МГУ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М. В. ЛОМОНОСОВА
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
250 лет МГУ

Лавров Е.А., Клименко А.В., Палт М.В., Трубников Ю.В.

Система компьютерного управления университетом
Москва
ТЕИС
2005

Введение
В брошюре представлено краткое описание системы автоматизации учебного процесса - Программный комплекс «УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС» для вузов. Данная система внедрена в ряде вузов Украины и в течение 2004/2005 учебного года ведется опытная эксплуатация на Экономическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова в части составления расписания занятий и сессий, учета нагрузки ППС, использования аудиторного фонда. Это лишь первый шаг на пути автоматизации управления учебным процессом, без которого трудно представить себе реализацию концепции развития экономического факультета.

Увеличение количества студентов, учебных курсов, образовательных программ, дисциплин по выбору, переход на новые учебные планы и систему учета их выполнения (кредитные часы), усиление роли самостоятельной работы и возможности ее контроля и учета при сохранении, а иногда и уменьшении материальных ресурсов и обеспечивающего персонала, резко осложнило процесс реализации учебного процесса. При составлении расписания занятий приходится учитывать множество факторов: выполнение рабочих планов, ограничения аудиторного фонда, возможности ППС, аудиторной нагрузки студентов, меняющийся состав учебных групп при изучении различных курсов, индивидуальные пожелания преподавателей. Зачастую возникают непреодолимые противоречия. Использование автоматической системы составления расписания позволяет рациональным образом разрешить эти противоречия и избежать различных ошибок, таких как: планирование занятия без закрепления аудитории, одновременного чтения различных курсов для одних и тех же групп, одновременного «проставления» одного и того же преподавателя в разных аудиториях и т.п.

Использование системы позволяет руководителям кафедр и подразделений, а также руководству факультета планировать, распределять и учитывать нагрузку преподавателей, оперативно ее корректировать и оптимизировать, производить необходимые замены в случае болезни или командировки преподавателей, контролировать выполнение учебной нагрузки, выявлять наличие свободных аудиторий и возможностей студентов при необходимости назначения дополнительных занятий, консультаций, контактных часов, контрольных, собраний.

В свою очередь, эффективное функционирование системы невозможно при отсутствии административной дисциплины введения исходной информации: учебных и рабочих планов, аудиторного фонда, состава ППС, конкретных возможностей преподавателей и т.д.
К достоинствам системы следует отнести:
- высокий уровень отладки программного продукта, который определяется 10-летним опытом использования системы в нескольких вузах;
- высокую оперативность настройки системы к особенностям учебного процесса конкретного вуза;
- возможность функционирования системы в локальных сетях различного уровня (факультетских, вузовских), что позволяет расширить круг пользователей (студентов и преподавателей) для их оперативного обеспечения необходимой информацией.

Результаты работы системы могут быть также доступны в Internet в интерактивных режимах с разграничением доступа.
Таким образом, использование системы позволяет не только повысить качество планирования учебного процесса, но и оперативность управления им. Данная система охватывает практически все аспекты, связанные с автоматизацией учебного процесса, но сегодня на экономическом факультете она используется примерно на 10% своей мощности. Освоение сотрудниками факультета этой или подобной системы позволит в будущем резко повысить эффективность учебного процесса.

2. Функции программного комплекса "Компьютерное управление вузом"

Комплекс представляет собой единую информационную систему, использующую технологию "клиент-сервер". Информацию о возможностях системы можно получить из анализа главного меню программного комплекса (рис. 2.1.). В качестве сервера баз данных может быть любая СУБД. Рассмотрим задачи комплекса и их возможности.

2.1. "Учебные и рабочие планы, графики учебного процесса"

Назначение и краткое описание.
Учебные и рабочие планы создаются и хранятся на каждый учебный год приема. При создании учебного плана сразу, автоматически создаются рабочие учебные планы на все курсы вперед.

