CC BY
42
из специальностей) обоснованно может осуществляться с помощью метода анализа иерархий, что было продемонстрировано выше.
В продолжение проблемы была сформулирована задача анализа процессов управления в вузе на основе бизнес-инжиниринга. Рассмотрена технология организационного моделирования на основе функционального анализа и применения прикладных онтологий.
Литература
1. Жильцов Е. Н. Экономика общественного сектора и некоммерческих организаций. - М.: МГУ, 1995. - 130 с.
2. Карпенко М. Модернизация образования на основе ИКТ // Высшее образование, 2005. № 11. С. 167-176.
3. Фатхутдинов Р. А. Конкурентоспособность организации в условиях кризиса: экономика, маркетинг, менеджмент. - М.: Маркетинг, 2002.
4. Саати Т. Л. Принятие решений при зависимостях и обратных связях. - М.: ЛКИ, 2007. - 357 с.
5. Новиков Д. А. Модели и механизмы управления развитием региональных образовательных систем (концептуальные положения). - М.: ИПУ РАН, 2001. - 83 с.
6. Анфилатов В. С., Емельянов А. А., Кукушкин А. А. Системный анализ в управлении: Учебное пособие. - М.: Финансы и статистика, 2002. - 386 с.
7. Гаврилова Т. А., Григорьев Л. Бизнес держится на знаниях, сам того не зная // Персонал-Микс, 2004, № 2 [Электронный ресурс]. Режим доступа: - http://www.management.com.ua/strategy/str116.html.
8. Эталонные модели организации деятельности в государственном секторе. Отчет по научно-исследовательской работе, выполненной сотрудниками АНО КМЦ «Бизнес-Инжиниринг» совместно с ИПГМУ ВШЭ, 2006 г.
9. Гаврилова Т. А. Онтологический подход к управлению знаниями при разработке корпоративных систем автоматизации [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://bigc.ru/publications/bigspb/ km/ontol_podhod_to_uz.php.
10. Кудрявцев Д. В. Онтологии и организационное моделирование: согласование терминологии // Реинжиниринг бизнес-процессов на основе современных информационных технологий: Сборник научных трудов X Российской научно-практической конференции (Москва, 17-18 апреля 2007) [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://bigc.ru/publications/bigspb/ metodology/terminology.php.
11. Курейчик В. В., Курейчик В. М., Родзин С. И. Концепция эволюционных вычислений, инспирированных природными системами // Известия ЮФУ. Технические науки. Тематический вып. Интеллектуальные САПР. - Таганрог: ТТИ ЮФУ, 2009. № 4 (93). С. 16-25.
12. Кравченко Ю. А. Оценка когнитивной активности пользователя в системах поддержки принятия решений // Известия ЮФУ. Технические науки. Тематический вып. Интеллектуальные САПР. - Таганрог: ТТИ ЮФУ, 2009. № 4 (93). С. 113-116.
13. Кравченко Ю. А., Курейчик В. М., Писаренко В. И. Технология многоаспектного аналитического исследования как метод машинного обучения // Открытое образование, 2008. № 2. С. 11-17.
14. Бова В. В. Моделирование области знаний в системах поддержки принятия решений для непрерывного профессионального обучения // Известия ЮФУ. Технические науки. Тематический вып. Интеллектуальные САПР. - Таганрог: ТТИ ЮФУ, 2009. № 4 (93). С. 242-248.
