Информационно-справочная система средней общеобразовательной школы

Информационно-справочная система  средней общеобразовательной школы

 

Введение

 

Основные идеи современной информационной технологии базируются на концепции, согласно которой данные должны быть организованы в базы данных с целью адекватного  отображения изменяющегося реального мира и удовлетворения информационных потребностей пользователей. Эти базы данных создаются и функционируют под управлением специальных программных комплексов, называемых системами управления базами данных (СУБД).

Увеличение  объема и структурной сложности хранимых данных, расширение круга пользователей информационных систем привели к широкому распространению наиболее удобных и сравнительно простых для понимания реляционных (табличных) СУБД.

База данных – это организованная структура, предназначенная для хранения информации. Сегодня большинство систем управления базами данных (СУБД) позволяют размещать в своих структурах не только данные, но и методы (то есть программный код), с помощью которых происходит взаимодействие с потребителем или с другими программно-аппаратными комплексами. Таким образом, в современных базах данных хранятся отнюдь не только данные, но и информация.

Это утверждение  легко пояснить, если, например, рассмотреть  базу данных крупного банка. В ней  есть все необходимые сведения о клиентах, об их адресах, кредитной истории, состоянии расчетных счетов, финансовых операциях и т.д. Доступ к этой базе имеется у достаточно большого количества сотрудников банка, но среди них вряд ли найдется такое лицо, которое имеет доступ ко всей базе полностью и при этом способно единолично вносить в нее произвольные изменения. Кроме данных, база содержит методы и средства, позволяющие каждому из сотрудников оперировать только с теми данными, которые входят в его компетенцию. В результате взаимодействия данных, содержащихся в базе, с методами, доступными конкретным сотрудникам, образуется информация, которую они потребляют и на основании которой в пределах собственной компетенции производят ввод и редактирование данных.

С понятием базы данных тесно связано понятие системы управления базой данных. Это комплекс программных средств, предназначенных для создания структуры новой базы, наполнения ее содержимым, редактирования содержимого и визуализации информации. Под визуализацией информации базы понимается отбор отображаемых данных в соответствии с заданным критерием, их упорядочение, оформление и последующая выдача на устройство вывода или передача по каналам связи.

В мире существует множество систем управления базами данных. Несмотря на то, что они могут по-разному работать с разными объектами и предоставляют пользователю различные функции и средства, большинство СУБД опираются на единый устоявшийся комплекс основных понятий. Это дает нам возможность рассмотреть одну систему и обобщить ее понятия, приемы и методы на весь класс СУБД.

В данном проекте решается задача построения БД и программной информационно-справочной системы средней общеобразовательной школы.

В современном обществе все большее значение приобретает умение учиться, формирующееся еще в детстве. Важным показателем этого умения является школьная успеваемость, которая у определенного количества детей не достигает минимального уровня. Практика показывает, что слабая успеваемость - многогранное явление, имеющее сложную структуру и происхождение.

Несмотря на накопленный школой опыт, а в ряде случаев и ликвидации  отставания детей в учебе, эта проблема остается актуальной в педагогике.

Теоретический анализ состояния проблемы показал, что существуют различные виды слабой успеваемости. Их выделяют по тем или иным параметрам, из которых основными являются глубина и стойкость. Различают в зависимости от стойкости кратковременную, относительно стойкую и длительную, а в зависимости от глубины неглубокую, среднюю и глубокую слабую успеваемость.

Анализ психолого-педагогической литературы показал, что, несмотря на большое число исследований, некоторые ключевые вопросы обучения слабоуспевающих учащихся остаются в тени и требуют более полного изучения. Недостаточно раскрыты формы и методы, приводящие слабоуспевающих детей к достижению успехов в условиях совместного обучения с более сильными учащимися. Не уделяется внимание вопросам профилактики слабой успеваемости, требует более глубокой проработки  проблема факторов, определяющих успешность обучения.

Немаловажный фактор, влияющий на успеваемость школьника играет контроль со стороны родителей. Особенно это касается тех детей, которые учатся и проживают в общежитиях, предоставляемые интернат-школами.