Рис. 2.1 - Главное меню программного комплекса

В случае любой корректировки в учебном плане (добавлении или удалении дисциплины, изменении часов, видов контроля, кафедры, за которой закреплена дисциплина) сразу, автоматически осуществляются соответствующие изменения в рабочем учебном плане, нагрузке, штатах, расписаниях занятий, в деканате (успеваемость), методическом отделе, в нагрузках преподавателей, т.е. во всех модулях, связанных с учебными планами.

Основные функции и характеристики.
1. Ведение учебных планов на каждый год приема.
2. Ведение рабочих учебных планов.
3. Функции связи с учебной нагрузкой, штатами и расписанием занятий и другими модулями (перерасчет или изменение).
4. Ведение графиков учебного процесса и их связь с расписанием занятий. Расчет бюджета и статистики по учебным планам.

2.2. "Расчет нагрузки и штатов"

Назначение и краткое описание.
Предназначен для расчета нагрузки на кафедрах, штатов по учебному заведению и кафедрам, почасового фонда.

Основные функции и характеристики.
1. Задание любых правил расчета нагрузки и штатов в специальных диалоговых окнах.
2. Расчет общей нагрузки по учебному заведению.
3. Расчет подробной нагрузки по кафедрам.
4. Расчет штатов по учебному заведению с учетом количества студентов на одного преподавателя по формам обучения (дневная, заочная) и с учетом уровней подготовки (младший специалист, бакалавр, специалист и магистр).
5. Расчет штатов по кафедрам по правилу средней нагрузки или по правилу количества студентов.
6. Расчет средней нагрузки по должностям по учебному заведению и определение диапазонов минимальной и максимальной нагрузки по должностям.
7. Расчет нагрузки и штатов по аспирантуре.
8. Расчет штатов отдельно по бюджетному и контрактному обучению, по дневному и заочному отделениям, аспирантуре и иностранным студентам с детализацией по каждой специальности и кафедре.
9. Расчет почасового фонда на учебное заведение и на кафедры.
10. Возможность перевода нагрузки из штата в почасовой фонд и ее автоматический баланс.

2.3. "Распределение нагрузки между преподавателями"

Назначение и краткое описание.
Используется для распределения учебной нагрузки между преподавателями. Правила расчета нагрузки задаются в специальном диалоговом окне и могут изменяться и задаваться пользователем в соответствии с новыми правилами расчета. В случае изменения контингента студентов, количества групп, изменения часов по дисциплине, видов контроля, добавления или удаления дисциплины в учебном плане и т.п. осуществляется автоматический перерасчет нагрузки кафедр, а в распределенной нагрузке выполняются коррективы в соответствии с общей кафедральной нагрузкой.

Основные функции и характеристики.
1. Расчет средней нагрузки каждого преподавателя исходя из диапазонов минимальной и максимальной нагрузки по должности, ставки, штатов на кафедре и общей кафедральной нагрузки.
2. Распределение нагрузки преподавателям осуществляется путем подстановки из списка фамилий на распределяемые часы, т.е. часы с клавиатуры не вводятся, что значительно ускоряет процесс распределения нагрузки и полностью устраняет всевозможные ошибки при распределении.
3. Контроль текущего состояния распределения нагрузки. При выборе преподавателя во время распределения сразу отображается его полная нагрузка по семестрам и за год, а так же цветом сигнализируется уровень нагрузки в зависимости от диапазонов минимальной и максимальной нагрузки по должности и ставке.
4. Контроль распределения почасового фонда. Если преподавателям- почасовикам распределено больше часов, чем рассчитано почасовки на кафедре, то это сигнализируется цветом на преподавателях почасовиках этой кафедры.
5. Просмотр и анализ распределяемой, распределенной и не распределенной нагрузок на кафедрах.
6. Задание необходимых аудиторий или групп аудиторий по дисциплинам для составления расписания занятий.
7. Автоматическая проверка на возможные накладки в расписаниях занятий. Если расписание составлено и осуществляется перераспределение нагрузки, то в случае возникновения накладки указываются дни и пары, где при замене возникают накладки, а сама замена не происходит. В случае если при замене накладки не возникают, преподаватель автоматически подставляется в расписание.
8. Контроль и анализ выполнения нагрузки.
9. Ведение индивидуального плана.