УДК 321.3 ББК 20
ИНТЕГРИРОВАННАЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СРЕДА ПОДДЕРЖКИ ИННОВАЦИОННЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ
ПРОЦЕС СОВ
В. В. Курейчик, д. т. н., профессор, заведующий кафедрой САПР Тел.: (8634) 38-34-51, e-mail: vkur@tsure.ru
B. В. Бова, старший преподаватель кафедры САПР Тел.: (8634) 37-16-51, e-mail: vvbova@yandex.ru
Е. В. Нужное, к. т. н., профессор кафедры САПР Тел.: (8634) 37-16-25, e-mail: nev@tsure.ru
C. И. Родзин, к. т. н., профессор кафедры МОПЭВМ
Тел.: (8634) 37-16-73, e-mail: rodzin@mopevm.tsure.ru
Технологический институт Южного федерального университета в г. Таганроге
http://www.tsure.ru
This paper is devoted to the consideration of organization concepts of computer educational environment relevant to the dynamic educational institutions with high level of innovation, seeking to improve their rating by offering higher-quality and innovative educational services, development of new trends and forms of learning, implementing a system of continuous education, integration into the inter-university information space.
Работа посвящена рассмотрению вопросов организации компьютерной образовательной среды, актуальной для динамично развивающихся образовательных учреждений с высоким уровнем инноваци-онности, стремящихся повысить свой рейтинг за счет предложения более качественных и нетрадиционных образовательных услуг, освоения новых направлений и форм обучения, реализации системы непрерывного образования, интеграции в межвузовское информационное пространство.
Ключевые слова: компьютерная образовательная среда; компьютерное обучение; асинхронное образование; дистанционные образовательные технологии; образовательные бизнес-процессы.
Key words: computer based educational environment, computer training, asynchronous education, e-learning technologies, educational business processes.
Введение. Область информационных технологий (ИТ) служит инфраструктурным и технологическим ядром практического воплощения разработанной международным сообществом концепции информационного общества (ИО), основанного на знаниях. Быстрые темпы развития ИТ-отрасли и информационной инфраструктуры ИО делают актуальной проблему создания интегрированной инструментальной среды поддержки перспективных компьютерных образовательных технологий. Такая среда может быть построена на основе целостного, удовлетворяющего международным требованиям комплекса образовательных стандартов и высокоэффективных системообразующих механизмов и технологий, а также инновационных образовательных решений, охватывающих все виды подготовки профессиональных ИТ-кадров [1].
Идея создания интегрированной инструментальной среды поддержки перспективных компьютерных образовательных технологий возникла у авторов еще в конце 90-х годов, когда передовые кафедры известных вузов страны стали интенсивно оснащаться компьютерными средствами обучения (КСО): учебными классами персональных компьютеров (ПК), рабочих станций и терминалов пользователей, программными средствами компьютерного обучения (ПСКО) и электронными образовательными ресурсами (ЭОР). Уже тогда проявились главные составляющие этой идеи [2] :
• создать сетевую (распределенную) кафедральную аппаратно-программную среду поддержки учебного процесса, научных исследований и разработок, построенную на современных стандартах электронного обучения (e-learning);
• объединить все имеющиеся и новые разработки кафедры (КСО, а также программные продукты, разработанные в результате научных исследований) в единое целое - компьютерную образовательную среду (КОС);
• сделать КОС развиваемой (наращиваемой и расширяемой) на аппаратном, программном, информационном и методическом уровне, отвечающей международным стандартам сервисов проектирования электронных учебных материалов (УМ) и технологий информатизации образовательных бизнес-процессов;
• сделать КОС инструментальной, обеспечив преподавателям облегченные возможности разработки своих ЭОР и ПСКО;
• создать информационную базу электронных учебных и учебно-методических материалов (компьютерных учебников, учебных пособий, лабораторных практикумов, задачников, решеб-ников, презентаций, раздаточных материалов, банков тестовых заданий и т. п.) для обеспечения процессов ИТ-образования в режиме электронного обучения;
• сделать КОС экспериментальным полигоном для широкого внедрения и предоставления качественных и доступных образовательных услуг на основе развития открытого и гибкого непрерывного обучения (Lifelong Open and Flexible learning, LOF), включающего все основные
способы организации учебного процесса: традиционное, асинхронное и дистанционное обучение (ДО);
• создать интегрированную учебно-технологическую сетевую среду управления обучением, поддерживающую образовательную деятельность, эффективные средства доступа к образовательным ресурсам, интерактивные коммуникационные возможности для оперативного взаимодействия участников образовательных процессов;
• создать в КОС электронные библиотеки по поддерживаемым учебным специальностям и дисциплинам, направлениям научных исследований и разработок для подготовки востребованных профессиональных кадров в области ИТ и инновационного асинхронного обучения (при этом разработка электронных учебников осуществляется в соответствии с рекомендациями международных консорциумов ACM, IEEE к содержанию учебных курсов, и в соответствии с международными стандартами SCORM, IMS к технологическим условиям создания электронных УМ).