Современный этап развития образования характеризуется широким внедрением в учебный процесс компьютерных технологий. Они позволяют выйти на новый уровень обучения, открывают ранее недоступные возможности как для учителя, так и для учащегося. Информационные технологии находят свое применение в различных предметных областях на всех возрастных уровнях, помогая лучшему усвоению как отдельных тем, так и изучаемых дисциплин в целом.

Персональный компьютер (ПК) помогает учащимся самоутверждаться, реализовывать свои знания в практической деятельности, творчески решать учебные задания. Сегодня целесообразность применения компьютерных технологий в среднем и старшем звеньях школьной системы очевидна. Навыки пользователя ПК и рынок обучающих программ, мультимедийных справочников, Интернет открывают большие возможности самообразования. Облегчение доступности базы знаний за счет применения постоянно совершенствующихся средств мультимедиа (цветовое и звуковое оформление, анимация) и методик дистанционного обучения (обучающе-контролирующие программы, диалоговый режим, различные уровни сложности) изменяет ролевую функцию учителя в образовательном процессе. Роль учителя как носителя и распространителя информации отходит на второй план, а доминирующей становится роль интерпретатора знаний.

Главным становится научить пользоваться новым знаниями, правильно внедрить их в интеллектуальную среду обучающихся, акцентировать тематические и межпредметные связи, сформировать устойчивые навыки практического применения знаний, развить на их основе мыслительные и творческие способности учеников, обеспечить выход на более высокий уровень образовательного процесса.

В настоящий момент по всему миру во всех школах стоит вопрос повышения уровня знаний  школьников, а также  серьезной проблемой обучения становится оптимизация учебного процесса.

Чтобы добиться этого, необходимо внедрение механизма, способного решить эту задачу. В роли этого механизма может выступать автоматизированная информационная система средней общеобразовательной школы. Чтобы лучше понять необходимость таких систем, необходимо посмотреть на это с точки зрения концепции научных революций.

Как и в науке, в которой на смену одной парадигмы приходит другая, в связи с тем, что нормальная наука уже не справляется с задачами, решаемыми в рамках старой парадигмы, так и педагогике приходится изменять некоторые правила. Иначе, если все время решать “задачи-головоломки”, как это делает нормальная наука в рамках одной парадигмы, можно прийти в тупик. Также дела обстоят и в учебно-воспитательной  программе школы, если все время пытаться решать проблемы, применяя старые методы в учебно-воспитательной работе.

Как повысить успеваемость? Это вопрос задается каждый день педагогами. Вести контроль можно как в рамках школы, так и привлекая самих родителей.

Говоря о привлечении родителей, можно сказать о собраниях, проводимых в школах, на которых обсуждаются вопросы, касающиеся успеваемости. Но тут же назревает ряд вопросов: “А могут ли посещать все родители эти собрания? Могут ли классные руководители встречаться конкретно с каждым родителем и обсудить наедине проблемы, касающиеся конкретного школьника?”

Отсутствие родителей на собраниях объясняется тем, что школа может представлять собой школу-интернат, в которой дети проживают в общежитиях, и, естественно, родители не всегда  могут появляться на них, а также всегда иметь контроль над своими детьми.

Поэтому для того, чтобы усилить контроль и учет успеваемости школьников был предложен  разрабатываемый проект. Основная цель проекта – поддержать уровень знаний школьников, которые имеют стойкую и длительную успеваемость, и поднять уровень тех, кто имеет неглубокую или среднюю успеваемость.

Целью данного дипломного проекта  является разработка программного комплекса средней общеобразовательной школы. Подобный комплекс сможет устранить такие проблемы текущего подхода к обеспечению успеваемости школьников, ориентированного на бумажные документы, как:

- проблема надежности хранения  данных;

- проблема поиска данных;

- проблема скорости доступа  к данным.

Поскольку объем информации растет, времени для обработки данных остается все меньше, и, в итоге, работая «по старинке», выпускаются из вида важные моменты учебного процесса. Использование средств автоматизации позволит решить эти проблемы.

