożonych akcji na stronie WWW
realizowanych po stronie serwera. Do tej całej gamy
produktów można dołączyć również serwer baz danych
– MySQL. Jego funkcjonalność w pełni wystarcza do
budowania
nawet
zaawansowanych
aplikacji
internetowych.
Dlatego
właśnie
na
darmowe
oprogramowanie szczególną uwagę powinny zwrócić
szkoły i placówki oświatowe. Przy pomocy darmowych
technologii, szkoły same mogą napisać potrzebne im
aplikacje, które będą dostosowane do ich potrzeb i nie
będzie konieczności ponoszenia kosztów zakupu licencji
itp.
Kluczową sprawą w tego typu aplikacjach jest
bezpieczeństwo danych. W obecnej chwili dostępne są
mechanizmy szyfrujące dane zgromadzone w bazie jak
również połączenia nawiązywanego miedzy klientem,
a serwerem (np. SSL).
Na podstawie systemu do obsługi szkoły wyższej
pokażemy, że darmowe technologie nie ustępują
technologiom płatnym. Stosowanie języka PHP
w połączeniu z bazą danych, pozwala tworzyć bardzo
funkcjonalne i rozbudowane aplikacje, które można
zastosować w wielu dziedzinach naszego życia.
2. System elektronicznej szkoły
System
wirtualnej
szkoły
to
narzędzie
umożliwiające zarządzanie studentami i grupami
studentów oraz ich zaliczeniami za pośrednictwem
przeglądarki WWW. System ten umożliwia łatwe
tworzenie
testów
egzaminacyjnych
oraz
przeprowadzanie całego procesu zaliczania tych testów.
Z systemem połączony jest również moduł do tworzenia
ankiet i sond oraz oglądania ich wyników.
1
www.pwt.et.put.poznan.pl
Dodatkowym
elementem
umożliwiającym
działanie systemu w sieci szkół nie posiadających
stałego połączenia z serwerem, jest moduł modemowy.
Umożliwia on skopiowanie danych testów i studentów
z serwera głównego na utworzony serwer lokalny. Po
przeprowadzeniu
lokalnego
zaliczania
testów,
nauczyciel wysyła wyniki na serwer.
3. Budowa systemu
System ten to rozbudowana aplikacja internetowa. Za
pomocą języka PHP przeprowadzane jest dynamiczne
generowanie dokumentów HTML na podstawie zapytań
wydawanych przez użytkownika. Wszelkie informacje
są zgromadzone w bazie danych MySQL.
Do napisania tej aplikacji wykorzystano
następujące narzędzia:
• MySQL – serwer baz danych,
• Apache – serwer WWW
• język skryptowy PHP działający po stronie
serwera
• język skryptowy Javascript działający po stronie
klienta
• język HTML
Do głównych zadań systemu należą:
•
tworzenie testów egzaminacyjnych
•
przydzielanie testów grupom studentów
•
przeprowadzanie zaliczania testów
•
tworzenie ankiet i sond
•
analiza i prezentacja graficzna wyników ankiet
i sond
•
administrowanie i zarządzanie studentami i
grupami studentów
•
administrowanie i zarządzanie nauczycielami
• zarządzanie strukturą semestrów i kierunków
W systemie występują trzy rodzaje użytkowników:
• studenci
• nauczyciele
• administratorzy
Każdy z użytkowników posiada zadania
charakterystyczne dla jego typu. Poniżej zdefiniowano
główne zadania jakie mogą wykonywać poszczególne
grupy użytkowników systemu.
4. Zarządzanie studentami i grupami w systemie
Panel administracyjny umożliwia tworzenie
i zarządzanie strukturą uczelni. Dzięki odpowiednim
funkcjom mamy dostęp do wszystkich ustawień
systemu.
Na początku tworzenia struktury należy ustalić rok
akademicki, dla którego będziemy tworzyć schemat
organizacyjny. Istnieje możliwość wprowadzania
schematu dla dwóch kolejnych lat akademickich.
