Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема диплома:

Разработка облачной системы электронной поддержки проведения учебных курсов

Студент Тюхов Роман Петрович

Группа С-95

Москва 2015



Содержание

Аннотация

Abstract

Список сокращений и условных обозначений

Введение

1. Анализ задания

2. Обзорно-аналитическая часть

3. Специальная часть

3.1 Тестирование

3.2 Оповещение по электронной почте

3.3 Анкетирование

3.4 Кросс-рецензирование

3.5 Переход от разовой разработки к универсальному продукту

4. Ход работы

5. Экспериментальная часть

5.1 Универсальность

5.2 Возможность контроля версий на случай спорных моментов

5.3 Прозрачность и редактируемость

5.4 Безопасность

5.5 Проверка приложения другими пользователями

6. Охрана труда

6.1 Исследование возможных опасных и вредных факторов при эксплуатации ЭВМ и их влияния на пользователей

6.2 Анализ влияния опасных и вредных факторов на пользователя

6.2.1 Влияние электрического тока

6.2.2 Влияние статического электричества

6.2.3 Влияние электромагнитных излучений НЧ

6.2.4 Влияние ультрафиолетового излучения

6.2.5 Выводы

6.3 Методы и средства защиты пользователей от воздействия на них опасных и вредных факторов

6.3.1 Методы и средства защиты от поражения электрическим током

6.3.2 Вывод

6.4 Методы и средства защиты от ультрафиолетового излучения

6.5 Методы и средства защиты от электромагнитных полей низкой частоты

6.6 Методы и средства защиты от статического электричества

6.7 Общие рекомендации при работе с вычислительной техникой

6.8 Требования к помещениям и организации рабочих мест

6.9 Требования к организации работы

Выводы

7. Инструкция пользователя

Выводы

Список литературы



Список сокращений и условных обозначений

· Peer review -- это процесс рассмотрения научных статей, работ людьми, специалистами из той же области.

· Peer assessment -- или самооценка , это процесс, при котором студенты и их сверстники проверяют работы друг друга, чтобы расширить свои знания и сэкономить время преподавателя. Для развития метакогнитивных навыков.

· Peer grading -- используется для того чтобы студенты могли видеть свои ошибки и моли их исправить в более поздних работах.

· Приринг -- объединяет в себе понятия: peer review, peer assessment, peer grading.

· Google Spreadsheets -- таблицы, бесплатный аналог “Microsoft Excel”, работающий онлайн в облачном пространстве “Google” .

· Google Forms -- интернет приложение от “Google”, позволяющее собирать в “Google Spreadsheets”, необходимые данные методом анкетирования.

· Google Scripts -- язык программирования, аналогичный “Javascript”, но созданный специально для работы с сервисами “Google”.

· Дедлайн -- время окончания приема к проверке работ учащихся устанавливаемое преподавателем.

· Исключения для студентов -- это оценки за различные виды работ выставленные преподавателем вручную и не совпадающие с оценками полученными при работе системы по тем или иным причинам. Эти оценки будут заменять системные оценки в результирующей таблице.

· Эксперт -- преподаватель проверивший работы от студентов авторов и проставивший им оценки в системе пиринга.

· Автор -- студент, зарегистрированный в системе, который получил, а затем сдал письменное задание в системе пиринга.

· Рецензент -- студент, зарегистрированный в системе, который получил на проверку работу от автора, а затем отправил ее в систему кросспроверки

· ЛО - лабораторные отчеты. Вид работ выполняемый в письменном виде и проверяемый вручную в отличие от тестов.

· Таймаут - время выполнения кода скрипта, после которого выполнение аварийно приостанавливается, что приводит к нерабочему состоянию системы до повторного запуска.



Введение

Актуальность темы

Обучение по Болонской системе и другие реформы в образовании приводят к увеличению групп студентов, одновременно прослушивающих курс[1]. Так, курс «Компьютерная графика», читаемый в первом модуле для студентов второго курса МИЭМ НИУ ВШЭ, в 2013(14) году обучения имел 120 студентов, в 2014(15) уже 180, и это после 40-50 студентов на потоке до этого, когда курс читался на кафедрах и имел вдвое большую продолжительность, а так же полноценную курсовую работу. Перечисленные факторы существенно усложняют контроль знаний всех студентов, даже при небольшом количестве работ. Учебный план не предусматривает промежуточного контроля, кроме одной домашней работы и четырех лабораторных. Такое поверхностное изучение предмета не может дать глубоких знаний студентам. Чтобы компенсировать недостатки, связанные с переходом на обучение больших потоков (отсутствие курсовых работ, сжатые сроки обучения, массовость), необходимо создание системы дающей большую учебную нагрузку с обратной связью. Увеличение количества тестовых работ в этом способны помочь, но тесты не всегда позволяют объективно узнать уровень и глубину знаний студента. В качестве альтернативного метода проверки творческих работ таких как эссе необходимо реализовать систему кросс-рецензирования, которая в идеале должна исключить роль преподавателя в проверке работ. Таким образом система пиринга дает возможность студентам научиться адекватно проверять работы, тем самым внимательно изучить дополнительный материал. Так же система призвана помочь преподавателям с большой нагрузкой сэкономить время и избежать ошибок при проверке.

Цели и задачи проекта

1. Исследование облачной среды GoogleDocuments и языка GoogleScript.

2. Создание системы учета учебных работ по курсу "Компьютерная графика".

3. Создание системы поддержки кросс-проверки письменных работ.

Практическая значимость и новизна

На данный момент такого рода системы не используются в проведении очных курсов в Российских вузах. Система пиринга помогает студентам стать ответственнее, дает возможность внимательно изучить дополнительные материалы и проявить себя не только как автору, но и как проверяющему. Такой подход позволяет студентам, работать со студентами, а анонимизированная математическая обработка данных позволяет избежать предвзятого отношения к работе и больших неточностей в оценивании. Дальнейшие исследования показали высокую коррелияцию применяемого метода расчета оценки с экспертной оценкой.