1. Концептуальная модель КОС. Технологической основой КОС является интегрированная инструментальная среда поддержки перспективных компьютерных образовательных технологий, реализующая возможности современных распределенных систем управления обучением и знаниями (Learning Management Systems, LMS и Knowledge Management Systems, KMS). Эта среда должна обеспечивать: поддержку индивидуального планирования обучения, доступа к материалам учебных курсов, оценки знаний, непрерывной актуализации образовательного контента, информатизации учебного процесса, поддержку различных форм взаимосвязи участников образовательного процесса.
Создание такой среды предоставляет возможность достижения качественно нового уровня подготовки востребованных кадров в области информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) на основе разработки и внедрения в образовательную практику инновационных образовательных и инструментальных технологий. В основу организации и построения КОС целесообразно положить целый ряд всесторонне проработанных, продуктивных, проверенных временем и личным опытом авторов концепций [2].
Концепция среды поддержки. Термин «среда», как известно, имеет два значения: medium - носитель информации; environment - окружение. Характерные признаки среды: самодостаточность и полнофункциональность - из среды не надо выходить, в ней можно выполнить всю намеченную работу до конца.
Концепция многоуровневой организации аппаратного, программного и информационного обеспечения. Вследствие различной сложности и разноуровневости проблем, задач, функций и компонентов создаваемой КОС, ее архитектура должна быть, в общем случае, иерархической, многоуровневой. Уровни достаточно независимые, взаимодействуют через строго определенные интерфейсы, их мощность возрастает снизу вверх. Именно тогда можно сначала в общих чертах спланировать организацию и функциональное наполнение КОС сверху вниз, а затем снизу вверх проводить детализацию, реализацию и модернизацию функций, что открывает широкие возможности для замены компонентов и эволюционного развития всей среды.
Концепция интеграции аппаратного, программного, информационного и методического обеспечения. Открывает возможности создания гетерогенных аппаратных структур (серверы, ПК, рабочие станции, терминалы). Кроме того, появляется возможность на основе известных интерфейсов включать в среду необходимые популярные программные продукты и системы, причем они могут относиться к любому уровню иерархии КОС.
Концепция стандартизации и типизации. Она проявляется в использовании стандартных компонентов всех обеспечений КОС, удовлетворяющих международным стандартам электронного обучения IMS и, в частности, стандартам создания электронных учебников, управления знаниями, учебным процессом, качеством обучения. Кроме того, в расширенном толковании она связана с использованием типовых способов и форматов представления текстовой, графической и мультимедийной информации. Применительно к представлению УМ целесообразно использовать технологии создания контентов, удовлетворяющих международным стан-
дартам SCORM на компоновку и представление электронных УМ, что обеспечивает возможность повторного использования образовательных контентов в различных технологических окружениях.
Концепция мультимедиа (ММ). ММ представляет спектр информационных технологий, использующих специальные программные и технические средства с целью наиболее эффективного воздействия на пользователя (ставшего одновременно и читателем, и слушателем, и зрителем). Использование ММ в образовании обеспечивает интенсификацию процесса обучения и повышение его эффективности за счет одновременного использования нескольких каналов человеческого восприятия информации, средств интерактивности, гибкости и интеграции различных типов учебной информации.
