Разработка информационной системы поддержки выполнения выпускной квалификационной работы

NovaInfo 85, с.30-39, скачать PDF
Опубликовано
Раздел: Технические науки
Язык: Русский
Просмотров за месяц: 5
CC BY-NC

Аннотация

В статье рассмотрены проблемы поддержки процесса выполнения выпускных квалификационных работ. Проанализированы основные проблемы студентов, связанные с выполнением ВКР. Разработана структура системы поддержки выполнения выпускных квалификационных работ. Проведены эксперименты по оценке качества разработанной системы.

Ключевые слова

КОНТРОЛЬ, ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА, ПОДДЕРЖКА, МОНИТОРИНГ

Текст научной работы

Выполнение выпускной квалификационной работы (ВКР) является важным этапом учебного процесса подготовки высококвалифицированного специалиста. Классические методы контроля выполнения ВКР не являются эффективными [5]. Степень автоматизации процесса контроля и мониторинга выполнения ВКР является слаборазвитой. В свою очередь, подходы к информационной поддержке, мониторингу и контролю за процессом выполнения ВКР позволяют влиять на качество и результативность работ [4, с.122].

Существующие информационные системы [1, 3] в различных ВУЗах обеспечивают крайне малый процент информационной поддержки процесса выполнения ВКР.

Оптимальным решением в сложившейся ситуации будет создание Web-ориентированной информационной системы (web-ИС), функционал которой будет включать:

  • генерацию отчетов по каждой главе;
  • помощь в оформлении списка литературы;
  • хранение промежуточных материалов выполнения выпускной квалификационной работы в электронном виде.

При хранении материалов, отражающих промежуточные результаты выполнения ВКР, в электронном виде становится возможной частичная автоматизация, связанная с проверкой требований к выпускной работе:

  1. Проверка стиля текста;
  2. Проверка списка литературы;
  3. Проверка на соответствие названия главы ее содержимому.

Целью работы является повышение эффективности процесса контроля и мониторинга выполнения выпускных работ.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих исследовательских задач:

  1. Разработка математического описания web-ИС поддержки процесса выполнения выпускных квалификационных работ;
  2. Разработка алгоритмов и программная реализация web-ИС поддержки выполнения выпускных квалификационных работ;
  3. Экспериментальная оценка качества программного продукта.

Рассмотрим математическую модель web-ИС. Существует несколько способов определения принадлежности текста к тому или иному стилю. Одним из таковых является Худломер — метод автоматической классификации функционального стиля текста на основе спектров длин слов. Разработчиком Худломера явлется Леонид Делицын. Существует упрощенный алгоритм Худломера — стиль текста определяется на основании средней длины слова. В зависимости от вычисленного параметра текст относится к одному из четырех стилей: разговорная речь (средняя длина слова 4.9), публицистический стиль (средняя длина слова 5.9), газетная статья (средняя длина слова 6.9) и научная статья (средняя длина слова больше 6.9). Отношение к тому или иному стилю определяется наибольшей близостью к одному из четырех стилей. Точность определения стиля такого подхода составляет примерно 70%;

Математическое описание определения соответствия содержимого названию главы заключается в определении ключевых слов из главы и подглав для последующего сопоставления с названием главы. Ключевые слова определяются в зависимости от их встречаемости в тексте, для анализа выбираются первые 24 наиболее встречаемых слова. Процедура сопоставления ключевых слов с названием главы подразумевает определение количества ключевых слов в названии в процентном соотношении. Полученный процентный результат переводится в словесную форму с четырьмя возможными ответами: отличное совпадение (более 80%), хорошее совпадение (65-79%), удовлетворительное совпадение (50-64%) и плохое совпадение (менее 50%). За основу была взята шкала балло-рейтинговая система ВПИ (ф) ВолгГТУ с небольшим смещением;

Математическое описание определения правильности оформления библиографического списка студента заключается в проверке правильности оформления источника согласно ГОСТ Р 7.0.5-2008 "Библиографическая ссылка". Помимо правильности оформлении источника, проверяется год издания, который не должен быть старше 5 лет. Проверка списка использованных источников осуществляется путем поиска совпадений регулярными выражениями. Разработаны регулярные выражения для различных типов источников, таких как печатные источники, статья в журнале, монографии, тезисы докладов, ссылки на электронные ресурсы и другие. Проверка на соответствие года источника осуществляется путем получения года из полученных источников. При правильном оформлении источника и правильности использования года источника, он заносится в базу данных. Для занесения в базу данных используются следующие характеристики источника: авторы, год, название, издательство, страницы.

Теперь поговорим о реализации. Web-ориентированная информационная система «Бакалавр» представляет собой приложение типа клиент-сервер, где клиентом является пользователь, зарегистрированный в системе, взаимодействующий через браузер посредством Интернет соединения, а сервером, в свою очередь, является комплекс программного обеспечения AMP, включающего: Apache, MySQL, php.

Общая структурная схема web-ИС «Бакалавр» представлена на рис. 1.