Апробация

Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов НИУ ВШЭ им. Е.В. Арменского. // МИЭМ НИУ ВШЭ 2015.

Структура работы

Работа состоит из 11 глав на 76 страницах.

· В 1 главе “Список сокращений и условных обозначений” описаны все условные обозначения, использованные в тексте.

· В 2 главе ”Введение” описаны актуальность темы, цели и задачи проекта, и практическая значимость проекта.

· В 3 главе ”Анализ задания” написан анализ технического задания.

· В 4 главе ”Обзорно-аналитическая часть” приведены университеты, использующие пиринговые в обучении системы.

· В 5 главе ”Специальная часть” описан процесс тестирования и испытаний системы.

· В 6 главе ”Ход работы” подробно описан процесс создания системы.

· В 7 главе ”Экспериментальная часть” описаны возможности системы и испытания сторонними пользователями.

· В 8 главе ”Охрана труда” описаны различные вредные факторы влияющие на человека во время использования компьютера и средства зашиты от них.

· В 9 главе ”Инструкция пользователя” описан процесс воссоздания системы сторонним пользователем.

· В 10 главе ”Выводы” содержатся выводы из проведенной работы.

· В 11 главе ”Список литературы” приведен список сторонней литературы, используемой для написания текста.

Код программ прилагается на отдельном носителе. Приложение состоит из 7 файлов.

· Файл “Кросспроверка” содержит код пиринговой системы проверки работ студентов.

· Файл “Отчет лабораторный” содержит код для проверки отчетов лабораторных работ.

· Файл “Список студентов с тестов” содержит код для составления списка студентов.

· Файл “Тест экзаменационный” содержит код для проверки экзаменационного теста.

· Файл “Тесты лабораторные” содержит код для проверки лабораторных тестов.

· Файл “Тесты” содержит код для проверки домашних тестов.

· Файл “Успеваемость сводная таблица” содержит код для учета успеваемости всех студентов курса.



1. Анализ задания

В ходе работы должны быть изучены многие возможности, предоставляемые облачной среды “GoogleDocuments” и языка “GoogleScript”. Необходимо реализовать систему учета работ у студентов по куру "Компьютерная графика". Система должна рассчитывать оценки за тесты, проставлять оценки из системы пиринга, а также проставлять оценки из файлов, где работы проверяются вручную. Должна имееться возможность выставлять оценки за любой вид работы вручную. Нужно создать систему кросс-проверки письменных работ. Система пиринга должна работать как вручную, так и по таймеру, имея необходимые входные данные, при этом она должна быть способна рассылать задания на почты учащихся и принимать результаты через “Google Forms”.



2. Обзорно-аналитическая часть

Аналогичные системы МООК:

· Coursera - Один из самых популярных сервисов для прохождения онлайн курсов по различным направлениям. Является англоязычным и сертификаты об окончании курсов ценятся в некоторых фирмах. Форматы курсов: Имеется довольно эффективная кросс проверка, так как участники как правило сильно матевированные. Материалы преподаются через видео лекции, задания предлагаются различные как по типам так и по сложности, Лекции и домашние задания выходят строго по расписанию и проверяются так же. При кросс проверки проверяющий имеет критерии по которым нужно оценивать работы[2].

· Stepic - Сайт позволяющий проходить различные курсы. Формат курсов: видео и текстовые материалы, срезы знаний в виде тестов. Курсы имеют сроки начала и окончания[3].

· KhanAcademy - некоммерческая организация, предлагающая базу для проведения онлайн курсов. имеются не стандартные для онлайн курсов методы проверки знаний[4].

· Udemy - Сайт для проведения курсов, адаптированный под мобильные телефоны. Материалы преподаются через видео на многих языках, обучаться можно в своем собственном темпе[5].

· Eclass.cc - Сайт позволяющий проводить онлайн курсы по различным направлениям. Создан выпускником МИЭМ. имеются бесплатные курсы. Формат курсов: видеолекции, вопросы на понимание и тесты, практические задания с автоматической проверкой результатов, углублённые темы и задачи для изучения по дополнительным материалам[6].

Из-за того что в российских вузах пиринговые системы практически не используются, а для большинства зарубежных институтов такая практика считается обыденной, литературы по данному вопросу существует мало.

Зарубежные университеты использующие в обучении пиринговые системы:

· Нортумбрийский университет - создан на основе трёх региональных колледжей: Rutherford College of Technology, College of Art & Industrial Design и Municipal College of Commerce, которые были преобразованы в Newcastle Polytechnic в 1969 году. Статус университета был получен в 1992 году. В обучение студентов активно использует “peer assessment”. Студенты в своих отзывах говорят, что такой подход улучшает обучаемость[7].

· Университет Маккуори - является высшим учебным заведением в Австралии, расположен в Сиднее. Основанный в 1964 году в качестве третьего Университета Сиднея, постоянно находится в рейтинге среди лучших университетов в Австралии. Использует в обучении пиринговую систему и целый свод правил о том как и где использовать пиринговую систему[8].



3. Специальная часть

“Google Script” во многом похож на “Javascript”, но при этом у них не мало различий. “Google Script” в первую очередь предназначен для работы только с “Google” сервисами. Он позволяет работать не только с самими данными в файлах, а так же создавать свои приложения и менять интерфейс пользователя. Практически во всех файлах “облачной системы электронной поддержки проведения учебных курсов” были добавлены в интерфейс необходимые кнопки управления и запуска скриптов.

3.1 Тестирование

Система целиком создавалась и тестировалась в МИЭМ НИУ ВШЭ при проведении курса "Компьютерная графика" (Факультет информатики и вычислительной техники, 2 курс бакалавриата) в течение 8 недель. Состав курса:

· студентов 174 человека

· 5 домашних тестов

· 3 лабораторных теста

· 3 лабораторных отчета

· 2 эссе

· 1 экзамен в форме теста.