2.4. "Автоматическое формирование расписаний дневного отделения"

Назначение и краткое описание.
Предназначен для автоматического формирования расписаний дневного отделения. Этот модуль используется совместно с модулем "Диалоговое формирование расписаний дневного отделения". В самом алгоритме заданы десятки различных правил, критериев и ограничений. Перед формированием расписаний с помощью этого модуля на основе введенных ограничений и закреплений по аудиториям, группам аудиторий и преподавателям, а также заданной сменности факультетов или курсов выявляются и устраняются или уменьшаются возможные тупиковые ситуации.

Основные функции и характеристики.
1. Позволяет оптимально подобрать сменности факультетов и курсов с тем, чтобы уменьшить возможные перегрузки по аудиториям, группам аудиторий или преподавателям на сменах.
2. Выявляет все возможные тупиковые ситуации до составления расписания для принятия решения по их устранению или уменьшению.
3. Позволяет просмотреть и изменить нагрузку на каждой смене по аудиториям, группам аудиторий, преподавателям или студенческим группам для уменьшения возможных переборов по занятости.
4. Позволяет устанавливать дополнительные правила формирования расписаний.
5. Учет ограничений по преподавателям двух типов: А) по дням недели и парам; Б) по календарным дням (например, отпуск, выезд).
6. Учет в расписании недель, по которым проводятся учебная практика среди семестра.
7. Возможность деления группы до 2-х подгрупп, с возможностью проставления их как на одной паре, но в разных аудиториях, так и разное время.
8. Возможность проставления по дисциплине на одной паре до 3-х аудиторий и преподавателей.

2.5. "Диалоговое формирование расписаний дневного отделения"

Назначение и краткое описание.
Предназначен для диалоговой работы с расписанием (формирование или его корректировка). Данные к расписанию не вводятся. Они полностью берутся в модуле "Распределение нагрузки между преподавателями".

Основные функции и характеристики.
1. Проставление дисциплин с указанием различных вариантов возможных назначений (дни, пары и недели).
2. Всевозможный анализ занятостей при проставлении дисциплины для выбора наилучшего или необходимого варианта.
3. Функции работы с расписанием (замена аудиторий, снятие дисциплины из расписания, проставление дополнительных консультаций или занятий и т.д.).
4. Возможность работы с расписаниями в двух режимах: по потокам или по группам.
5. Контроль текущего состояния расписаний.

2.6. "Диалоговое формирование расписаний заочного отделения"

Назначение и краткое описание.
Предназначен для диалоговой работы с расписанием (формирование или его корректировка). Данные к расписанию не вводятся. Они полностью берутся в модуле "Распределение нагрузки между преподавателями".

Основные функции и характеристики.
1. Автоматическое определение дисциплин, которые относятся к сессии, установочной сессии и первой установочной сессии.
2. Проставление дисциплин с указанием различных вариантов возможных назначений (дни, пары и недели).
3. Всевозможный анализ занятостей при проставлении дисциплины для выбора наилучшего или необходимого варианта.
4. Функции работы с расписанием (замена аудиторий, снятие дисциплины из расписания и т.д.).
5. Проставление экзаменов, зачетов, приема курсовых работ и дополнительных консультаций по дисциплинам у групп.
6. Возможность работы с расписаниями в двух режимах: по потокам или по группам.
7. Контроль текущего состояния расписаний.

2.7. "Расписание экзаменов дневного отделения"

Назначение и краткое описание.
Используется для формирования или корректировки расписаний экзаменационной сессии [проставление или снятие с расписания экзаменов, консультаций перед экзаменами, зачетов (в случае необходимости), назначение пересдач].

2.8. "Диспетчер занятости аудиторий и преподавателей"

Назначение и краткое описание.
Предназначен для просмотра и анализа занятостей аудиторного фонда, преподавателей, студенческих групп и назначения дополнительных занятий.

