CC BY
26
УДК 681.32
А.А. Горте, А.В. Максимов
Информационная система учебного курса, как элемента единого информационного образовательного пространства
Одной из главных целей объявленной Правительством РФ Федеральной программы «Развитие единой образовательной информационной среды (2001-2005 гг.)» является создание и развитие единой образовательной информационной среды, обеспечивающей повышение качества образования и создание условий для совершенствования образования на основе информационных технологий. Соответственно, задачами программы является создание и использование в учебном процессе современных электронных учебных материалов наряду с традиционными учебными материалами, разработка электронных средств информационно-технологической поддержки и развития учебного процесса [1]. В связи с этим особое внимание в Программе уделяется разработке тематических сайтов, посвященных различным учебным дисциплинам и изучаемым в соответствии с текущими образовательными стандартами и требованиями к виртуальным учебным курсам, к достоинствам которых можно отнести гибкое гипертекстовое представление информации, удобный и быстрый доступ к большим объемам информации, возможность дистанционного общения между обучаемыми и преподавателем.
Можно утверждать, что информационное наполнение отечественного образовательного сегмента Глобальной сети в настоящее время слабо структуризовано и имеет, скорее всего, кусочный и хаотичный характер. Это приводит, с одной стороны, к острому дефициту в Сети образовательной информации и, с другой стороны, к невостребованности того значительного объема образовательной информации, которой уже имеется в наличии.
Многие образовательные сайты имеют ряд недостатков, таких как отсутствие методической системности и последовательности отбора и представления учебных материалов и часто представляют собой только коллекции тематических ссылок на познавательные ресурсы сети. Однако, необходимо,
чтобы обучаемый был не сторонним наблюдателем, а проявлял активную деятельность в процессе обучения. Это требует разработку организованной среды, примером которой может являться структурно проработанный учебный web-сайт.
Авторы считают, что основные проблемы, тормозящие развитие единой образовательной сети и ее использование для целей образования в России, состоят в отсутствии системного подхода, соответствующей распределенной организационной инфраструктуры, программно-технологического инструментария и неучете конкретики образовательного процесса на разных его уровнях. Это, по мнению авторов, связанно, во-первых, с непроработанностью структуры информационного наполнения, во-вторых, с несогласованностью действий разработчиков (авторов и программистов) курсов, и, в-третьих, с отсутствием организационно-технологической и программной базы, предоставляющей доступный инструментарий и прочие возможности для представления образовательной информации в Глобальной сети.
Воспользовавшись каскадной моделью [2] как традиционным подходом к проектированию информационных систем можно выделить следующие этапы:
- анализ;
- проект;
- реализация (создание);
- тестирование (и устранение недостатков);
- поддержка [2].
При проектировании информационной системы учебного курса, как и при проектировании любой другой информационной системы, применение системного подхода начинается с анализа учебного процесса, как объекта информатизации, выявления его свойств, свойств среды, анализа информационных потоков и «управляющих воздействий», формулировки целей и задач информатизации и перечня автоматизируемых функций. Исходя из этого, формируются структуры информационной системы и со-
вокупности баз данных и знаний, их взаимосвязи, входные и выходные формы, а также разрабатывается экранный интерфейс. Этап разработки экранного интерфейса в последнее время в связи с распространением Web-технологий начинает приобретать большое, а часто и самостоятельное значение.
На данном этапе анализируются существующие объекты информатизации, в данном случае - учебный курс, с целью установления множества требований к информационной системе, выявляется состав и виды учебных материалов (бумажные копии, электронные наборы, графика, изображения, экспонаты, видео- и аудиоматериалы, обучающие и тестирующие программы, лабораторные стенды и т.п.).
Анализируя стандарты специальности и программы курса; перечень и виды самостоятельных и демонстрационных заданий, существующие способы и методика проведения лекционных, лабораторных, семинарских и иных занятий и консультаций; виды и способы контроля знаний, включая итоговые экзамены и зачеты, контрольные токи, межсессии и т.д. Выявляется логическое разбиение курса по времени и по типам и видам учебной нагрузки, включая самостоятельную работу. Определяется существующий уровень информатизации курса. (Возможно, что по автоматизированному курсу уже имеется определенное программное обеспечение - базы данных, информационно-поисковые системы, учебно-тестирующие программы, пакеты программ). Определяются способы доступа обучаемых и преподавателя к электронному учебному курсу и способы их информационного обмена (в форме живых лекций, занятий и консультаций, в форме обмена электронными письмами, участия в форумах и чатах).