Система приринга так же использовалась и в проведении курса “Основы информационно-коммуникационных технологий” (2-3 модули, 2 курс).

3.2 Оповещение по электронной почте

Задания на проверку и выполнение “Эссе” рассылаются на почты студентам, указанным при регистрации. Так же по почте студенты оповещались об изменениях в заданиях.

3.3 Анкетирование

Студенты регистрируются в системе путем анкетирования. При этом студентам необходимо ввести свои идентификационные данные: Фамилия, Имя, Отчество, выбрать из заранее подготовленного списка свою группу и ввести адрес почты, который в дальнейшем будет использоваться как уникальный идентификатор студента и для рассылки заданий.

3.4 Кросс-рецензирование

Задолго до автоматизации, еще до 2004г., велся учет оценок студентов просто в таблицах. Позже стала использоваться “LMS MOODLE”. Затем от нее отказались из-за отсутствия поддержки и перехода на “LMS HSE”. Было решено использовать “Google Spreedsheets” и его функции для ведения отчетности по отдельным работам и проверки эссе с использованием исключительно табличных функций и формул. Такое решение было принято ввиду того что в “LMS HSE” такой вид работ отсутствует. При этом роль преподавателя была практически 100% в проверке работ. После этого с использованием “Google Scripts” в “Google Spreedsheets” была реализована автоматизированная система кросс-проверки эссе студентов, а следом за ним автоматизация остальных видов работ. И в результате была создана система позволяющая автоматически рассылать задания, проверять результаты и выводить результирующие оценки по кусу в нужном виде для студентов.

3.5 Переход от разовой разработки к универсальному продукту

Первые версии системы были предназначены исключительно для курса "Компьютерная графика" (Факультет информатики и вычислительной техники, 2 курс бакалавриата), с заранее определенным составом курса и составом заданий. В настоящее время система более гибкая и унифицированная это дает возможность использовать ее и в других курсах со схожей структурой. Из-за особенностей среды “Google”, данная платформа больше подходит для создания экспирементальных систем для испытания различных методик обучения, а не для создания конечного, завершенного. Так как среда позволяет легко создавать новые проекты и обеспечена средствами для связи с другими людьми она идеально подошла для разработки “облачной системы поддержки проведения учебных курсов”.



4. Ход работы

Разработка и создание, прототипа облачной системы электронной поддержки проведения учебных курсов, начиналась с создания не цельной системы охватывающей разнообразные виды работ, а с прототипной системы пиринга письменных работ студентов. В ходе создания первой версии пиринга тестировались разные формылы рассчетов, от которых, в дальнейшим, отказались, а так же изучались различные аспекты и особенности работы “GoogleScript”. В ходе разработки прототипной версии системы пиринга были изучены основы работы скрипта с таблицами и с почтой. Так же были изучены особенности взаимодействия таблиц и связанных с ними форм. При создании так же были рассмотрены недостатки интерфейса. В первоначальной версии интерфейс был абсолютно непригоден для стороннего человека и очень неудобен для разработчика. Создание же системы пиринга в том виде, в котором она существует сейчас, началось значительно позже, незадолго до начала курса “Компьютерная графика”, где и использовалась. Создание системы поддержки проведения учебных курсов велось во время проведения курса и создавалась по мере надобности. Так как заранее был известен состав курса, который состоял из:

· 5 домашних тестов

· 3 лабораторных теста

· 3 лабораторных отчета

· 2 эссе

· 1 экзамен в форме теста

Из порядка вышеперечисленных работ был придуман план создания системы поддержки проведения курса и системы пиринга. Первым шагом создания системы стало создание таблицы учета успеваемости студентов и формы с таблицей для их регистрации на курсе. Форма и таблица были созданы сразу же в том виде в котором были необходимы, а потому в дальнейшем не модернизировались. Однако первоначальная таблица успеваемости существовала только в начале проведения курса и успела обработать только два теста рис. 1.

Рисунок 1 - Старая таблица успеваемости

Данная таблица обладала малоинформативным интерфейсом, а функции в коде были нелогичными и не учитывали особенностей работы сервисов “Google”, что приводило к огромным затратам времени на их выполнение и таймаутам, после которых выполнение кода аварийно заканчивалось до полного завершения. После анализа всех недостатков старой версии таблицы “успеваемости”, было решено создать новую, которая в конечном счете и осталась. Новая таблица обладает наглядным интерфейсом с достаточно высокой информативностью. Так же изменения и новшества вносимые в код позволили сделать его достаточно быстрым и простым для внесения изменений и дополнений. Новый код разбит на логические блоки, схожие по своей структуре. Такой подход сделал возможным легкое добавление новых работ в систему учета успеваемости. В конечной версии экран пользователя стал выглядеть, как показано на рис. 2.

Рисунок 2 - Интерфейс пользователя успеваемости

Данная таблица в отличие от своего предшественника стала предоставлять пользователю (студенту) следующую информацию:

· оценки по всем видам работ

· оценки по группам

· отдельно оценки по тестам

· номер в общем рейтинге

· шкалы баллов по всем видам работ

· средние баллы по всем видам работ

· цветное выделение

Использовать цветовую схему было решено для удобства студентов видеть успешность своего обучения. Зеленые цвета позволяют человеку интуитивно понимать что работа выполнена на отлично, красный же цвет наоборот. В качестве нейтрального цвета был выбран бежевый. Данный цвет информирует студента о том что его баллы не являются худшими, но и лучшими не являются тоже. Серый цвет информирует о невыполнении студентом того или иного вида работ.