Общая структура.
Рисунок 1. Общая структура

Модуль определения стиля текста разработан для определения стиля текста написанной главы и подглав. Для определения стиля текста на вход модуля подается текст главы пояснительной записки, хранимый в базе данных. Из текста выделяются три текста подраздела с помощью регулярных выражений и поочередно проходят процедуру определения стиля текста.

Процедура определения стиля текста заключается в удалении из текста предлогов, местоимений и т.д., подсчете количества слов и количества символов с последующим определением средней длины слова. В зависимости от близости к одному из четырех коэффициентов, текст относят к одному из стилей текста. Каждый стиль текста имеет коэффициент средней длины слова — разговорная речь (4.9), публицистический стиль (5.9), газетная статья (6.9) и научный стиль (более 6.9). На выходе пользователю предоставляется информация о названии главы или подглавы и ее стиле текста.

Модуль определения соответствия содержимого главы названию разработан для определения соответствия текста главы ее названию. Для определения соответствия текста главы названию на вход модуля подается текст главы пояснительной записки, хранимый в базе данных. Из текста выделяются три текста подраздела с помощью регулярных выражений и поочередно проходят процедуру определения соответствия текста главы названию. Процедура определения соответствия текста главы названию заключается в определении ключевых слов и определения числа их вхождений в название главы в процентном соотношении. Ключевые слова определяются наибольшим числом вхождений в текст записки, выбираются первые 24 слова. На выходе пользователю предоставляется информация о названии главы или подглавы и соответствие текста названию, в скобках указывается процентное соотношение.

Модуль проверки библиографического списка разработан для частичной проверки списка использованных источников на корректность оформления и на соответствие годовым меркам использования. На вход подается TeX файл библиографического списка, из файла извлекается текст и проходит проверку регулярными выражениями. Каждое совпадение проверяется на правильность использования годовым меркам источника (источник должен быть не старше пяти лет). Проверка на соответствие года источника осуществляется путем получения года из полученных источников. Источники проверяются по регулярным выражениям, составленным согласно ГОСТ Р 7.0.5-2008 "Библиографическая ссылка". При правильном оформлении источника и правильности использования года источника, он заносится в базу данных. Для занесения в базу данных используются следующие характеристики источника: авторы, год, название, издательство, страницы. На выходе пользователю выводятся все полученные совпадения из регулярных выражений по категориям с указанием количества. Источники старше пяти лет выводятся красным цветом, остальные зеленым.

Для хранения данных о пользователях системы, содержании пояснительной записки, замечаниях, ролях, темах, шифрах была разработана база данных, физическая схема которой представлена на рисунке 2.

Физическая схема базы данных.
Рисунок 2. Физическая схема базы данных

Для оценки эффективности реализованной web-ориентированной информационной системы было проведено три эксперимента:

  • Оценка эффективности способов хранения текста пояснительной записки;
  • Оценка пользовательского интерфейса;
  • Экспертное сравнение разработанной программы с программами аналогами.

Сравнительный анализ способов хранения текста пояснительной записки заключался в анализе скорости определения стиля текста главы пояснительной записки. Предлагалось два похода к способу хранения текста пояснительной записки — хранение в базе данных и хранение в виде файла на сервере. Время засекалось от запроса к базе данных или считывания файла до вывода результата на экран. Проводилось десять замирений для каждого способа в различных ситуациях. Результаты эксперимента представлены в таблице 1 и на рисунке 3.

Таблица 1. Результаты эксперимента по оценке способов хранения текста пояснительной записки

БД

Файл

1

0.141

0.212

2

0.163

0.160

3

0.155

0.175

4

0.184

0.172

5

0.162

0.143

6

0.145

0.183

7

0.147

0.180

8

0.132

0.145

9

0.141

0.154

10

0.135

0.151

Результаты эксперимента по оценке способов хранения текста пояснительной записки.
Рисунок 3. Результаты эксперимента по оценке способов хранения текста пояснительной записки

Оценка пользовательского интерфейса проводилась при помощи инструмента CogTool. Для каждого из пользователей была выбрана задача, которую необходимо проделать для работы с web-ИС «Бакалавр». CogTool может предсказывать время, необходимо на решение задачи. С его помощью спрогнозированы решения поставленных задач для каждого пользователя, зафиксировано время.

В таблице 2 приведены пользователи, задачи, поставленные пользователям, и прогнозируемое время выполнения задачи.

Таблица 2. Общий результат эксперимента

Пользователь

Задача

Время выполнения, сек.

Нормоконтролер

Утверждение тем бакалаврских работ

13.4

Студент

Генерация отчета по 1 главе пояснительной записки

3.8

Зав. кафедрой

Просмотр тем студентов

1.9

Науч. Рук.

Построение табл. публикаций студентов

3.1

Было установлено, что время, затрачиваемое на выполнения необходимых задач невелико. Следовательно, интерфейс web-ИС «Бакалавр» не вызывает затруднений для всех категорий пользователей, что свидетельствует о легком и удобном интерфейсе для пользователей.