Результатом этапа анализа является техническое задание, в котором должен быть заложен способ и этапы реализации системы, в той степени детализации, которой необходимо и достаточно для этапа проектирования. Этап анализа по существу определяет постановку задачи, что на 90% (мировая оценка) определяет успех ее реализации и занимает по трудоемкости не менее 30% от общей трудоемкости создания системы.
Важным условием этапа проектирования является переход текстуальных требований в язык разработчика программного обеспечения. Данный перевод должен максимально корректным, поскольку при переводе со сло-
Информационная система учебного курса ...
весных требований в функции конкретного программного продукта возникает наибольшее количество разночтений. Итогом проектирования является архитектура информационной системы, структура баз данных, входные/выходные формы (включая экранные интерфейсы), корректное описание функций по преобразованию данных, перечень этапов реализации количественных требований для обоснования выбора программно-технической базы.
В отличие от многочисленных тематических информационных систем различного состава и назначения проект учебной системы должен быть в достаточной степени унифицированным, что вытекает из унифицированности учебного процесса и с варьированием типа учебного процесса (гуманитарные и естественнонаучные курсы, лабораторные и практикумы и т.д.). В таком случае нет необходимости создавать отдельные информационные системы для каждой дисциплины в отдельности. Скорее всего, необходимо лишь блочно реализовать отдельные задачи, определяющие специфику курса и из них компоновать различные курсы. В таком случае информационная система конкретного курса будет отличаться набором блоков и конкретным наполнением, определяющим содержимое курса.
Можно выделить следующие требования к учебным сайтам:
- необходима системность и последовательность в подаче информации, представленной на сайте;
- сайт должен отвечать всем методическим требованиям;
- сайт должен включать средства подачи теоретических материалов, рекомендаций к заданиям и/или образцы заданий, средства контроля и самоконтроля. Отсюда следует, что в состав сайта должны входить такие основные компоненты как блок учебно-справочного материала, блок практических заданий, система сетевого обсуждения совместной учебной деятельности (форум);
- необходимо наличие вспомогательных средств, облегчающих процесс обучения таких как системы полнотекстового поиска по учебным материалам, системы закладок и доски объявлений;
- сайт должен быть выполнен в едином дизайне, который обладал бы эстетичностью, эргономичностью, рациональностью и экономичность. Особое внимание должно уделяться навигационному аппарату;
- желательно единое техническое решение для всего сайта, т.е. использование одной платформы при его разработке. Необходимо наличие простого способа обновления и модификации материалов и добавления новых компонент;
- в процессе разработки обучающего сайта уделять внимание разграничению прав доступа. Так, например, теоретические материалы должны быть доступны для обучаемых только в режиме чтения, а для преподавателя - и в режиме редактирования [3].
Трудоемкость этапа реализации определяется степенью детализации. Слабо детализованный проект представляет программисту достаточно творчества для поиска оригинальных методов и подходов, возможно более эффективных, чем это определено замыслом авторов проектов. В то же время смысловые искажения, объективно возникающие из-за различий в языках разработчиков и авторов курсов, приводит к неправильной реализации некоторых функций, т.е. к отклонению от первоначального проекта. С другой стороны, излишняя детализация может привести к неработоспособности системы или ее неэффективности.
Этап тестирования, в связи особенностями учебного процесса, не может длиться менее четверти или семестра. На этом этапе идет сбор замечаний и их оперативное устранение. В ходе нормальной эксплуатации осуществляется поддержка системы со стороны разработчиков, авторов курса и преподавателей, использующих информационную систему. В результате тестирования может возникнуть необходимость возврата к какому-либо вышестоящему этапу. Для выполнения серьезного обновления вся каскадная модель применяется заново: реализуется анализ, проектирование, выполнение и тестирование, но, возможно, по упрощенной схеме, путем внесения изменений.
Этап поддержки включает в себя действия, имеющие конечной целью выявление и устранение ошибок в процессе эксплуатации, адаптацию небольших запросов наращивания вычислительных возможностей приложения, обеспечение основных обновлений, разработку новых функциональных возможностей.
