Цифровизация образовательного процесса включает различные задачи [1,2]. На сегодняшний день достугнуты определенные результаты в направлении, связанном с непросредственной деятельностью студента: созданы электронные кабинеты обучающихся, разработаны и проходят успешную апробацию системы поддержки успешности обучения, рекомендательные системы [3,4], спроектированы различные варианты персонализированных и адаптивных обучающих курсов [5] и т.д. Но по прежнему остается актуальной задача оценки качества образовательного процесса, а именно – разработка подходов на основе анализа образовательных данных, с помощью которых можно было бы делать выводы о проблемах, возникающих у студентов про освоении образовательной программы (ОП).

Образовательная программа, разрабатываемая на основе ФГОС, представляет собой комплекс основных характеристик образования (объем, содержание, планируемые образовательные результаты), организационно-педагогических условий и форм аттестации. Комплекс данных характеристик представлен в виде учебного плана (УП), календарного учебного графика, рабочих программ учебных предметов, курсов, дисциплин (модулей), иных компонентов, а также оценочных и методических материалов. Качество и успешное освоение ОП может зависеть не только от студентов, но также от качества самой программы, которое определяется педагогической структурой ее УП, уровнем учебных дисциплин и практик, а также квалификацией профессорско-преподавательского состава, занимающегося ее реализацией.

Разработка УП, обычно определяемая в рамках разработки ОП, всегда была и остается одной из самых ответственных задач, поскольку, фактически, УП является ядром дизайна ОП. Создание сбалансированного УП также является весьма сложной задачей, в частности из-за различных требований (например, унификация нагрузки на младших курсах, пожелания работодателей и т.д.). Кроме этого, на саму образовательную систему влияют различные политические и социальные факторы. Одним из ярких примеров является сейчас движение в сторону отказа от Болонской системы в России. Среди основных трудностей можно отметить требования ФГОС, не всегда органично вписывающиеся в особенности учебного процесса образовательной организации, необходимость корректировки и модернизации ОП в соответствии с изменяющимися требованиями рынка труда, уровень подготовки студентов и готовность ППС модернизировать курсы в соответствии с меняющимися запросами не только на бумаге, но и по сути [6].

В работе [7] был представлен алгоритм анализа и оценки качества ОП, который может стать одним из способов проверки сбалансированности УП и соответствия заявленным образовательным результатам. Алгоритм был реализован на языке программирования C++ в среде Microsoft Visual Studio, в том числе c использованием библиотеки OpenXLSX для получения данных из таблиц Microsoft Excel. В качестве входных данных программа использует файл с данными УП, представленными в виде электронных таблиц MS Excel в формате XLS, который является результатом экспорта данных из информационной системы «Планы» (ИС «Планы»), разработанной в ООО «Лаборатория ММИС». Данная ИС является на сегодняшний день одним из самым распространенных программных комплексов для проектирования и хранения компонентов ОП, а также для работы с ними. Список образовательных организаций, использующих указанное программное обеспечение, содержит ведущие вузы России, в том числе Сибирский федеральный университет, в котором ИС «Планы» используется для разработки УП, рабочих программ дисциплин, планирования учебной нагрузки и создания индивидуальных планов преподавателей. Таким образом данное программное решение может быть использовано для анализа и сравнения УП различных образовательных организаций.

Программа позволяет вычислять различные статистические характеристики учебного плана (например, количество образовательных единиц (дисциплин) и их трудоемкость в зачетных единицах), а также относительный вклад образовательной единицы в формирование компетенций — образовательных результатов. В виде отдельного программного модуля реализована сравнительная оценка основных расчетных показателей по нескольким учебным планам образовательных программ. В алгоритме реализован подход, позволяющий представить данные учебного плана в удобном для визуализации виде – как взвешенный неориентированный граф, вершины которого представляют собой дисциплины учебного плана, а ребра – междисциплинарные связи, демонстрирующие участие дисциплин в формировании одинаковых компетенций [6]. Визуализация такого представления осуществлена с применением программного пакета Gephi. Но самый важный результат разработанного алгоритма заключается в получении набора данных (датасета) УП, которые можно в дальнейшем использовать для сравнительно-сопоставительного анализа УП.

Рассмотрим результаты работы программного алгоритма для УП направления подготовки 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника», реализуемом в Сибирском федеральном университете. Для этого введем некоторые обозначения, представленные в [7].

Пусть V = { vi } — множество всех дисциплин УП, а K = { kj } — множество компетенций, реализуемых в УП. Через  обозначим множество компетенций, в формировании которых участвует дисциплина vi, а через  — их количество. Через  обозначим множество дисциплин, участвующих в формировании компетенции kj, а через | vi | — трудоемкость дисциплины vi (количество зачетных единиц (ЗЕ), приходящееся на нее в УП). Тогда трудоемкость компетенции  определим по формуле: 

 (1)

а ее относительный вес как: 
 (2)

где  — суммарная трудоемкость дисциплин УП (общая трудоемкость УП).

Таким образом реализованный программный алгоритм позволяет вычислить трудоемкости формирования общепрофессиональных компетенций (ОПК), универсальных компетенций (УК) и профессиональных компетенций (ПК), заложенных в УП за весь период обучения, а также за отдельные этапы (курсы). Результатом работы программы является набор файлов, где данные представлены в виде таблиц (см., например [7]). Однако такое представление не всегда является наглядным и понятным.