Следующим шагом стало создание тестов. Тесты состоят из файлов формы и таблицы. Каждый тест полностью независим от остальной системы и имеет универсальный код, что позволяет с легкостью создавать новые тестовые задания полностью без вмешательств в код. Однако, первые версии теста не имели универсального кода, что приводило к необходимости в течении относительно длительного периода времени вносить изменения в копию кода из предыдущих тестов для создания нового теста. При этом код был не логичен и иногда происходил “таймаут” выполнения кода, что приводило к тому, что часть студентов не могли увидеть свои оценки до повторного срабатывания кода. Способ и метод проверки тестов не менялся начиная с первых версий: полученные результаты проверяются с помощью “ключей” на отдельном листе и оценки в трех форматах проставляются напротив каждой проверенной работой, как показано на рис. Были использованы такие системы как:

· количество правильных ответов

· оценка в 100 бальной системе

· оценка полученный исходя из шкалы установленной в курсе за данный вид работ

Рисунок 3 - Тест ответы

Файл таблицы с результатами тестов, полученных из формы так же содержит два дополнительных листа. Первый из них отвечает за фильтрование и простановку результатов студентам, а второй содержит “ключи”, ориентируясь на которые код проверяет работы. Проверка работ происходит каждый раз как приходит новый ответ из формы. Такой подход позволяет отфильтровать полученные данные и решить проблему с “таймаутом”, если таковой имел место быть. В последней версии код программы гораздо логичнее, проще и универсальнее. Это позволило значительно ускорить процесс проверки работ, решить проблему с “таймаут”, а так же дало возможность без труда распространять и применять код в других таблицах.

После создания тестов, которые так же использовались на лабараторных работах, появилась необходимость создать файл, в котором бы отображались письменные работы студентов и их мог вручную проверять преподаватель. Результатом стало создание такого вида отчетности как “лабораторные отчеты”. Они сразу же создавались в конечном варианте и позже не изменялись, так как это могло привести к неудобствам проверяющих. Для удобства проверяющего был создан отдельный лист на котором слева выводились: номер, почта студента и флаг повторной отправки, а справа преподаватель мог в удобной для себя форме вести проверку работ как показано на рис. 4.

Рисунок 4 - Отчеты проверка

Метки “был” и “последняя” позволяют преподавателю без труда увидеть, какая работа была прислана студентом повторно.

Следующим шагом стало практически полное изменение и модернизация системы пиринга. При первоначальных испытаниях системы было выявлено множество недостатков:

· неправильные формулы проверки

· ошибки при работе кода

· не логичный и не удобный интерфейс

· система раздроблена на множество отдельных файлов

· отсутствие возможности менять входные данные

Все эти недостатки привели к полной переработке системы и изменению принципов ее создания. Создание обновленной системы велось с учетом возможности внесения изменений в формулы расчета без существенных изменений в коде. Новая система состоит из одной таблицы, в которой происходят все расчеты, а так же ведется сбор данных, трех форм и одной сторонней таблицы. Для функционирования системы необходимо перед началом работы сделать копию самого последнего списка зарегистрированных студентов. Для этого необходимо подключить таблицу “Список студентов с тестов”, как показано на рис. 5.

Рисунок 5 - Список студентов

В результате система пиринга стала состоять из:

формы

· форма Авторам

· форма Рецензентам

· Форма Учителям

таблицы

· Список студентов с тестов

· Кросспроверка

Сам файл кросс проверки содержит 12 листов, которые позволяют полностью обрабатывать данные системы пиринга и выводить результаты.

Листы:

· “ответы авторов”

· “ответы рецензентов”

· “ответы учителей”

Содержат данные с форм в том виде, в котором они поступают в систему. Эти данные никак не фильтруются на этих листах и пополняются даже после дедлайнов по мере отправки работ студентами с помощью форм.

· “ответы нужные рецензентов”

На данном листе содержатся отфильтрованные от повторений и дедлайнов ответы студентов-рецензентов. Так же здесь данные автоматически приводятся в нормализованный вид, что позволяет системе в дальнейшем беспрепятственно работать с полученными данными.

· “ответы нужные авторов”

На данном листе содержатся отфильтрованные от повторений и дедлайнов ответы студентов-авторов. Так же здесь данные автоматически приводятся в нормализованный вид, что позволяет системе в дальнейшем беспрепятственно работать с полученными данными.

· “оценки”

В ходе работы возникла необходимость хранить данные по конечными оценкам в отдельном месте. Для этих целей существует данный лист. Так же данные с этого листа в дальнейшем используются для передачи оценок в файл “Успеваемость сводная таблица”, где уже студенты смогут увидеть результаты своей работы.

· “оценивание рецензентов”

Этот лист содержит полученные данные от рецензентов и расчет оценок для них. Оценки здесь рассчитываются относительно других рецензентов без учета оценки эксперта. В расчетах выводятся коэффициенты значимости той или иной оценки рецензента, их суммы и результат.

· “сравнение рецензентов”

Так же как и “оценивание рецензентов” этот лист содержит расчет оценок относительно друг друга, но так же на этом листе ведется расчет оценок рецензентов относительно оценки эксперта. помимо расчета оценок рецензентов здесь ведется расчет оценок авторов, как показано на рис. 6.

Рисунок 6 - Расчет оценок

Цифрами на рисунке обозначены различные блоки расчета оценок.

1) После первого выполнения в данном месте необходимо что либо вписать, например “рецензент”.

2) В этой части содержатся фамилии и почтовые адреса рецензентов, проверявших работы.

3) Данный блок содержит расчеты оценок рецензентов относительно оценок эксперта и друг друга.

4) В четвертом сегменте преподаватель вносит свои оценки авторам. Так же здесь содержатся данные по отклонениям студентов от оценки автора по темно.

5) Последний блок содержит расчет оценок “авторов” относительно рецензентов и эксперта.

· “распределение тем”

На данном листе содержится копия списка участвующих студентов, а так же номера тем для авторов и рецензентов, как показано на рис. 7.

Рисунок 7 - Распределение заданий

· “список студентов”

Этот лист содержит копию листа с данными по студентам из таблицы “Список студентов с тестов”, где зарегистрированы все студенты участвующие в курсе, студент которые по какой либо причине не прошедшие регистрацию не будут получать работы на авторство и на рецензирование.