Następnie w odpowiednich zakładkach wprowadza się
nazwy kierunków oraz zajęcia jakie będą prowadzone
w ramach danych kierunków.
Oczywistą sprawą jest moduł do wprowadzania
studentów i nauczycieli. Umożliwia on obejrzenie
danych osobowych studenta czy nauczyciela.
PWT 2004, Poznań 9 - 10 grudnia 2004
Kolejną ważną i rozbudowaną funkcją panelu
administratora jest moduł do zarządzania grupami
studentów. Dzięki niemu tworzymy nowe grupy
studentów, przydzielamy je do odpowiednich kierunków
i lat akademickich. Do stworzonych grup przypisuje się
następnie studentów. Dla każdego roku studiów określa
grupę studenta. Może być to ta sama grupa lub student
może zostać przeniesiony do innej grupy. Dopełnieniem
funkcjonalności tego modułu jest możliwość dodawania
i usuwania grup. W systemie istnieją mechanizmy
uniemożliwiające przydzielenie studenta będącego na
kierunku np. informatyka do grupy przydzielonej dla
innego kierunku.
Jeśli mamy już ustalone grupy studentów i ustaloną
strukturę należy przydzielić nauczycieli do zajęć
w poszczególnych grupach. Do tego wykorzystywany
jest kolejny moduł – „Przydzielanie zajęć”. Po wybraniu
semestru wybieramy przedmiot, nauczyciela który ma
prowadzić te zajęcia oraz grupy w których ten
nauczyciel będzie te zajęcia prowadził. Postępując
analogicznie przypisujemy nauczycielom zajęcia. Dzięki
specjalnej wyszukiwarce, można wyświetlić zajęcia jakie
są przypisanego dla określonych semestrów oraz
nauczycieli jacy mają prowadzić te zajęcia.
Wyszukiwanie odbywa się wg. semestru, kierunku lub/i
nauczycieli.
Rys 1. Przydzielanie nauczycieli do zajęć
Osobnym tematem jest system sprawdzania
wiedzy. W naszym przykładzie wiedza sprawdzana jest
za pomocą testów (moduł do ich tworzenia zostanie
opisany później). W prezentowanej aplikacji ustalono, że
zaliczenie danego przedmiotu odbywa się na podstawie
zaliczonych testów, które stanowią minimum określone
przez nauczyciela. W ten sposób nauczyciel odpowiada
za zaliczenie studentowi danego przedmiotu.
Zaliczeniem całego semestru zajmuje się już
administrator. Istnieje możliwość zaliczenia semestru
w trybie warunkowym. Jest to możliwe tylko dla
studentów, którzy nie zaliczyli maksymalnie dwóch
przedmiotów.
W systemie mogą być również zajęcia, z których
nie ma konieczności przeprowadzania testów lub student
dostaje oceny za prace dodatkową. Ten sposób jest
określany przez nauczyciela.
2
www.pwt.et.put.poznan.pl
5. Moduł sprawdzania wiedzy
Przy pomocy modułu ‘test’ można tworzyć testy
wedle własnych wymagań. Dostępne są następujące
funkcje:
• wybór rodzaju testu: jednokrotnego lub
wielokrotnego wyboru
• tworzenie puli pytań
• tworzenie i obsługa pytań z elementami
graficznymi, muzycznymi
oraz filmowymi
• możliwość przydzielania wag do pytań
• określanie skali ocen
• przydzielanie danego testu studentom
dzięki bibliotece - php_gd2.dll. Ostatnim etapem jest
określenie wyglądu ankiety, poprzez wybór kolorów
poszczególnych jej elementów. Tworzenie sond odbywa
się w sposób analogiczny. Różnica polega tylko na tym,
że sondy umożliwiają wpisywanie przez ankietowanego
uzasadnień podjętej decyzji. Twórca ankiety czy sondy
może je w prosty sposób edytować, usuwać lub oglądać
zgromadzone wyniki.
