Section outline

  • Collapse Expand

    General

    Collapse all Expand all

    • Мокрієв М.В., Шапошник О.П.

      Національний університет біоресурсів і природокористування України

      Технологія інтеграції результатів навчання з LMS Moodle до системи цифрового управління освітнім процесом, на прикладі НУБіП України

      В умовах подальшої стрімкої цифрової трансформації вищої освіти та переходу до змішаних форм навчання, що обумовлюється різними факторами непереборної сили на кшталт пандемій та воєн, використання систем управління навчанням (LMS), зокрема LMS Moodle, стає новим стандартом для сучасного університету. Проте комплексний підхід цифровізації вимагає переходу від фрагментарного використання цифрових інструментів до створення єдиного інтегрованого інформаційного середовища. У НУБіП України базовою платформою для дистанційного навчання та підтримки денної форми навчання є LMS Moodle, а для офіційного обліку результатів навчання використовується власна розробка - автоматизована система управління еДеканат. Також університет має інші підсистеми інформаційного середовища. Наразі всі вони пов’язані між собою системою єдиного входу, яка побудована з використанням облікових записів Google Workspace for Education та протоколу OAuth2. 

      Проте, проблема полягає у відсутності автоматизованого зв’язку між цими підсистемами та передачі інших даних, які повинні циркулювати між ними . На сьогодні викладачі змушені вручну переносити оцінки з електронних журналів Moodle до заліково-екзаменаційних відомостей, а працівники деканатів вручну переносити це до АСУ. Це призводить до низки негативних факторів:

      • висока трудомісткість: витрачання значного обсягу робочого часу на механічну роботу;

      • подвійна робота: перенесення цифрових даних на паперові носії, щоб потім знову переносити в цифровий формат;

      • людський фактор: зростання ризику помилок при дублюванні великих масивів даних як викладачами, так і працівниками деканатів;

      • низька оперативність: адміністрація університету (деканати, навчальна частина) не має миттєвого доступу до об’єктивної картини успішності студентів до моменту закриття відомостей.

      Отже, розробка технології автоматизованої інтеграції є не просто технічним завданням, а необхідною умовою для забезпечення якості та прозорості освітнього процесу.

      Метою роботи є розробка та обґрунтування технології автоматизованої інтеграції результатів навчання з LMS Moodle до загальноуніверситетської системи цифрового управління освітнім процесом для оптимізації обліку успішності та зниження адміністративного навантаження на науково-педагогічних працівників.

      Для досягнення поставленої мети було визначено такі завдання:

      1. Проаналізувати архітектуру взаємодії компонентів електронного навчального середовища НУБіП України та виявити точки інтеграції.

      2. Дослідити можливості Web-сервісів Moodle API (REST, SOAP) для вилучення структурованих даних про результати навчання (grades) у розрізі окремих дисциплін та академічних груп.

      3. Розробити алгоритм мапінгу (зіставлення) ідентифікаторів користувачів та курсів у LMS Moodle із унікальними кодами студентів та навчальних планів у базі даних АСУ університету.

      4.  Спроектувати програмний інтерфейс для безпечної передачі даних, що забезпечує цілісність та достовірність інформації.

      5. Апробувати розроблену технологію на базі окремих факультетів НУБіП України та оцінити її техніко-економічну ефективність (економію часу та зменшення кількості помилок).

      Результати роботи

      На основі проведеного аналізу бізнес-процесів НУБіП України було спроектовано та впроваджено архітектурно-технологічне рішення для безшовної інтеграції інформаційно-аналітичної системи (ІАС) «АСУ еДеканат» та LMS Moodle.

      1. Модель концептуального мапінгу та синхронізації сутностей

      Базою для адміністративного обліку є АСУ еДеканат, де зберігаються верифіковані дані про контингент студентів, їхню прив’язку до конкретних освітніх програм (ОП), навчальні плани дисциплін та підсумкові екзаменаційні відомості. Водночас первинне накопичення балів поточного та модульного контролю відбувається безпосередньо в електронних навчальних курсах (ЕНК) на платформі Moodle.

      Для забезпечення інформаційної єдності було розроблено двовекторну модель зіставлення (мапінгу) даних:

      • Синхронізація об'єктів навчання: Зіставлення навчальної дисципліни з робочого навчального плану ОП із відповідним ЕНК у Moodle реалізовано через інтеграцію додаткового ідентифікатора у базу даних «еДеканат» — унікального коду кодЕНК. Оскільки один уніфікований ЕНК у Moodle може обслуговувати вивчення дисципліни студентами різних освітніх програм, архітектурою бази даних передбачено та підтримується відношення типу «один-до-багатьох» (один курс Moodle проектується на кілька дисциплін у різних ОП).

      • Синхронізація суб'єктів навчання: Ідентифікація здобувачів вищої освіти у гетерогенних середовищах здійснюється за допомогою наскрізного унікального коду студента, що генерується в Єдиній державній електронній базі з питань освіти (ЄДБО) та фігурує як первинний/альтернативний ключ в усіх підсистемах університету.