Основные функции и характеристики.
1. Просмотр занятости аудиторного фонда в различных видах и режимах.
2. Просмотр занятости преподавателя (расписание преподавателя).
3. Просмотр списка занятий на выбранный день и/или пары или экзаменов на конкретный день.

2.9. "Деканат"

Назначение и краткое описание.
Предназначен для ведения учебных карточек студентов, формирования любых запросов на выборку информации из карточек студентов, формирования приказов по студентам, получения информации о движении контингента студентов, учета трудоустройства студентов.

Основные функции и характеристики.
1. Ведение учебных карточек студентов.
2. Формирование студенческих групп и связь с подсистемой абитуриент.
3. Формирование различных запросов и списков по карточкам студентов.
4. Формирование и ведение всех видов приказов.
5. Автоматическое формирование любых отчетов и за любой период по движению контингента студентов на основе приказов.
6. Учет и контроль трудоустройства студентов.
7. Воинский учет и контроль студентов.
8. Учет и контроль лицензирования специальностей.

2.10. "Деканат (успеваемость)"

Назначение и краткое описание.
Предназначен для ведения, контроля, анализа и получения статистики по успеваемости студентов, посещаемости занятий и сдачи текущих аттестаций. Для ведения успеваемости подготовительная работа не нужна. Вся необходимая информация (список дисциплин, фамилии и номера зачеток студентов, признак оплаты за обучение и т.д.) берется с других задач.

Основные функции и характеристики.
1. Ведение экзаменационной сессии (ввод и анализ результатов по экзаменационным ведомостям).
2. Сводная ведомость сдачи экзаменационной сессии студентами группы.
3. Автоматический анализ допуска студентов к сдачи дисциплин.
4. Формирование экзаменационных ведомостей и листов (хвостовок) с учетом допуска студентов.
5. Формирование всевозможной статистики итогов сдачи сессии.
6. Динамика успеваемости студентов по семестрам и общая.
7. Формирование выписок из экзаменационных ведомостей (вкладыш к диплому).
8. Всевозможная статистика итогов сдачи сессии по преподавателям.
9. Учет, контроль и статистика посещаемости студентов.
10. Ведение и анализ текущих аттестаций студентов.
11. Расчет стипендии и формирование стипендиальных ведомостей.

2.11. "Методическое обеспечение"

Назначение и краткое описание.
Предназначен для ведения, контроля, анализа обеспеченности учебных дисциплин рабочими программами и методическим обеспечением, а также получения всевозможной статистики и списков.

2.12. "Отдел кадров"

Назначение и краткое описание.
Предназначен для ведения личных дел сотрудников учебного заведения, формирования любых запросов на выборку информации по личным делам, формирования приказов, формирования штатного формуляра, ведения графиков отпусков, учета и анализа стажировки и переподготовки ППС, формирования любой статистики и отчетности. Прием сотрудников осуществляется только через приказ при условии, что сотрудник был проведен через вакантное место в модуле "Планово-финансовый отдел".

2.13. "Планово-финансовый отдел"

Назначение и краткое описание.
Предназначен для расчетов окладов по преподавателям (с учетом всех доплат), определения объемов финансирования по видам (бюджетное и вне- бюджетное), ведения, контроля и анализа выполнения почасового фонда и определения объемов финансирования, учета и контроля оплаты студентами за обучение, ведения штатного расписания, определения вакансий, получения различной отчетной статистики. При приеме сотрудников осуществляется контроль соответствия учебной нагрузки и ставки, на которую принимается сотрудник и определяется его оклад.

2.14. "Аспирантура"

Назначение и краткое описание.
Предназначен для ведения личных дел аспирантов и докторантов, учета и контроля сдачи кандидатских экзаменов, ведения нагрузки по аспирантуре, формирования различных списков и статистики.