Rys 3. Wyniki ankiety w postaci wykresu liniowego
poziomego
7. Moduł modemowy
Rys 2. Włączenie testu
Studenci mogą zaliczać tylko włączony im w danej
chwili test. Gdy student zacznie rozwiązywać test, to na
podstawie parametrów testu losowana jest odpowiednia
pula pytań. Generowanie testu jest realizowane na
zasadzie losowania pytań z poszczególnych podgrup
i dopasowanie liczby pytań i punktacji do wymaganej
maksymalnej liczby punktów. Testu nie można
przydzielić, jeśli liczba pytań w puli jest mniejsza niż
liczba wymaganych pytań w teście. W trakcie trwania
zaliczenia studenci widzą wszystkie pytania oraz czas
jaki pozostał im do zaliczenia testu. Gdy są pewni, że
udzielili prawidłowych odpowiedzi mogą zakończyć
zaliczanie i na podstawie udzielonych przez nich
odpowiedzi wyliczana jest ocena. W trakcie trwania
zaliczenia nauczyciel może podglądać kto jeszcze
zalicza test. W przypadku, gdy student przekroczy czas
zdawania testu, to test jest automatycznie przerywany
i student automatycznie zostaje przeniesiony na stronę
z wynikami.
6. Ankietowanie i sondowanie
Moduł do tworzenia ankiet i sond uzupełnia
funkcjonalność systemu umożliwiając nauczycielom lub
władzom uczelni zasięganie opinii studentów, zbierania
uwag o działaniu uczelni, itp.
Tworzenie nowej ankiety odbywa się w trzech
krokach. W ich trakcie ustala się nazwę, typ, liczbę
możliwych odpowiedzi, podaje pytania ankiety oraz
możliwe odpowiedzi. Następnie wybiera się typ
wykresu. Wykresy są dynamicznie generowane na
podstawie danych zgromadzonych w bazie danych,
PWT 2004, Poznań 9 - 10 grudnia 2004
Jednym z dużych atutów tego systemu jest
możliwość jego implementacji w szkołach nie
posiadających stałego dostępu do Internetu i stałej
łączności z bazą danych. Dzięki temu modułowi można
utworzyć lokalny mini-system oraz lokalne serwery bazy
danych i WWW.
Jeśli nauczyciel zechce przeprowadzić dany test
określonej grupie studentów, to wystarczy jeśli połączy
się z serwerem głównym systemu, pobierze na lokalny
serwer dane o teście oraz grupę studentów. Dalsza praca
odbywać się już będzie na lokalnym serwerze. W minisystemie nauczyciel ma możliwość przydzielenia
pobranego testu grupie studentów i przeprowadzenia
jego zaliczenia. Po przeprowadzeniu testu/ów należy po
raz drugi połączyć się z serwerem i odesłać wyniki testu.
Po wysłaniu wyników, na serwerze lokalnym usuwane
są wszelkie informacje o przeprowadzonym teście.
8. Zakończenie
Na podstawie tego systemu widzimy, że
wykorzystując darmowe narzędzia można napisać dość
złożoną aplikację do obsługi szkoły. Przedstawiony
system można rozbudowywać o kolejne elementy.
W zależność od typu szkoły możemy do systemu
wprowadzić nowe moduły takie jak: elektroniczna
gazetka szkolna, zarządzania planem zajęć, tworzenie
świadectw, zarządzanie skrzynką pocztową z poziomu
strony WWW, forum dyskusyjne szkoły.
Każda uczelnia czy szkoła dzięki zastosowaniu
narzędzi internetowych może napisać własną aplikację.
Istotną sprawą jest to, że system taki może być
obsługiwany z dowolnego miejsca za pomocą
przeglądarki www.
3
www.pwt.et.put.poznan.pl
8. Literatura
[1] Converse T, Park J.: PHP4 Biblia. Gliwice 2001.
[2] Welling L, Thomson L,.: PHP i MySQL. Gliwice
2002.
[3] Coburg R.: SQL. Gliwice 2001
PWT 2004, Poznań 9 - 10 grudnia 2004
4