· “список тем”

Данный лист содержит список тем, который будет рассылаться авторам как задание. Список тем заполнятся вручную преподавателем или администратором системы перед началом работы всей системы кросспроверки, как показано на рис. 8.

Рисунок 8 - Список тем

· “управляющие данные”

На данный лист вынесены изменяемые параметры системы для удобства их изменения. Основной изменяемый параметр, это количество рецензий на человека. На рис. 9 показано, как должен быть заполнен данный лист. Лист полностью заполняется и создается вручную перед началом работы системы.

Рисунок 9 - Управляющие данные



В ходе испытаний системы данный лист несколько раз менялся и данные изменяемый с его помощью для удобства были сведены к минимуму. Так же такое решение было принято для увеличения скорости работы системы.

В ходе многократных проверок системы было выяснено, что операция считывания и записи данных в ячейки таблицы не очень стабильны и занимает много времени. В результате при помощи полученной опытным путем информации было решено свести данные операции к минимуму и использовать только в самом начале и самом конце работы системы. Такой подход значительно увеличил скорость функционирования системы. Это даже позволило системе кросспроверки, которая значительно объемнее, функционировать быстрее и стабильнее чем таблица “Успеваемость сводная таблица”. Так как система многократно тестировалась перед использованием с реальными студентами, было решено создать меню, которое полностью отвечало бы за весь цикл работы системы пиринга. В результате было создано минимальное меню “Мои скрипты” содержащее все необходимое для работы системы. В дальнейшем это меню стало так же удобным средством управления системой, используемым другими пользователями системы. В результате данное меню стало состоять из пяти пунктов управления самой системой и одного пункта, созданного исключительно для удобства.

Рисунок 10 - Меню

Меню состоит из:

· Создать список студентов

Данный пункт является первым шагом при работе с системой. С помощью этой кнопки создается копия списка студентов на листе “список студентов” из таблицы “Регистрация студентов с тестов”.

· Назначение тем студентам

Затем необходимо использовать кнопку “Назначение тем студентам”. Она создаст копию списка студентов на листе “распределение тем” и распределит номера тем с листа “список тем” между зарегистрированными студентами. После номера тем и их названия будут автоматически разосланы студентам.

· Назначение тем на рецензирование

После того, как пройдет дедлайн для “Авторов”, необходимо использовать кнопку “Назначение тем на рецензирование”. Данная кнопка распределит полученные результаты от авторов между рецензентами и разошлет их студентам. После выполнения этой и предыдущей команды на листе “распределение тем” отобразятся номера тем напротив данных студентов.

· Оценить

Кнопка “Оценить” используется после того, как для рецензентов прошел дедлайн и преподаватель проставил свои оценки. Так как изначально таблицы пустые и преподаватель не знает где проставить оценки, необходимо нажать “Оценить”, затем проставить оценки в появившейся таблице и использовать кнопку повторно. Такой подход позволил упростить код и уменьшить количество дополнительных команд.

· Проставить оценки

Данный пункт меню проставит полученные студентами оценки на лист “оценки”. Оценки для рецензентов состоят из суммы оценок за проверенные работы, а авторам проставляются оценки полученные из расчетов с учетом и эксперта и рецензентов. Для формирования конечных оценок используются данные рассчитанные на листе “сравнение рецензентов”. Этот лист был создан из-за необходимости вывода данных по работам в сводную таблицу успеваемости студентов. Вид, в котором представлены данные на этом листе позволяет скрипту из таблицы успеваемости быстро и без труда собирать данные по студентам, как показано на рис. 11.

Рисунок 11 - Оценки

Данный вид вывода оценок не очень удобен для использования человеком, так как придется вручную сопоставлять почты студентов и их фамилии.

· Очистить лист

Данный пункт меню не несет важной для работы системы пиринга функции. Эта кнопка необходима для того, чтобы полностью очистить от информации открытый лист таблицы.

Создана данная кнопка исключительно для удобства использования системы. Ее назначение становится актуальным при следующем запуске системы, когда нет необходимости создавать копию всей системы целиком.

Система пиринга использовалась более трех раз. При этом каждый раз выявлялись ее недостатки и система дорабатывалась. Это позволило рассмотреть многие варианты функционирования системы, с различным количеством входных данных. Было проверено функционирование с большим количеством студентов (до 200 человек), с малым количеством(менее 20 человек), так же было проверено функционирование системы с и без оценки эксперта. Во всех случаях система была доработана и показала хороший результат работы, как по скорости работы, так и по результатам.

Данная система благодаря своей гибкости позволила проверить различные методы пиринговой проверки и выявить лучший из них. Результатом стала пиринговая проверка большого количества рецензентов с использованием оценки эксперта.

В дальнейшем в ходе общей работы над системой поддержки учебного курса, увеличивалось количество тестов и несколько раз использовалась система пиринга. При создании каждого нового вида заданий система дорабатывалась и унифицировалась. В результате данные модернизации позволили значительно повысить стабильность и скорость работы системы. Так же код в скриптах выстроился в логические блоки, что позволило его легко читать даже неподготовленному пользователю. Код, использованный в самых последних заданиях в дальнейшем был использован для замещения своих предшественников в старых работах для увеличения их скорости работы и стабильности при выводе в “сводную таблицу”.