Концепция интерактивности. В широком смысле интерактивность предполагает взаимодействие любых субъектов друг с другом и использованием доступных им средств и методов. При этом предполагается активное участие в диалоге обеих сторон: обмен вопросами и ответами, управление ходом диалога, контроль над выполнением принятых решений и т. д. Интерактивность отражает одну из фундаментальных черт процесса обучения - взаимовлияние. Она рассматривается и как оценка самих коммуникационных технологий, и как критерий качества и эффективности обучающих программ. Развитие новых методов обучения на базе современных ИКТ (гипертехнологий, искусственного интеллекта, мультимедиа, телематических систем и других) представляет собой реализацию принципа интерактивности в новых формах.
Концепция вариативности обучения. Концептуальными компонентами модели вариативного (смешанного) обучения (blended learning) как модели использования распределенных ЭОР в традиционном обучении с применением технологий асинхронного и синхронного обучения являются организационные формы совместной деятельности участников образовательного процесса. В процессе конкретной реализации смешанного курса обучения комплекс организационных форм должен сочетать групповые и индивидуальные, реальные и виртуальные формы (помимо традиционных форм лекций, семинаров, лабораторных работ). Средства обучения должны выбираться сообразно целям, содержанию, формам и методам обучения, с учетом их адекватности и эффективности при сочетании в учебном процессе.
Концепция асинхронного обучения. Ее реализация требует применения специальной технологии ДО - совокупности методов, форм и средств взаимодействия с субъектом образовательного континуума в процессе самостоятельного, но контролируемого освоения им определенного массива знаний. Содержание предлагаемого к освоению знания должно сосредоточиваться в специальных курсах, в банках данных и знаний и т. д. Варианты реализации концепции асинхронного обучения Computer Based Training (CBT) и Web-based Training (WBT) основываются на трех взаимосвязанных компонентах процесса обучения, при которых образовательная коммуникация между участниками учебного процесса осуществляется асинхронно, посредством телекоммуникационных средств:
• программы обучения, обучающие материалы (контент) и их разработка;
• доставка обучения, индивидуализация и персонализация программы обучения и образовательного контента;
• управление учебным процессом, оценка его результатов, внесение изменений.
Концепция альтернативного обучения. Одним из приоритетов разработки альтернативных образовательных технологий и их внедрения в учебный процесс, в частности технологий e-learning, проектного обучения, дистанционного обучения, становится асинхронность обучения. Особенностями организации учебного процесса с использованием системы альтернатив являются [3]:
• асинхронная схема организации учебного процесса, обеспечивающая студентам свободу в выборе последовательности изучения отдельных учебных дисциплин образовательной программы по избранному им направлению подготовки или специальности;
• возможность личного участия каждого студента в формировании индивидуальной учебной траектории и ее временных характеристик;
• возможность выбора преподавателей, обеспечивающих образовательный процесс, по части учебных дисциплин.
Концепция индивидуализации обучения. Решая организационно-содержательные проблемы индивидуализированного обучения, необходимо учитывать:
• логику построения содержания образовательных программ в соответствии с тенденциями модернизации образования и актуальными запросами обучающихся;
• логику реализации информационных и образовательных технологий (цель ^ содержание ^ коммуникации), основанную на адекватных электронных средствах учебного назначения, учитывающих принципы сетевого взаимодействия;
•логику системы организации сетевого обучения (анализ возможностей компьютерных систем, обеспечивающих персонифицированный и настраиваемый интерфейс для реализации востребованного профессионального содержания ^ дерево целей как эталон компетенций достижения профессионального содержания ^ критерии качества как основание для подтверждения степени соответствия компетенций обучающегося и разработки пакета диагностических заданий ^ содержание учебной программы как модуля образовательной программы ^ электронные средства и коммуникационные технологии для реализации сетевого взаимодействия)
[4].