3. Принципы функционирования

Программный комплекс построен в соответствии с принципами архитектуры "клиент-сервер". Организована система регистрации пользователей и установки прав доступа. Каждый пользователь имеет свое имя и пароль. Количество пользователей, работающих с комплексом, не ограничивается, т.е. отсутствует понятие количества приобретаемых лицензий на клиентские места. Каждому пользователю администратор комплекса задает набор функций, необходимый для эффективной работы, а также определяет стратегии доступа к данным.

Функционирует система аудита, с помощью которой можно проанализировать активность работы каждого пользователя на протяжении месяца в часах, увидеть время простоя и функции, активизированные пользователем в текущий момент времени. Реализована и функция обмена сообщениями между пользователями. Принципы организации работы комплекса представлены на рисунке 3.1.

4. Требования к программному и техническому обеспечению

Требования к оборудованию:
- Сервер - любая PC Intel Pentium от 256 Мб RAM, от 5 Гб HDD, процессор любой.
- Клиентские станции - любые PC Intel Pentium, на которых устойчиво функционирует Windows NT от 128 Мб RAM, от 1 Гб HDD, процессор любой.
- Локальная сетевая среда - от 10 Мбит.
- Оборудование для резервного копирования баз данных.
- СУБД: InterBase, Informix, Oracle, MS SQL, Yafill, Firebird.

5. Представление результатов в Internet

В Internet оперативно доступны:
- учебные планы;
- методическое обеспечение дисциплин учебного плана;
- тесты контроля знаний по дисциплинам;
- расписание занятий студенческих групп и преподавателей;
- успеваемость студентов;
- посещаемость студентами занятий;
- рейтинг студентов (по дисциплине, семестровый рейтинг, за все время обучения).
Оперативное представление информации в Internet позволяет использовать программный комплекс в качестве базовой платформы для развития системы дистанционного образования, поскольку обеспечена реализация основных блоков функций, необходимых для его функционирования:
- организация доступа к образовательным ресурсам;
- организация учета и контроля учебных достижений студентов.

6. Принципы построения интерфейса

Основными требованиями к интерфейсу, которые были положены в основу разработки, являются:
- минимизация количества уровней вложенности меню;
- максимизация информативности каждой экранной формы;
- многофункциональность экранных форм;
- эргономическая проработка технических решений;
- принятие проектных решений на основе проведения экспертизы качества экранных форм и системы навигации.
Подход к построению интерфейсов может быть проиллюстрирован примерами некоторых видеограмм (рис.6.1.-6.13.).

Рис. 6.1 Учебный план (комплекс задач 2.1. "Учебные планы")

Рис. 6.2 Расчет учебной нагрузки и штатов кафедр (комплекс задач 2.2.)

Рис. 6.3 Распределение нагрузки между преподавателями (комплекс задач 2.3)

Рис. 6.4 Анализ данных к автоматическому составлению расписания занятий дневного отделения (комплекс задач 2.4)

Рис. 6.5 Форма для работы с расписанием дневного отделения (комплекс задач 2.5)

Рис. 6.6 Форма для работы с расписанием заочного отделения (комплекс задач 2.6)

Рис. 6.7 Занятость аудиторного фонда (комплекс задач 2.8)

Рис. 6.8 Занятость преподавателей (комплекс задач 2.8)

Рис. 6.9 Карточка студента (комплекс задач 2.9 "Деканат")

Рис. 6.10 Успеваемость студентов (комплекс задач 2.10. "Деканат")

Рис. 6.11 Анализ методического обеспечения дисциплин (комплекс задач 2.11 "Методическое обеспечение")

Рис. 6.12 Личное дело сотрудника (комплекс задач 2.12 "Отдел кадров")

Рис. 6.13 Рабочий журнал планово-финансового отдела (комплекс задач 2.13 "ПФО")

Выделяются два типа выходных форм:
- документы, структура которых специально настроена под требования вуза и утверждена в установленном порядке, например, приказы, типовые отчеты по форме министерства и т.п.;
- документы, необходимые пользователям в процессе текущей работы, т.е. разного рода справки и отчеты, например, сводка о результатах сессии по группе, курсу, факультету, университету; справка о качественном составе преподавательских кадров; отчет об изменении контингента студентов за заданный период и т.п.
Особенностью подхода является обеспечение возможности пользователям настраивать структуры выходных документов под персональные информационные потребности.