В плане реализации основных моментов данной статьи Барнаульским городским центром новых информационных технологий ведется работа по созданию типовых
блоков информационной системы курса. В качестве методологической базы первого этапа выбран курс «Векторные графические редакторы» на примере графического редактора Macromedia FreeHand.
Сегодня во многих сферах деятельности пользователь нуждается в учебно-справочных материалах по профессиональным пакетам, которые он использует в своей работе. Но быстрый выпуск новых версий программ, приводит к потенциальному устареванию учебников. Выходом из сложившейся ситуации является разработка электронных курсов по таким пакетам. Сказанное целиком относится и к применению различных профессиональных пакетов в области подготовки векторной и растровой графики, в частности, - к редактору Macromedia FreeHand.
При разработке электронного учебного курса "векторный графический редактор Macromedia FreeHand" решались такие задачи, как:
- разработка удобного пользовательского интерфейса, как со стороны преподавателя, так и со стороны обучаемых;
- разработка средств навигации по документам баз данных и средств поиска;
- система примеров, индивидуальных заданий и тестирования для закрепления и контроля полученных знаний;
- возможность общения обучаемых с преподавателем (через e-mail) и между собой (с помощью форума).
В результате было реализовано следующее:
1. Структура системы и информационная структура сайта. Сайт представляет собой совокупность нескольких баз данных с их web-интерфейсом (для теоретических материалов, для индивидуальных заданий, для форума и т.д).
2. Учебные материалы имеют удобную иерархическую структуру. Для этого разработаны специальные элементы (виды) для сортировки и доступа к документам. Система пользовательских закладок, с помощью которых обучаемый может переходить к документам, которые особо его интересуют.
3. Средства поиска.
4. Форум, на котором могут обсуждаться какие либо вопросы, возникшие входе изучения редактора FreeHand.
5. Система индивидуальных заданий и тестирования.
6. Управляемый преподавателем разноуровневый парольный доступ.
Информационная система учебного курса
В качестве среды разработки был выбран Lotus Notes, поскольку его богатые возможности позволяют реализовывать сложные и разветвленные полнотекстовые базы данных, в том числе и учебного характера. Такие возможности, как построение систем коллективного доступа к информации с использованием локальных и глобальных систем, защита информации на различных уровнях (на уровне сервера, базы данных, документа или поля в документе), просмотр баз данных Lotus и работа с ними в Internet^, особо полезны при создании электронных публикаций и электронных учебников, в частности электронного учебника по Macromedia FreeHand.
Lotus Notes является наиболее успешным программным продуктом корпорации Lotus Development и относится к категории продуктов группового програмного обеспечения. При этом Notes является уникальным продуктом и успешно конкурирует с офисными системами, системами электронной почты, а также системами коллективного доступа к информации, построенными с использованием локальных и глобальных сис-
тем.
Lotus Domino/Notes представляет собой совокупность технологий предназначенных для разработки и эксплуатации систем коллективного пользования и включает в себя:
- технологию разработки баз данных;
- архитектуру клиент/сервер;
- механизмы реплицирования (синхронизации) баз данных;
- средства полнотекстового поиском путем индексации БД;
- средства защиты информации с использованием списка прав доступа.
Сервер Domino поддерживает все протоколы и клиенты Интернет. В 5 версии появились новые средства для разработок web-приложений на базе Lotus Domino/Notes. Все эти возможности делают Lotus Domino/Notes довольно мощным средством разработки сайтов электронных курсов.
Таким образом, на данном примере была разработана информационная система учебного курса, внешним интерфейсом которого является сайт. В настоящее время ведется разработка системы, которая позволяла бы авторам самостоятельно разрабатывать электронные учебные курсы по различным тематикам. Литература
1. Федеральная целевая программа «Развитие единой образовательной информационной среды (2001-2005 гг.)». Утверждена постановлением Правительства РФ от 28 августа 2001 г. №630.
2. Дебби Л. Lotus Notes и Domino R5. Энциклопедия пользователя - К.: Издательство «ДиаСофт», 2000.
3. Алексеев М.Н., Григорьев С.Г. Принципы построения учебного ВЕБ-сайта// http: //ito .edu. ru/2001 /ito/III/ 1/III-1-2. html