2. Структурная модель КОС. Отправной точкой для формирования структурной модели служат функциональные характеристики КОС, состав и особенности решаемых с ее помощью задач. Структурная модель охватывает базовые технологические направления предметной области КОС (технологии и средства электронного обучения, инструменты ИТ-поддержки и управления образовательными процессами, информационно-поисковые и библиотечные системы) и фиксирует их пересечения с выделением уровней взаимодействия компонентов среды. В основе создания КОС лежит комплекс проектных решений, состав и структура которых могут быть описаны в виде трехуровневой модели (рис. 1), где проектные решения представляют следующие три уровня [5]:
1) семантический (бизнес-процессы);
2) функциональный (базовые технологии электронного обучения);
3) инфраструктурный (ИТ сетевой инфраструктуры).
Рис. 1. Трехуровневая структурная модель КОС
Модели, расположенные на одном уровне, могут объединяться в группы по общности назначения. Модели, расположенные на смежных уровнях, связывают отношения использования-предоставления услуг, которые реализуются на базе интерфейсов программных компонентов. Отношения между моделями первого и второго уровней отражают использование приложений для поддержки выполнения бизнес-процессов (БП).
Наличие уровня БП создает условия для согласования организационных решений без рассмотрения технических аспектов их поддержки в КОС. Модели этого уровня имеют еще одно важное назначение. Поскольку именно БП отражают потребности пользователей КОС, они позволяют выявлять ее недостающие функции, которые соответствуют элементам образовательной деятельности, не имеющим инструментов ИТ-поддержки. Таким образом, модели БП слу-
жат источником для анализа и определения направлений развития прототипа КОС, включая формирование требований к моделям нижележащих уровней.
Распределение по уровням соответствует еще одному основанию классификации моделей [6]. Чем выше уровень модели, тем шире множество БП, реализуемых в КОС на ее основе, и тем ближе она к образовательной специфике. И наоборот, модели, располагающиеся на нижних уровнях, регламентируют технические аспекты разработки КОС, инвариантные к предметной области.
Семантический уровень или уровень образовательных бизнес-процессов (БП) охватывает следующие группы решений:
• методическое обеспечение (профессиональные образовательные стандарты подготовки специалистов в области ИТ, удовлетворяющие международным рекомендациям, а также учитывающие требования к работе в условиях общества, основанного на знаниях);
• формализованные спецификации реализуемых образовательных процессов, разработанные с использованием языков СЛ8Е-технологий;
• информационные базы контентов учебных и учебно-методических материалов, включающих, в частности, контенты для курсов учебных программ, разработанных в соответствии с рекомендациями международных образовательных стандартов к объемам знаний по соответствующим профилям подготовки;
• технологии создания образовательных контентов, удовлетворяющие международным стандартам на компоновку и представление электронных УМ, что обеспечивает возможность их повторного использования в различных технологических окружениях;
• механизмы актуализации образовательных контентов, обеспечивающие возможность изменения и обновления электронных УМ в режиме реального времени;
• процедуры оценки качества усвоения обучающимися материалов учебных курсов, а также контроля знаний с использованием библиотек тестов, в том числе рекомендованных международными профессиональными организациями.
На данном уровне специфицируются модели БП, описывающие схемы организации образовательной деятельности, реализуемой с помощью инструментов КОС. Регламентация организационных, методических и образовательных решений, общих правил создания и применения КОС в моделях БП позволяет:
• очертить границы применения КОС;
• идентифицировать категории пользователей, действующих в КОС;
• выявить внешние системы, взаимодействующие с КОС;
• определить основные образовательные процессы, реализуемые на базе КОС;
• специфицировать логические структуры этих процессов, задающие порядок их выполнения;
• идентифицировать задачи, решаемые действующими лицами, описав их участие в БП;
• выявить процессы, поддерживаемые инструментами КОС, и процессы, не имеющие такой поддержки;
• оценить необходимость развития средств ИТ, поддерживающих БП;
• определить требования к компонентам КОС со стороны пользователей и внешних систем, а также требования, обусловленные организационными, методическими и образовательными решениями.
Иерархия групп моделей БП представляет классификацию типовых образовательных БП, инвариантных к предметной области и рассматриваемых в контексте КОС.