Рабочие места программного комплекса  будут развернуты на рабочих местах методистов и учителей.

В качестве технологии разработки был выбрана технология клиент-сервер, в качестве языка реализации – язык программирования Delfi, а для хранения информации была выбрана СУБД Interbase.

 

 

Аналитический обзор  существующих разработок по теме дипломной практики

 

Нельзя сказать, что современный  рынок ПО предлагает большое количество программ, предназначенных для средних общеобразовательных школ. В некоторых российских и белорусских ВУЗах такие продукты уже активно используются, но в большинстве средних учебных заведений учет и контроль успеваемости учащихся осуществляется посредством бумажной документации. Немногие программы, о которых речь пойдет ниже, создавались в РФ. Говорить о белорусских аналогах сложно, т.к. их, как показывает практика, пока не существует.

Например, программа «Школьная  диагностика» (последняя версия - 2.42.23) предназначена для ведения базы данных об успеваемости учащихся учебного заведения и анализа данных по отдельному и нескольким классам. Система  ввода данных по классу оптимизирует трудозатраты по ведению базы успеваемости. О каждом классе хранятся следующие сведения: название класса, четверть, год, списки учащихся и предметов, а также таблица оценок.

При анализе данных по классу программа  рассчитывает по каждому предмету средние степень обученности, качество знаний и успеваемость, а также выводит статистические данные (численно и в процентном отношении) - количество отличников, хорошистов и т.д. Для анализа данных по нескольким классам используется макетная система, которая значительно упрощает сбор и вывод необходимых данных. Пользователю необходимо с помощью мыши изобразить желаемую конфигурацию макета (листа) и установить опции для каждого его компонента. Программа сгенерирует отчетный лист, в котором будут содержаться графики по указанным данным, после чего пользователь сможет распечатать результат. Также пользователь может сохранять и загружать макеты, таким образом, вывод указанных им данных будет происходить почти полностью автоматически.

Также зачастую единая среда информационной системы организуется на базе Microsoft Office.

С помощью приложения Microsoft Excel в  некоторых школах создают электронные  журналы для анализа успеваемости учащихся, с которыми может работать любой учитель-предметник. Для анализа  деятельности учащихся на уроках можно использовать самые разные критерии: оценки за урок, их количество, средний балл и т. п. Для этого достаточно отсортировать полученную таблицу по одному или нескольким параметрам.

Преподавателю очень удобно представлять данные в виде диаграмм и графиков, чтобы визуально сравнить успеваемость различных классов по конкретной теме, отдельного класса по различным темам, четвертям и т. п. Использование статистических методов позволяет не только учитывать уже поставленные оценки, но и на их основе прогнозировать успеваемость учащегося.

Чаще всего в таких случаях  используется линейная экстраполяция  данных на основе наименьшего квадратичного  отклонения (функция ПРЕДСКАЗ()).Для  большей наглядности строится график линейного тренда и реальных оценок. Обработанные результаты могут публиковаться в Интернете, что дает возможность родителям оперативно контролировать успеваемость детей.

Часто учитель применяет свою систему  оценок. Для этого случая удобно использовать такие надстройки, как  «подбор параметра» и «поиск решения». Они позволяют проанализировать весь массив оценок и логично привести их к общепринятой системе, подобрав необходимые коэффициенты.

Таким образом, использование электронного журнала на базе Microsoft Excel в работе учителя дает возможность эффективно проводить анализ деятельности учащихся, мотивировать итоговую оценку, организовывать контроль за успеваемостью со стороны родителей, а также самоконтроль со стороны учащихся.

В частности, на базе Excel в Москве успешно применяется система электронных журналов - удобный, мощный и, что немаловажно, бесплатный инструмент для создания единого информационно-образовательного пространства учебного заведения и взаимодействия образовательного учреждения с родителями учащихся.

В настоящее время система электронных журналов предоставляет такие возможности:

- публикация расписания для каждого класса;

-  возможность задавать собственное название класса;

-  публикация информации о школе;

-  ведение дневника учащегося.