5. Экспериментальная часть

Курс, на котором проводилось основное тестирование системы состоял из:

· студентов 174 человека

· 5 домашних тестов

· 3 лабораторных теста

· 3 лабораторных отчета

· 2 эссе

· 1 экзамен в форме теста

В ходе тестирования системы были выявлены недостатки, как самой системы так и ограничения создаваемые платформой “Google”. Изучение этих недостатков позволило модернизировать систему, таким образом чтобы выявленные проблемы не повторялись. К недостаткам можно отнести долгое время выполнения кода программ, что в свою очередь приводило к таймаутам выполнения кода. Таймаут полностью останавливает код до повторного использования. Такие проблемы изредка встречались во время выполнения студентами тестов и постоянно во время выполнения экзамена. В основном данная проблема возникает из за частого использования операций считывания и записи в таблицу. Во время экзамена много студентов одновременно сдавали работы что и привело к сбою. При этом выводились следующие сообщения “Превышено максимально допустимое время выполнения” и “Чрезмерное использование сервисом машинного времени в день”. Решить данную проблему удалось путем уменьшения количества вышеуказанных операций. В результате код который выполнялся более семи секунд, стал выполняться около трех. Так же была выявлена зависимость работоспособности кода от вычислительных мощностей компьютера и интернета на котором запускался скрипт. В домашних условиях с хорошим интернетом и мощным компьютером даже старые версии кода с многочисленными операциями записи и чтения работали корректно, однако при запуске на слабом компьютере тот же код останавливался на середине из за таймаута. Это привело к необходимости уменьшения операций считывания и записи, а так же к улучшению алгоритма работы скрипта в целом.

Система пиринга так же тестировалась и после на другом курсе в феврале-марте с малым составом групп. При этом были выявлены недостатки системы пиринга такие как: некорректная работа и ошибки в работе кода при недостаточном количестве проверяющих на работу. Таким образом была выявлена и устранена ошибка с делением на ноль при отсутствии рецензентов.

В ходе испытаний всей системы часто использовалась функция рассылки заданий на почты студентов, при этом иногда возникал лимит рассылки, а так же возникла в единичном случае проблема несуществующего адреса почты.

В результате выявленных недостатков были переработаны все скрипты системы. Что позволило в дальнейшем избежать возникновения аналогичных проблем, а так же система была улучшена таким образом, чтобы некоторые ее части стали более универсальными и могли использоваться с другими входными данными.

5.1 Универсальность

Количество групп, состав и число вопросов в тестах, а так же критерии оценок можно изменять при необходимости. Так же есть возможность выставлять оценки студентам в обход системы. При необходимости можно менять виды работ количество и наименования групп, без сильных изменений в системе.



5.2 Возможность контроля версий на случай спорных моментов

“Google docs” дает возможность в любой момент времени вернуть состояние системы к любой из предыдущих версий. Это позволяет избежать трудностей при сбое системы или при случайном вмешательстве в ее функционирование.

5.3 Прозрачность и редактируемость

Так как система реализована в основном на базе “Google Spreadsheets”, это позволяет выводить в таблицы в понятном виде практически каждый этап функционирования системы. В ходе тестирования системы, такой подход позволял отлаживать систему и находить серьезные отклонения от желаемого результата.

Управление системой не требует глубоких знаний программирования, и дает возможность довольно быстро без особых усилий управлять системой и изменять ее под нужды курса.

5.4 Безопасность

База для реализации системы предоставляемая “Google” дает возможность администратору системы распределять уровни доступа для всех файлов системы и людей имеющих доступ к ним. Это позволяет избежать ненужного вмешательства в систему со стороны или вовсе скрыть ее части от посторонних глаз.

5.5 Проверка приложения другими пользователями

Система целиком создавалась и тестировалась в МИЭМ НИУ ВШЭ при проведении курса "Компьютерная графика" (Факультет информатики и вычислительной техники, 2 курс бакалавриата) в течение 8 недель. Состав курса: студентов 174 человека, 5 домашних тестов, 3 лабораторных теста, 3 лабораторных отчета, 2 эссе, 1 экзамен в форме теста.

Система приринга так же использовалась и в проведении курса “Основы информационно-коммуникационных технологий” (2-3 модули, 2 курс). При этом систему использовал человек, заранее с ней незнакомый, а только знающий общий принцип ее функционирования. При этом у пользователя не возникло больших тудностей при использовании системы пиринга и он получил желаемые результаты.



6. Охрана труда

6.1 Исследование возможных опасных и вредных факторов при эксплуатации ЭВМ и их влияния на пользователей

Введение

Охраной труда называется система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, предназначенных для обеспечения безопасности, сохранения здоровья и работоспособности человека во время труда.

Абсолютно безопасных и безвредных для здоровья производственных процессов не существует. Основная цель охраны труда - это как можно сильнее уменьшить вероятность поражения или заболевания сотрудника, при этом одновременно обеспечивая ему комфорт при максимальной производительности труда.

В процессе использования ПЭВМ здоровью, а иногда и жизни человека угрожают разнообразные вредные факторы, непосредственно связанные с работой на персональном компьютере. Обычными ощущениями, испытываемые людьми к концу дня, работающими за компьютером, являются: головная боль, резь в глазах, тянущие боли в мышцах шеи, рук и спины, зуд кожи на лице и т.п. Испытываемые такие ощущения каждый день, могут привести к мигреням, частичной потере зрения, сколиозу, тремору, кожным воспалениям и другим заболеваниям.

Была выявлена взаимосвязь между работой на персональном компьютере и такими заболеваниями, как астенопия (быстрая утомляемость глаз), боли в спине и шее, запястный синдром (болезненное поражение срединного нерва запястья), тендениты (воспалительные процессы в тканях сухожилий), стенокардия и различные стрессовые состояния, сыпь на коже лица, хронические головные боли, головокружения, повышенная возбудимость и депрессивные состояния, снижение концентрации внимания, нарушение сна и множество других, которые могут привести не только к снижению трудоспособности, но и могут серьезно подорвать здоровье человека.

Одним из основных источников проблем, относящихся к охране здоровья человека, использующего в своей работе персональные компьютеры, являются мониторы, особенно дисплеи с электронно-лучевыми трубками, которые в настоящее время практически не используются в домашних условиях, но остаются на некоторых предприятиях. Мониторы являются источниками очень вредных излучений, что очень плохо влияет на здоровье администраторов систем и простых пользователей.