Модель ИТ-поддержки и управления образовательными процессами описывает следующие
БП:
• поддержка ИТ-инфраструктуры;
• формирование виртуальной обучающей среды и информационного обеспечения образовательных процессов: управление образовательным порталом сетевой среды поддержки учебного процесса; интерактивное коммуникационное взаимодействие участников образовательного процесса; распределенное управление знаниями;
• административная поддержка образовательных процессов и управление документооборотом;
• учет материально-технических и кадровых ресурсов.
Модель учебной деятельности и процессов электронного обучения поддерживает процессы:
• выбора образовательных услуг;
• формирования учебных групп;
• планирования и управления учебного процесса: формирования и корректировки индивидуальных учебных планов и образовательных траекторий; контроля успеваемости и выполнения учебных заданий; аттестации и формирования статистических данных, отчетов;
• компоновки модульных индивидуально-ориентированных ЭОР;
• управления учебной работой: сеансов работы в КОС; взаимодействия с УМ; контроля знаний и умений (тестирования); сетевого учебного взаимодействия и консультирования; настройки предпочтений и сохранения текущих результатов;
• поддержки научной и методической деятельности.
Модель ИТ-поддержки разработки и управления образовательным контентом описывает БП создания электронных УМ в соответствии с международными стандартами [6]:
• разработка ЭОР (информационных и программных компонентов, учебных моделей, схем навигации по ЭОР);
• формирование метаданных и связывание компонентов модульных учебных курсов;
• формирование дистрибутивных пакетов ПСКО;
• ведение и использование электронной библиотеки (каталогизация и систематизация ЭОР, управление хранилищем образовательных ресурсов, управление доступом, поиск и доставка образовательного контента).
Функциональный уровень включает технологические комплексы и средства поддержки реализации образовательных процессов в режиме электронного обучения, механизмы идентификации ключевых интерфейсов, обеспечивающие согласованность и интероперабельность компонентов КОС, а также организационные схемы, описывающие использование ИТ в образовательных БП [7].
Анализ моделей образовательных процессов позволяет определить типовые системные компоненты КОС, обеспечивающие их поддержку. Такими компонентами являются программные приложения, информационные хранилища, ЭОР и инструменты их разработки. В частности, к этому уровню относятся следующие функциональные компоненты:
• система проектирования образовательного контента, отвечающая международным стандартам сервисов проектирования электронных УМ и технологиям информатизации образовательных БП;
• информационная база ЭОР для обеспечения процессов ИТ-образования в режиме электронного обучения;
• система управления учебным процессом (СУУП), поддерживающая информатизацию процессов образовательной деятельности и эффективные средства доступа к образовательным ресурсам;
• система контроля знаний, реализующая процедуры оценки качества усвоения обучающимися материалов учебных курсов с использованием библиотек контрольно-измерительных материалов (стандартизованных тестов);
• система интерактивного взаимодействия участников образовательных процессов, обеспечивающая реализацию и использование средств сетевых коммуникаций (инструменты асинхронного взаимодействия и синхронные средства коммуникации).
Перечисленные компоненты отражают не физическую, а концептуальную декомпозицию КОС. Они представляют типовые наборы функциональных возможностей, реализуемых взаимосвязанными приложениями образовательной среды, и сопряженные с ними массивы информационных ресурсов.
Обязательным системным компонентом образовательной среды является портал. Он служит точкой входа пользователей в КОС и играет роль функционально-информационного навигатора по среде, предоставляя доступ к ее компонентам в соответствии с правами, которыми наделены различные категории пользователей. Образовательный портал сетевой среды поддержки учебного процесса выступает в качестве инфраструктуры для реализации и взаимодействия разнообразных БП, а не только средства информационно-справочного обеспечения. Это обусловливает существенно более широкий спектр воплощаемых в нем сервисов. К числу общих портальных сервисов относятся аутентификация и авторизация, публикация новостей и
объявлений, электронная почта, поиск и обеспечение доступа к ЭОР, компьютерные конференции, аннотирование и обсуждение публикаций, рассылка информации, настройка виртуального рабочего пространства, ведение сетевых информационных ресурсов и совместная работа с ними.