В ближайшем будущем разработчики планируют реализовать следующие возможности:

- персональный форум для общения классного руководителя с родителями ученика, межшкольного общения;

- систему тестирования учащихся и педагогов;

- страницу-раздел школы, где будет возможность давать объявления, публиковать отчеты о проделанной работе, представлять обзоры мероприятий и т.д.

Данный продукт был разработан ООО «ОПТИМА» (г. Москва) и сегодня  широко используется во многих российских и украинских школах.

Программный продукт «1С:ХроноГраф  Класс» адресован классным руководителям и преподавателям-предметникам образовательных учреждений, которые хотят автоматизировать свою ежедневную работу.

Решение «1С:ХроноГраф Класс» позволяет  быстро вводить и оперировать  полной информацией по каждому учащемуся  класса, вести информационно-методическую документацию, включая электронный классный журнал, а также помогает при подготовке и проведении уроков.

Программа «1С:ХроноГраф Класс» является составной частью комплексного сетевого решения по автоматизации управления учреждением образования – пакета «1С:ХроноГраф Школа 2.0», получившего сертификат соответствия Госстандарта России №POCC RU.СП09.H00011 от 24.08.2004. Решение «1С:ХроноГраф Класс» может послужить основой формирования единой информационной среды образовательного учреждения.

В программе реализовано:

- ведение личных дел учащихся класса;

- формирование алфавитной книги класса;

- составление расписания класса;

- ведение классного журнала;

- выставление текущих и итоговых оценок;

- учет успеваемости и посещаемости учащихся класса;

- ведение тематического учебного планирования;

- формирование домашних заданий на базе списков обязательной и дополнительной учебной литературы;

- подготовка и проведение «электронных» уроков, с использованием созданных или загруженных из внешних приложений медиаобъектов (например, из программных пакетов, реализованных в системе программ «1С:Образование»);

- формирование отчетов в стандарте ЕГЭ;

- формирование разнообразных отчетов по учащимся класса.

Завоевывает популярность на рынке ПО Net Школа - комплексный программный продукт (компания «РООС», РФ, г. Самара), области применения которого включают:

- построение единой информационной среды общеобразовательного учреждения (ОУ): общеобразовательной школы, гимназии, лицея, колледжа и т.п.;

- дистанционное обучение в рамках школьного учебного процесса:

- обучение одарённых детей;

- обучение детей-инвалидов;

- обучение заболевших детей;

- обучение в системе дополнительного образования;

- обучение детей в удаленных сельских районах и т.д.;

- построение единой образовательной среды муниципального образования, для осуществления обмена информацией между ОУ, управлениями образования, дошкольными учреждениями и др.

При обучении в традиционной школьной обстановке Net Школа решает следующие  задачи:

- для администрации школы:

- оперативное получение и обобщение информации об учебном процессе для принятия управленческих решений;

- ведение алфавитных книг, личных дел сотрудников, учеников, родителей для создания оперативных отчетов;

- ведение расписания уроков, школьных и классных мероприятий;

- мониторинг движения учащихся;

- создание системы школьного документооборота;

- автоматизированное составление отчетности для управления образования;

- конструирование собственных отчетов.

- для учащихся и родителей:

- доступ к электронному дневнику, куда автоматически выставляются оценки и где помечаются задолженности по предметам;

- доступ к последней версии расписания;

- получение отчётов об успеваемости и посещаемости, в том числе родители могут получать отчёты на мобильный телефон в виде SMS.

- для учителей-предметников:

- ведение электронного классного журнала, календарно-тематических планов, просмотр отчетов;

- организация тестирования (в т.ч. подготовка к ЕГЭ) с мощным механизмом подготовки и проведения тестирования всего класса;

- работа с мультимедийными учебными курсами на CD-ROM, подключенными к электронному классному журналу Net Школы;

- организация проектной деятельности: хранилище материалов проекта, список участников проекта с настройкой прав доступа;

- ведение индивидуальных портфолио учащихся и учителей с гибкой настройкой прав доступа;

- доступ к федеральному перечню учебных изданий и готовым планам к учебникам, утверждённым Министерством образования РФ.