Экспертная оценка программных продуктов позволяет выявить лучший среди сравниваемых, отметить положительные и отрицательные стороны каждого продукта по отношению к выбранным критериям. Для сравнения существующих программных обеспечений были выбраны GS-ведомости, интегрированная система управления высшим учебным заведением (ИСУ ВУЗ), web-ИС «Бакалавр», Университет (Redlab) и Электронный Университет. В качестве критериев для сравнительного анализа программных продуктов были выбраны: контроль и мониторинг выполнения этапов ВКР, генерация отчетов по главам, учет публикаций студента, поддержка выполнения ВКР, контроль тематики ВКР, ведение базы данных бакалаврских работ.

Для определения весов критериев использовалась аналитическая иерархическая процедура Саати. Матрица парных сравнений, средние геометрические и веса критериев представлены в таблице 3.

Диаграмма весовых коэффициентов для критериев представлена на рис. 4.

Таблица 3. Матрица парных сравнений, суммы и веса критериев

A1

A2

A3

A4

A5

A6

Сумма

Веса критериев

A1

1

9

4

1

4

3

6.21

0.3122

A2

1/9

1

1/4

1/9

1/4

1/5

32.13

0.0263

A3

1/4

4

1

1/4

1/4

1/6

21.26

0.053

A4

1

9

4

1

7

4

12.06

0.3595

A5

1/4

4

4

1/7

1

1/4

19.31

0.0821

A6

1/3

5

6

1/4

4

1

14.16

0.166

Сумма

105.13

1

Весовые коэффициенты критериев качества.
Рисунок 4. Весовые коэффициенты критериев качества

Определенные (по введенной шкале) количественные значения функциональных возможностей Xij представлены в таблице 4.

Таблица 4. Интегральные показатели качества

Критерии

Весовые коэффи-циенты

Программные продукты

Базовые значения

GS

ИСУ ВУЗ

ЭУ

Универ-ситет

Бакалавр

контроль и мониторинг выполнения этапов ВКР

0.3122

3

8

5

4

7

4

генерация отчетов по главам

0.0263

2

2

3

3

9

5

учет публикаций студента

0.053

0

3

2

0

7

5

поддержка выполнения ВКР

0.3595

2

4

3

2

7

7

контроль тематики ВКР

0.0821

0

1

1

0

8

3

ведение БД бакалаврских работ

0.166

0

3

2

1

8

3

Интегральный показатель качества Q

1.7

4.7

3.48

2.54

7.29

2.95

Лепестковая диаграмма значений характеристик качества функциональных возможностей (критериев) представлена на рисунке 5.

Лепестковая диаграмма значений функциональных характеристик.
Рисунок 5. Лепестковая диаграмма значений функциональных характеристик

Сравнительный анализ программных продуктов для контроля и мониторинга процесса выполнения ВКР показал, что только три из пяти рассмотренных программных средств имеют значения интегрального показателя качества, превышающего базовое значение. Одна из таких систем — web-ориентированная информационная система поддержки выполнения выпускной квалификационной работы. Предлагаемая методика экспертной оценки позволяет определить не только направления дальнейшего совершенствования программного продукта, но и количественно оценить его качество с точки зрения уровня реализуемых функций.

Разработанная web-ориентированная информационная система позволила повысить эффективность процесса контроля, мониторинга и поддержки выполнения выпускных квалификационных работ.

Читайте также

Список литературы

  1. 1С: Университет - https://solutions.1c.ru/catalog/university/features
  2. Дрейзис Ю.И., Калинина М.В., Зиновьев П.С. The Comparative Analy-sis of the Market of Information Systems for Automation of Activity of Uni-versity. // European Journal of Computer Science, №1, Vol. (2), 2016, pp. 26-37.
  3. Интегрированная система управления ВУЗом URL: http://isu.tisbi.ru/ (дата обращения: 10.12.2017).
  4. Рыбанов, А.А. Технология повышения эффективности информацион-ной поддержки, мониторинга и контроля за процессом выполнения вы-пускных квалификационных работ / Рыбанов А.А., Макушкина Л.А., Фа-деева М.В. // Актуальные вопросы профессионального образования. - 2013. - № 10 (т. 10). - C. 122-125.
  5. Оруджова, Л.Ш., Рыбанов А.А. Программная реализация web-ориентированной информационной системы контроля и мониторинга вы-полнения выпускной квалификационной работы [Электронный ресурс] : статья / Оруджова Л.Ш., Рыбанов А.А. // Студенческий научный форум 2013 : V междунар. студ. электрон. науч. конф., 15 февр. – 31 марта 2013 г. Направл. "Технические науки" / Рос. акад. естествознания. – М., 2013. – С. 1-5. – Режим доступа : http://www.scienceforum.ru/2013/pdf/5243.pdf
  6. Морозов М.С., Чернова Г.А. Применение технических средств для об-счёта пассажиропотоков на общественном транспорте // NovaInfo.Ru. 2016. Т.2. № 47. С. 26-35.

Цитировать

Казаков, Д.И. Разработка информационной системы поддержки выполнения выпускной квалификационной работы / Д.И. Казаков, А.А. Рыбанов. — Текст : электронный // NovaInfo, 2018. — № 85. — С. 30-39. — URL: https://novainfo.ru/article/15171 (дата обращения: 27.01.2023).

Поделиться