Мониторы, которые сейчас используются при работе с персональным компьютером делятся на два основных типа жидкокристаллические мониторы и ЭЛТ мониторы, использующие электронно-лучевые трубы и несущие гораздо больший вред чем LCD мониторы.

Работа с монитором часто приводит к утомлению глаз. Весьма частым фактором этого явления является контраст между символами и фоном на экране. Слишком малый или слишком сильный контраст одинаково вредны, поэтому необходимо выбирать оптимальный контраст, при котором глаза будут наименее напряжены. Оптимальный контраст находится в пределах от 3:1 до 1,5:1. Если контраст будет более низкий, то это приведет работающего к неблагоприятным изменениям в способности фокусироваться, а так же наступает усталость глаз и общая усталость.

Человеческий глаз не способен долго и безвредно работать с мелкими объектами. Долгая работа с мелким текстом и объектами приводит к усталости глаз и дальнейшей потере зрения. Поэтом рекомендуется использовать более крупные шрифты от 0,46 см. при работе с расстояния 50 см.

Так же важно чтобы отражательная способность монитора не превышала 1%. Чтобы снизить количество бликов и для облегчения концентрации внимания у монитора должно быть матовое и однородное покрытие светлого оттенка без блестящих деталей и максимально малым количеством надписей и органов управления на лицевой стороне.

Другим важнейшим фактором, влияющим на человеческое здоровье, являются различные излучения. Излучения можно разделить на рентгеновское и электромагнитное, а также электростатическое поле.

В настоящее время, благодаря множеству стандартов и норм, рентгеновское излучение испускаемое монитором практически не опасно обычному человеку. Исключением являются люди с повышенной чувствительностью к этому излучению и беременные женщины, так как на ранних стадиях развития оно может оказать неблагоприятный эффект на плод. Это одна из причин почему женщинам нельзя использовать ПК во время беременности.

Во время работы монитора возникает электрическое поле. Так как его напряженность невелика оно не оказывает особого влияния на пользователя. Однако его способность адсорбировать пылинки, не давая им оседать, очень вредна. Из-за этого пыль может попадать в глаза и дыхательные пути, что очень вредно, а так же этом может привести к аллергической реакции кожи.

В ЭЛТ мониторах от трубки идет мягкое рентгеновское излучение. Это излучение полностью убрать нельзя, но можно всячески его уменьшить с помощью защитных экранов, которые его поглощают, при этом пропуская обычный свет.

Большое количество катушек строчной и кадровой развертки, силовых трансформаторов и коррекции внутри монитора генерируют переменное электромагнитное излучение низкой частоты поле с частотой 15-110кГц, которое в свою очередь очень вредно влияет на пользователя. Это излучение в основном распространяется назад и в стороны, так как экран поглощает значительную его часть направленную на пользователя. Поэтому чтобы обезопасить других людей, монитор должен располагаться так, чтобы за ним на большом расстоянии никого не было. Уменьшают распространение такого излучения с помощью экранирования и дополнительных катушек внутри монитора.

Во время работы монитора экран наэлектризовывается. Это явление можно почувствовать поднеся руку к экрану. Под действием электростатического поля заряженные частицы в зависимости от их знака могут либо притягиваются, либо отталкиваются экраном, при этом некоторые частицы с положительным зарядом могут попасть в пользователя, что является нежелательным.

Для того чтобы снять электростатический заряд на экраны наносят специальное антистатическое покрытие. До таких покрытий использовались специальные защитные экраны.

Компьютерные мониторы несут в себе рентгеновские бета- и гамма-излучения. Они возникают, только когда монитор включен. Поэтому по завершению работы монитор необходимо выключать.

Для того чтобы уменьшить вредоносные ионизирующие излучения в мониторах было снижено анодное напряжение, а в стекло экранов, для защиты непосредственно пользователя, добавлен свинец.

Современные мониторы имеют низкий уровень излучений, однако более старые модели изготовленные пятнадцать и более лет назад несут огромные дозы излучений, поэтом рекомендуется держаться от них подальше.

Как уже было сказано, от работы за компьютером портится зрение. Это происходит из-за того, что глаз реагирует даже на мельчайшую вибрацию изображения. Сильное напряжение глаз приводит к потере остроты зрения, поэтому рекомендуется соблюдать простые правила эксплуатации мониторов и устанавливать частоту развертки монитора от 75 Hz и выше. Так же людям, которые вынуждены долгое время сидеть перед монитором необходимо делать регулярно небольшие перерывы в работе и гимнастику для глаз. И обязательно нужно следить чтобы расстояние между монитором и человеком было не менее 70 см. или же оптимальное в зависимости от размера экрана.

Так же долгая работа за ПК грозит и физическими заболеваниями связанными с неправильной посадкой и малоподвижным образом жизни.

Для снижения вреда, клавиатуру и монитор необходимо располагать прямо перед собой, а не наискосок, при этом самая высокая точка экрана должна быть чуть ниже уровня глаз.

Все производственные процессы, в том числе и работа на ЭВМ, связаны с появлением опасных и вредных факторов.

Опасным фактором - называется производственный фактор, при действии которого на человека в некоторых условиях может привести к появлению травмам или другим ухудшениям в здоровье.

Вредным фактором - называется фактор, приводящий к заболеваниям, к снижению работоспособности и даже смерти пользователя. В зависимости от силы и времени воздействия фактор может становиться опасным.

Типовая конфигурация компьютеризированного рабочего места:

1. ПК на основе процессора Intel Pentium 2,0Ггц c необходимым набором устройств ввода-вывода и хранения информации (DVD-RW);

2. лазерный принтер Xerox Phaser 3600 PCL6;

3. цветной монитор Samsung 795DF SBB 17”:

a. частота кадровой развертки при максимальном разрешении - 85 Гц;

b. частота строчной развертки при максимальном разрешении - 42 кГц;

Дальше будут рассмотрены факторы, возникающие при пользовании вышеуказанными элементами ЭВМ. Питание ПК происходит от сети в 220В. Из-за того, что безопасным для человека является гораздо меньшее напряжение в 40В, то при использовании ПК одним из опасных факторов является именно поражение электрическим током.