Управление процессами электронного обучения осуществляет СУУП, которая содержит информацию, формируемую и используемую в рамках администрирования учебного процесса: сведения об обучающихся и учебных группах, учебные планы и графики учебного процесса, задания и сведения о результатах работы обучающихся. В состав СУУП входит система управления контентом, предназначенная для поиска и выбора образовательных объектов и формирования из них модульных ЭОР, рассчитанных на конкретные образовательные потребности и условия применения.
Обеспечение открытости КОС предусматривает реализацию взаимодействия системных компонентов, пользователей и внешних систем на основе открытых интерфейсов.
Инфраструктурный уровень. Данный уровень охватывает широкий спектр моделей, инвариантных к предметной области и представляющих стандартные технические решения для общесистемных компонентов информационно-телекоммуникационной инфраструктуры КОС. Инфраструктурные компоненты используются сервисами интеграции и обеспечивают взаимодействие прикладной платформы с внешней средой (другой прикладной платформой, пользователем, периферийным устройством), а также взаимодействие между приложениями, выполняемыми на одной и той же технологической платформе.
Модель прикладных сервисов (компонентов) специфицирует виды предоставляемых услуг, выделенных на функциональном уровне структурной модели среды (услуги операционной системы, интерфейса «человек - компьютер», разработки программного обеспечения, административного управления данными, обмена данными, защиты информации, административного управления, сетевые услуги).
Программно-технологические компоненты включают сетевое и коммуникационное высокоскоростное оборудование, серверы приложений, системы сетевого распределенного хранения данных и программно-технические средства, обеспечивающие работу функциональных компонентов.
3. Проектная модель КОС. Технологическая инфраструктура КОС создает согласованную, открытую и стандартизованную среду, которая обеспечивает возможность гибкого, совместного и безопасного использования образовательных, научных, информационных ресурсов для реализации профессиональных образовательных программ подготовки ИТ-специалистов.
Создание интегрированной инструментальной среды поддержки компьютерных образовательных технологий происходит в два этапа (рис. 2.), на каждом из которых осуществляются ключевые работы по проектированию [8].
Этап моделирования обеспечивает создание модели учебного процесса (УП) и включает следующие шаги:
• моделирование деятельности, определение целей и задач КОС, описание значимых результатов и критериев оценки качества УП;
• создание модели существующей ИТ-инфраструктуры, идентификация средств поддержки различных задач и функций КОС;
• сопоставление модели ИТ-инфраструктуры и модели деятельности КОС с целью определения целесообразности включения эксплуатируемых локальных систем в единую интегрированную систему и выделения БП, подлежащих автоматизации с помощью современных технологий.
На шаге моделирования КОС создаются две модели:
• информационная (объектная, семантическая) модель, описывающая объекты предметной области УП, их структуру и взаимосвязи;
• процессная модель, описывающая бизнес-процессы и их связи с объектами информационной модели.
Рис. 2. Этапы создания КОС
На шаге анализа существующей ИТ-инфраструктуры создается модель ИТ-инфраструктуры, описывающая прикладные информационные системы (ИС), базы данных, общесистемные программные средства, компьютерное и телекоммуникационное оборудование, эксплуатируемое в КОС. Эта модель также включает объекты и процессы. Ее объектами служат элементы ИТ-инфраструктуры, а процессами - ход управления ИТ-инфраструктурой. Кроме технических характеристик, в модели указываются функции, задачи и уровни их поддержки каждым из элементов ИТ-инфраструктуры.
На шаге сопоставления и анализа модели ИТ-инфраструктуры и модели деятельности УП эти модели должны быть тесно увязаны (интегрированы). Полученный результат является значимым для проектирования КОС, так как предоставляет данные для анализа степени автоматизации всех бизнес-процессов.