При этом предусматривается допустимость формирования как структуры документа, так и "создания" уникальной формы документа по принципу "под себя". Механизм подстройки основан на специально разработанном языке макросов.
Приведем примеры наиболее часто используемых (в подсистеме "Деканат") типов приказов:
• отчисление
• зачисление
• перевод внутри вуза
• восстановление (если был отчислен)
• предоставление академотпуска
• возвращение из академотпуска
• уход в длительный отпуск
• возвращение из длительного отпуска
• продление отпуска
• повторное обучение
• изменение формы обучение
• изменение фамилии
• индивидуальный график обучения
• досрочная сдача сессии
• продление сессии
• присвоение квалификации
• допуск к госэкзаменам
• выпускной
• перевод на следующий курс
• на практику
• на дипломирование
• на назначение старосты
• на поселение в общежитие
• на назначение стипендии

Существуют типовые перечни приказов и для других подсистем, таких, например, как "Отдел кадров", "Аспирантура". Предусмотрена возможность формирования любого другого, кроме типового, необходимого приказа. При этом следует отметить, что ощутимый эффект от автоматизации достигается только в случае, когда исключительно все приказы готовятся средствами информационной системы (с одновременным внесением изменений в базы данных) и оформляются исключительно в установленном порядке. Пример одной из возможных выходных форм приведен на рисунке 7.1

7.1. Статистика сдачи осенней сессии по количеству студентов

Пример выходной формы "Расписание занятий" в одном из возможных представлений приведен на рис.7.2

Рис. 7.2 Пример расписания занятий курса

Выводы
Автоматизированная система управления апробирована в течение более чем 10 лет в вузах Украины и России. За этот период выяснилось, что она позволяет существенно улучшить качество управления учебным процессом; создает условия для перехода на кредитно-модульную систему обучения и является надежной платформой для дистанционного обучения. Все результаты работы системы доступны в Internet. Опыт внедрения системы в различных вузах свидетельствует о необходимости специальной настройки программы к имеющимся, как правило, особенностям, которые могут быть осуществлены достаточно оперативно. Система постоянно развивается и допускает возможность подключения новых модулей и настройки на изменяющиеся условия учебного процесса и особенности законодательства.

Опытная эксплуатация системы на Экономическом факультете МГУ в течение 2004/2005 учебного года привела к следующим результатам:
• в августе 2004 г. и в январе 2005 г. с помощью системы были составлены расписания учебных занятий бакалавриата при весьма жестких ограничениях (недостаточность аудиторного фонда, занятость пофессорско-преподавательского состава, высокая загруженность студентов, одновременная реализация разных учебных планов).
• в течение осеннего семестра 2004/2005 уч. года с помощью системы велось оперативное управление текущим учебным процессом.
• наряду с бакалавриатом, система также начала внедряться в магистратуре Экономического факультета при организации модульного учебного процесса.
• с помощью системы также обслуживаются все виды дополнительного образования на факультете.
• развернуты автоматизированные рабочие места у заместителя декана по учебной работе, в учебной части магистратуры, на кафедрах математических методов анализа экономики, экономики предприятия основ предпринимательства, макроэкономического регулирования и планирования, английского языка, у заведующего компьютерными классами, в иностранном отделе, лаборатории устной речи.

Использование системы дало положительные результаты: снизилось количество ошибок в расписании, сократились время и трудозатраты при планировании учебного процесса, повысилась оперативность управления учебным процессом, иинформированность руководства деканата, кафедр и служб. Дальнейшая опытная эксплуатация системы направлена на централизацию диспетчерских функций в рамках диспетчерской службы факультета, установку рабочих мест на всех кафедрах факультета и обучение сотрудников кафедр работе на них. В настоящее время авторы работают над модернизацией системы, связанной с переходом вузов к новой организации учебного процесса в рамках Болонского процесса.