      Ініціатором перенесення оцінки з електронного курсу до еДеканату є викладач, який здійснює цей процес із Журналу оцінок відповідного курсу (рис. 1). Це рішення викликане відсутністю чіткої дати на яку потрібно зафіксувати результат навчання (це стосується заліків, захисту курсових проєктів тощо). Таким чином, викладач на основі готовності оцінок до експорту відсилає їх до наступної підсистеми в цифровому середовищі університету.

      Рисунок 1 - Вигляд кнопки відправки оцінок в ЖУрналі оцінок навчального курсу в Moodle

      Рисунок 2 - Визначення дати заходу та перевірка виставлених національних оцінок

      2. Програмна реалізація та алгоритм асинхронного обміну

      Для мінімізації навантаження на серверну інфраструктуру та виключення затримок у роботі інтерфейсу користувача (очікування викладачем завершення транзакції) процес передачі оцінок реалізовано в асинхронному режимі. На стороні LMS Moodle було розроблено та інтегровано спеціалізований локальний модуль (local plugin), який за допомогою планувальника завдань періодично виконує такі ітерації (рис.3):

      • Верифікація зв'язків: Модуль автоматично перевіряє наявність валідної прив’язки поточного ЕНК до дисципліни в «АСУ еДеканат» через API. У разі підтвердження зв'язку, в інтерфейсі «Журналу оцінок» (Gradebook) курсу Moodle для викладача динамічно активується керуючий елемент — кнопка «Відправити оцінки до еДеканату».

      • Трансляція та логування результатів: Після ініціації відправки викладачем у день контрольного заходу, сформовані підсумкові оцінки з Moodle передаються у чергу відправки. Модуль фіксує статус транзакції у локальній базі даних Moodle для кожного окремого студента. Це дозволяє уникнути повторного чи дублюючого надсилання оцінок під час наступних сесій синхронізації.

      • Для уникнення повторного надсилання до фіксації оцінок в еДеканаті в електронному курсі на Moodle блокуються всі надіслані оцінки. Модуль періодично перепровіряє чи “підтверджені” оцінки в еДеканаті. І при позитивній відповіді розблоковує оцінки студентів, які не отримали позитивну оцінку. Студенти можуть проводити доздачу робіт, а їхні результати будуть надіслані повторно, але зафіксовані як друга відомість.

       

      Рисунок 3 - Заплановані завдання

      3. Серверна архітектура взаємодії (API)

      На стороні АСУ еДеканат було спроектовано, розроблено та розгорнуто систему захищених API-ендпоінтів (Application Programming Interface). Ці ендпоінти функціонують у режимі очікування запитів від локального модуля Moodle. Вони забезпечують:

      • Прийом пакетних даних із оцінками у форматі JSON;

      • Валідацію відповідності кодів студентів та кодЕНК;

      • Автоматичне заповнення електронних відомостей успішності в автоматизованому робочому місці (АРМ) деканату;

      • Інформування Moodle про прив'язку електронного курсу до навчальної дисципліни в освітній програмі;

      • Інформування Moodle про успішне підтвердження надісланих оцінок

      4. Контроль процесу адміністратором

      Для контролю проходження сесійного періоду, для адміністратора створено окрему адмін панель з додатковим сповіщенням (наприклад, на пошту відправляється інформація у випадку помилки пересилання), де представлено всі необхідні дані для розуміння результативнсті роботи (рис. 4).

      Рисунок 4 - Панель адміністратора

      Висновки та перспективи

      У роботі запропоновано успішну реалізацію архітектурно-технологічного рішення для безшовної інтеграції АСУ еДеканат та LMS Moodle на прикладі НУБіП України. Розроблена технологія автоматизованого обміну даними дозволила вирішити проблему фрагментарності цифрового середовища університету, повністю усунувши потребу в ручному перенесенні балів з електронних журналів до заліково-екзаменаційних відомостей.

      Завдяки впровадженню двовекторної моделі мапінгу сутностей (об'єктів та суб'єктів навчання) та алгоритму асинхронної передачі оцінок, вдалося досягти таких результатів:

      • Зниження адміністративного навантаження на науково-педагогічний склад і працівників деканатів завдяки мінімізації механічної та подвійної роботи; 

      • Суттєве зменшення ризиків, пов'язаних із людським фактором і виникненням помилок під час дублювання великих масивів даних;

      • Забезпечення високої оперативності та прозорості освітнього процесу, що надає адміністрації миттєвий доступ до об'єктивної картини успішності студентів;

      • Оптимізація використання серверної інфраструктури та підвищення безпеки й цілісності даних завдяки продуманій системі захищених API-ендпоінтів та логуванню транзакцій.

      Створений інструментарій, що включає локальний плагін для Moodle, систему захищених АРІ та зручну панель адміністратора для моніторингу запитів, демонструє високу техніко-економічну ефективність. Це підтверджує, що перехід до єдиного інтегрованого інформаційного середовища є необхідним кроком для забезпечення якості сучасної вищої освіти в умовах її стрімкої цифрової трансформації.

    • Форум обговорення доповіді Forum