- для всех участников учебно-воспитательного процесса:

- единая среда обмена информацией в рамках школы (доска объявлений, каталог школьных ресурсов, механизм портфолио, внутренняя электронная почта, форум, список именинников и т.п.), что улучшает взаимопонимание и сотрудничество между всеми участниками учебного процесса.

Главная особенность Net Школы заключается  в том, что все эти задачи решаются комплексно, на основе системного подхода. Net Школа позволяет создать действительно  единую информационную среду в школе, причем вовлечь в этот процесс не только сотрудников школы, но и учеников и родителей.

Особенность продукта заключается  в его сетевой архитектуре. Net Школу достаточно установить только на одном компьютере - сервере, но работать в системе можно с любого компьютера, включенного в локальную сеть ОУ. На компьютерах пользователей не требуется устанавливать специальных программ, нужна лишь стандартная программа-браузер. При этом доступ в Интернет не обязателен: обращение происходит не к внешним сайтам, а к серверу Net Школы.

Если в ОУ есть доступ в Интернет, то использовать Net Школу можно также и через Интернет. Например, можно предоставить родителям доступ к электронным дневникам своих детей. Важно, что пользователь не привязан к своему рабочему месту и может работать в системе с любого компьютера. Компьютер пользователя может иметь любую ОС - Windows, MacOS или Linux.

Net Школа - первая в России  система, позволяющая построить  информационное пространство школы  с использованием компьютеров  Macintosh, а также компьютеров на  базе Linux. Таким образом, пользователь сможет выбрать платформу, на которой ему удобнее работать.

Net Школа спроектирована таким  образом, что позволяет многим  ОУ одновременно работать в  одной базе данных, в которой  для каждого ОУ выделен свой  сегмент. Этот принцип, заложенный в систему, позволяет устанавливать Net Школу как в локальной школьной сети, так и на едином для многих школ сервере - на уровне города, региона, городского или сельского района.

Анализ вышеперечисленных программных  продуктов показал, что каждый из них содержит функцию электронного классного журнала, что позволяет осуществлять учет успеваемости учащихся. Некоторые из них выполнены на высоком профессиональном уровне, имеют большие возможности. Большим плюсом всех программ является то, что при работе с ними от пользователя не требуется наличия каких-либо специальных знаний и навыков, достаточно лишь владения ПК на базовом или среднем уровнях. Минус – все вышеуказанные программы разрабатывались российскими авторами, что усложняет их поддержку и сопровождение, следовательно, созданный нами продукт будет актуальным, т.к. станет первым белорусским продуктом такого рода.

 

 

Постановка  задачи

 

В ходе выполнения дипломной работы необходимо разработать информационно-справочную систему для средней общеобразовательной школы, реализующей следующие основные функциональные возможности:

• создание и ведение списка учащихся в учебном заведении;
• создание и ведение списка родителей учащихся в учебном заведении;
• создание и ведение списка учебных планов данного учебного заведения;
• ввод данных по текущей успеваемости учеников;
• анализ текущей успеваемости учеников в разрезе задаваемых пользователем параметров;
• доступ родителей к информационной базе об успеваемости своих детей через сеть Интернет;
• создание и ведение вспомогательных справочников системы, а именно:

• справочник учебных планов;
• справочник классов;
• справочник предметов;
• справочник социальных групп учащихся;
• справочник групп для занятий физкультурой;
• справочник врачебных диагнозов.

Дополнительными требованиями к создаваемому комплексу являются:

• простота в обращении (пользователям с базовым уровнем компьютерной грамотности не требуется дополнительного обучения);
• интуитивно понятный интерфейс.

Разрабатываемое ПО должно функционировать  под управлением операционной системы Windows XP-2000 или старше. ПО должно быть рассчитано на работу в рамках локальной сети с разграничением обработки данных, их представления и хранения.

