В статье рассматриваются вопросы разработки комплекса программно-инструментальных средств мониторинга различных аспектов образовательного процесса в школьном учреждении. Беспроводные технологии сотовой связи и стандартов Wi-Fi позволяют контролировать события и ситуации образовательного и воспитательного характера с помощью мобильных приложений, которые передают данные о действиях учащихся по беспроводным каналам связи как на обработку в серверную компоненту системы, так и на мобильные средства связи заинтересованных лиц (учителей, родителей, администрации). Основной задачей является интеграция всех данных от различных информационных источников и программных систем, используемых в школе. Мобильные средства связи регистрируются в информационно-образовательном школьном пространстве, для контроля местонахождения учащихся, различных событий и для финансового контроля расходом учеников со стороны родителей посредством виртуальных электронных кошельков. Предложена структура комплекса инструментальных средств, определены его основные части и функционал.
Ключевые слова: информационно-образовательная среда, школьное образование мониторинг, контроль образовательного процесса, геопозиционирование, финансовый контроль, инструментальный комплекс
Создание единой информационно-образовательной среды для обеспечения процесса обучения в школах включает разработку подсистему контроля учащихся. Развитие технологий беспроводной связи привело к тому, что в настоящее время практически у всех учеников в школах имеются мобильные средства связи. Наличие сотовых телефонов позволяет контролировать различные процессы образовательного и воспитательного характера с помощью мобильных приложений, которые передают данные о действиях учащихся по беспроводным каналам связи в серверную компоненту системы дистанционного контроля. Помимо мобильных приложений инструментальный комплекс включает серверные средства для сбора данных и мониторинга различных аспектов образовательного процесса в школьном учреждении. Основной целью функционирования серверной компоненты является интеграция всех данных от различных информационных источников и программных систем для контроля поведения учащихся в школе. Серверная часть системы включает:
− Подсистему геопозиционирования и локализации мобильных средств связи учеников для контроля их местонахождения во время образовательного процесса с возможностью оперативного оповещения школьной администрации и родителей о недопустимом поведении и местоположении,
− Web-сервер и Web сайт в виде социальной школьной сети для ведения личных страниц школьников с возможностью обратной связи с родителями, учителями, психологами, администрацией и другими заинтересованными лицами,
− Подсистему мониторинга финансового состояния с возможностью ведения электронных кошельков школьников посредством мобильного приложения, пополнения кошельков родителями, списания данных средств при расходах в школе (расходы на питание, канцтовары, сборы на мероприятия и т. п.), контролем расходов родителями в удаленном режиме и т. д,
− Подсистема «Электронный дневник» школьника с возможностью оперативного оповещения родителей и других заинтересованных лиц о текущей успеваемости и дисциплине, результатах промежуточного и итогового контроля и т. п.,
− Базу персональных данных школьников и их родителей,
− Подсистему защиты персональных данных и электронных кошельков от несанкционированного доступа.
Данный набор основных компонент системы контроля позволит вести непрерывный мониторинг поведения и финансового состояния учеников в школах через использование мобильных средств связи.
Методы разработки автоматизированной системы контроля.
Для синхронизации работы мобильных приложений и серверной части системы контроля необходимо регистрировать и контролировать смартфоны учащихся в информационном пространстве школы при помощи точек доступа Wi-Fi. Регистрация и идентификация смартфонов выполняется через MAC адреса Wi-Fi модулей.
Предполагается, что пополнение электронных кошельков школьников будет производиться родителями учеников по факту расхода денежных средств. В течение учебного дня у каждого ученика образуется «виртуальный долг», с установленным по согласованию с школьной администрацией ограничением по максимальному размеру, а в конце учебного дня на мобильные средства связи родителей подсистема оповещения передает счета на оплату. Таким образом, школьники не имеют реальных денег и не используют, внедряемую сегодня в ряде школ систему карточной оплаты, которая требует установки и обслуживания дорогостоящих терминалов оплаты. Также решаются проблемы, связанные с потерей и кражей карт. Для обеспечения безопасности транзакционных операций с использованием смартфонов предлагается использовать биометрический считыватель отпечатков пальцев, который может быть реализован посредством мобильного приложения или в виде отдельного устройства сравнительно небольшой стоимости (до 1000 рублей).
В настоящее время уже создан ряд известных подсистемы для реализации разрабатываемого функционала, которые предлагается интегрировать в комплексную систему контроля. В частности к ним относятся подсистемы: «Дневник.ру», «netfolio.ru» [1], подсистемы геолокации «AUTOLIS» и «2ip.ru» [2], подсистема «Электронная школа» [3] и т. п. В разрабатываемой системе предлагается объединить часть вышеперечисленных компонент для использования в учебных учреждениях.
Основная проблема комплексирования данных компонент связана с интеграцией разнородных данных, представленных в проприетарных базах данных в единую информационную среду [4]. Для решения задачи разрабатывается специальная подсистема интеграции данных. Подсистема обеспечивает интеграцию на физическом, логическом и семантическом уровне. Интеграция данных на физическом уровне является наиболее простой задачей и сводится к конверсии данных из различных интегрируемых подсистем в единый формат физического представления. Интеграция на логическом уровне предусматривает возможность доступа к данным, содержащимся в базах данных подсистем, в терминах единой глобальной схемы данных информационно-образовательного пространства, которая описывает их совместное представление с учетом структурных и, возможно, поведенческих (при использовании объектных моделей) свойств данных. Поддержку единого представления данных с учетом их семантических свойств в контексте единой онтологии предметной области обеспечивает интеграция данных на семантическом уровне.
Разработка комплексной системы требует решения следующих задач, состав которых зависит от требований к ней и используемого подхода:
− Разработки архитектуры системы интеграции данных.
− Создания интегрирующей модели данных, являющейся основой единого пользовательского интерфейса в системе интеграции.
− Разработки методов отображения моделей данных и построение отображений в интегрирующую модель для конкретных моделей, поддерживаемых отдельными источниками данных.
− Интеграция метаданных для используемых в системе источников данных из разных компонент.
− Преодоление неоднородности источников данных.
− Разработка механизмов семантической интеграции источников данных из разных компонент.
Общая структура комплексной системы контроля приведена на рисунке 1.
Рис. 1. Структура комплексной системы контроля
Преимуществами комплексной системы контроля являются:
− комплексирование уже разработанных и апробированных подсистем и результатов контроля данных в едином информационно-образовательном пространстве,
− обеспечение дистанционного доступа к серверным компонентам и результатам мониторинга и контроля учащихся (данным успеваемости, геолокации, дисциплинарным и финансовым данным) с мобильных приложений, устанавливаемых на смартфоны заинтересованных лиц,
− реализация доступа к требуемой информации посредством единого унифицированного пользовательского Web-интерфейса.
− публикация портфолио учащихся на личных страницах, данных и результатов контроля посредством веб-сервиса в виде социальной школьной сети с возможностью разграничением доступа согласно групповым политикам безопасности.
Литература:
- Netfolio. [Электронный ресурс] — Режим доступа: https:// netfolio.ru / (дата обращения: 09.05.2016).
- 2ip. [Электронный ресурс] — Режим доступа: https://2ip.ru / (дата обращения: 09.05.2016).
- Росоператор (компания). [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://www.rosoperator.ru/ (дата обращения: 09.05.2016).
- Когаловский М. Р. Методы интеграции данных в информационных системах / Когаловский М. Р. — М.: Институт проблем рынка РАН, 2010. — 2 с.: ил.