В дисплее ПЭВМ высоковольтный блок трансформатора вырабатывает очень высокое напряжение вплоть до 25кВ для второго анода электронно-лучевой трубки. При напряжении от 5 до 300 кВ будет возникать рентгеновское излучение различных жесткостей. Это излучение является очень вредным фактором. Изображение на ЭЛТ мониторе создается из-за кадрово-частотной развертки, у которой частотота:

1. 85 Гц (кадровая развертка);

2. 42 кГц (строчная развертка).

Из этого следует, что пользователь попадает под электромагнитное излучените, которое так же очень вредно.

При работе компьютера монитор создает ультрафиолетовое излучение. Если его плотность повышается > 10 Вт/м², то оно становиться вредным фактором для пользователя. Наибольший вред оно наносит человеку при длительном воздействии.

Выводы

Проанализировав вышеперечисленные факторы, появляется необходимость создания средств защиты от них.

Во время использования вышеперечисленных элементов ПЭВМ возникают опасные и вредные факторы, такие как:

1) поражение электрическим током

2) ультрафиолетовое излучение

3) электромагнитное излучение

4) статическое электричество

6.2 Анализ влияния опасных и вредных факторов на пользователя

6.2.1 Влияние электрического тока

Воздействие электрического тока на человека приводит к травмам:

Электрический ток при прохождении через тело человека, оказывает следующие воздействия:

1) термическое -- нагрев тканей и биологической среды;

2) электролитическое -- разложение крови и плазмы;

3) биологическое --возбуждение и раздражение живых тканей организма;

4) механическое -- вероятность получения механической травмы из-за судорожного сокращения мышц.

Тяжесть поражения электрическим током может зависеть от:

1) величины тока;

2) времени протекания;

3) пути протекания;

4) рода и частоты тока;

5) сопротивления человека;

6) окружающей среды;

7) состояния человека;

8) пола и возраста человека.

Общие травмы:

1) судорожное сокращение мышц, без потери сознания;

2) судорожное сокращение мышц, с потерей сознания;

3) потеря сознания с нарушением работы органов дыхания и кровообращения;

4) состояние клинической смерти;

5) местные травмы;

6) электрические ожоги.

Самым опасным является ток в 20 - 100Гц. Из-за того что обычный ПК питается от сети переменного тока с частотой 50Гц, то такой ток опасен для человека.

6.2.2 Влияние статического электричества

Медицинские исследования показывают нам, что наэлектризованная пыль вызывает такие недуги как, воспаление кожи, появление угрей и даже может повлиять на контактные линзы. Эти заболевания появляются из-за того, что наэлектризованный экран дисплея притягивает частицы пыли в воздухе.

Сильнее всего этот эффект виден в помещениях в которых есть синтетические ковры.

Если статическое напряжение сильно повысится, то это может привести к выходу из строя ПК.

6.2.3 Влияние электромагнитных излучений НЧ

Сильные ЭМ поля, у которых частота 60Гц и выше, способны привести к изменениям в организме на клеточном уровне. Свойства электромагнитных волн отличаются от свойств рентгеновского излучения: если уменьшать их интенсивность, то опасность от них не уменьшится, при этом некоторые волны опасны только при маленькой интенсивности. Переменное электромагнитное поле, у которого частота от 60Гц, воздействует на клетки вне зависимости от того, где они находятся. В результате воздействия заметно снижается клеточный иммунитет.

6.2.4 Влияние ультрафиолетового излучения

Ультрафиолетовое излучение _ это излучение в области, примыкающей к коротким волнам, и находится в диапазоне длин волн ~ 200 - 400 нм.

Спектральные области бывают трех видов:

1) 200 - 280 нм _ бактерицидная область спектра

2) 280 - 315 нм _ зрительная область спектра (является самой вредной)

3) 315 - 400 нм _ оздоровительная область спектра

Из-за долгого воздействия могут возникать следующие недуги:

1) серьезные повреждения глаз (катаракта) ;

2) меломанный рак кожи;

3) кожно-биологический эффект (гибель клеток, мутация, канцерогенные накопления);

4) фототоксичные реакции.

6.2.5 Выводы

Анализ этих вредных факторов, показал, что существует необходимость создания средств защиты от них.

6.3 Методы и средства защиты пользователей от воздействия на них опасных и вредных факторов

6.3.1 Методы и средства защиты от поражения электрическим током

Для того чтобы защититься от ударов током используется метод, называемый - зануление.

Занулением - называется некоторое электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей ЭЛУ, части которого могут быть под напряжением. Данный метод используется в трёхфазных четырехпроходных сетях, у которых заземлена нейтраль и напряжении меньше 1000В.

В основе защиты от тока таким методом лежит защита человека осуществляемая с помощью замыкании одной из фаз на заземляющий корпус, при этом, в цепи возникает ток замыкания, который в свою очередь отключает сеть. Ток короткого замыкания вызывает перераспределение в сети до срабатывания защитного механизма. Это приводит к уменьшению напряжения на корпусе рис. 13.

Рисунок 13 - Схема зануления

По заданным параметрам можно определить J_к.з.

(формула 1),

где: J_к.з. - ток короткого замыкания [А];

U_ф - фазовое напряжение [B];

r_m - сопротивление катушек трансформатора [Ом];

r_нзп - сопротивление нулевого защитного проводника [Ом].

U_ф = 220 В

Ом

(формула 2),

где: - удельное сопротивление материала проводника [Ом*м];

l - длина проводника [м];

s - площадь поперечного сечения проводника [мм²].

По величине определим, с каким необходимо включить в цепь питания ПЭВМ автомат.

р_медь= 0,0175 Ом*м

...