 

 

Разработка  ТЗ

 

Содержание

 

1. Введение

1.1. Наименование программы

1.2. Назначение и область  применения

2. Требования к программе 

2.1. Требования к функциональным  характеристикам

2.2. Требования к надежности

2.2.1. Требования к обеспечению  надежного функционирования программы

2.2.2. Время восстановления  после отказа

2.2.3. Отказы из-за некорректных  действий пользователей системы

3. Условия эксплуатации

3.1. Климатические условия  эксплуатации

3.2. Требования к квалификации  и численности персонала

3.3. Требования к составу  и параметрам технических средств

3.4. Требования к информационной  и программной совместимости

3.4.1. Требования к информационным  структурам и методам решения

3.4.1.1. Структура баз  данных

3.4.1.2. Требования к  запросам пользователей данных  из базы

3.4.2. Требования к исходным  кодам и языкам программирования

3.4.3. Требования к программным средствам, используемым программой

3.4.4. Требования к защите  информации и программ

3.5. Специальные требования

4. Требования к программной  документации

4.1. Предварительный состав  программной документации

5. Технико-экономические  показатели

5.1. Экономические преимущества разработки

6. Стадии и этапы  разработки

6.1. Стадии разработки

6.2. Этапы разработки

6.3. Содержание работ  по этапам

7. Порядок контроля  и приемки

7.1. Виды испытаний

7.2. Общие требования  к приемке работы

 

1. Введение

 

1.1. Наименование программы

 

Наименование программы: "Информационно-справочная система  общеобразовательной школы"

 

1.2. Назначение  и область применения

 

Программа предназначена  для:

1.2.1. Создания и ведения  списка учащихся 
1.2.2. Создания и ведения списка их родителей 
1.2.3. Создания и ведения списка учебных планов учебного заведения 
1.2.4. Данных по текущей успеваемости учеников 
1.2.5. Анализа текущей успеваемости учеников в разрезе задаваемых пользователем параметров

1.2.6. Доступа родителей  к информационной базе

1.2.7. Создания и ведения вспомогательных справочников системы

 

2. Требования  к программе 

 

2.1. Требования  к функциональным характеристикам

 

Программа должна обеспечивать возможность выполнения перечисленных  ниже функций: 
2.1.1. Разделение пользователей на группы: 
2.1.1.1. Администрация школы 
2.1.1.2. Преподаватели 
2.1.1.3. Учащиеся

2.1.1.4. Родители 
2.1.2. Возможность поиска (фильтрации) по базе данных информации по учащимся, преподавателям 
2.1.3. Возможность просмотра родителями оценок своих детей. 
2.1.4. Возможность введения|изменения учебных планов администрацией школы. 
2.1.5. Возможность возможность введения, изменения оценок учащихся преподавателями. 
2.1.6. Возможность расчета и анализа успеваемости учащихся. 
2.1.7. Для Администраторов базы данных возможность настройки системы под нужды заказчика. 

2.2. Требования  к надежности

 

2.2.1. Требования  к обеспечению надежного функционирования  программы

 

Надежное (устойчивое) функционирование программы должно быть обеспечено выполнением  Заказчиком совокупности организационно-технических мероприятий, перечень которых приведен ниже:  
а) организацией бесперебойного питания технических средств;  
б) использованием лицензионного программного обеспечения;  
в) регулярным выполнением рекомендаций Министерства труда и социального развития РБ, изложенных в Постановлении от 23 июля 1998 г. Об утверждении межотраслевых типовых норм времени на работы по сервисному обслуживанию ПЭВМ и оргтехники и сопровождению программных средств»;  
г) регулярным выполнением требований ГОСТ 51188-98. Защита информации. Испытания программных средств на наличие компьютерных вирусов

 

2.2.2. Время восстановления  после отказа

 

Время восстановления после  отказа, вызванного сбоем электропитания технических средств (иными внешними факторами), не фатальным сбоем (не крахом) операционной системы, не должно превышать 30-ти минут при условии соблюдения условий эксплуатации технических и программных средств.  
Время восстановления после отказа, вызванного неисправностью технических средств, фатальным сбоем (крахом) операционной системы, не должно превышать времени, требуемого на устранение неисправностей технических средств и переустановки программных средств.