На втором этапе осуществляется проектирование программной системы из прототипа системы и внешних компонентов, часть которых ранее эксплуатировалась в КОС, которое включает следующие шаги [9]:
• автоматическую генерацию на основании модели УП следующих компонентов системы:
- метаописания хранилища данных об УП в КОС;
- объектно-ориентированного хранилища данных об УП;
- прототипа информационной системы, поддерживающего образовательные процессы КОС;
• адаптацию прототипа КОС (формализацию внутренней логики БП);
• интеграцию с созданным прототипом КОС внешних компонентов, автоматизирующих отдельные направления деятельности КОС.
Шаг генерации КОС позволяет на основании модели УП автоматически получить работоспособный прототип информационной системы, поддерживающей функциональность КОС. При этом создаются следующие компоненты КОС (рис. 3):
• на основании объектной модели УП - хранилище данных об образовательных процессах.
• на основании процессной модели УП - прототип КОС, поддерживающий образовательные БП.
Шаг адаптации прототипа КОС является технологическим и предназначен для программной реализации логики БП, которая не была формализована в модели. При этом разрабатываются процедуры, связанные с обращением к хранилищу и реализующие алгоритмы работы, которые не были формализованы в модели УП.
Модель учебного процесса
*
( .] —
Мматнаи
МГ1ЛЩП1..
щ— -X <•>
: — -1
ГЧмчессиэр
ХМ1 модели
Прототип информационной системы поддержки образовательны*, п^кщдосоа
Рис. 3. Генерация КОС
Шаг интеграции с внешними компонентами является, пожалуй, одним из важнейших в создании системы. Именно на этом шаге к прототипу информационной системы поддержки образовательных процессов подключаются прикладные системы, ранее эксплуатировавшиеся, а также внешние системы, выбранные для КОС. Для реализации интеграционных решений должны быть формально описаны соответствия процессов и объектов в модели УП и аналогичных им процессов и объектов во внешней системе. На основании такого формализованного описа-
ния определяется архитектура интеграции.
Сервисы интеграции включаются в состав единой интеграционной платформы КОС. Задачей этих сервисов является обеспечение интеграционных процессов - передачи данных между прототипом КОС и интегрируемой с ним внешней системой в соответствии с регламентами и правилами маршрутизации информационных потоков. Кроме того, сервисы транслируют данные с семантического языка внешней системы на язык семантики (терминов модели УП), обеспечивая их одинаковую интерпретацию и точное сопоставление.
Заключение. Работа посвящена рассмотрению системообразующих, архитектурных, технологических, функциональных и образовательных решений, направленных на создание действующего прототипа современной системы электронного ИТ-образования с последующим развитием ее функциональных и технологических возможностей, апробируемых на реальных образовательных процессах.
Создание КОС и ее внедрение в образовательный процесс создаст платформу для исследований и практической реализации инновационных образовательных и инструментальных технологий, актуальных для динамично развивающихся образовательных учреждений с высоким уровнем инновационности, стремящихся повысить свой рейтинг за счет предложения более качественных и нетрадиционных образовательных услуг, освоения новых направлений и форм обучения, реализации системы непрерывного образования, интеграции в межвузовское информационное пространство.
Реализация таких основных свойств открытых систем, как расширяемость (изменяемость) состава прикладных функций КОС, интероперабельность (способность к взаимодействию приложений разных подсистем в пределах одной интегрированной образовательной среды), переносимость приложений между разнородными аппаратно-программными платформами, масштабируемость (при изменении размерности решаемых задач, числа пользователей КОС), дружественность пользовательского интерфейса, позволяет выделить преимущества предлагаемого решения:
• моделирование различных схем организации учебного процесса - и традиционных, и инновационных, а также различных форм организации обучения, включая дистанционную;
• максимальное приближение системы высшего образования к системе профессиональной переподготовки, реализующее идею непрерывного обучения;
• возможность использования как типовых, так и собственных моделей управления образовательным процессом электронного обучения;
• гибкость моделей УП и ИТ-инфракструктуры, легко модифицируемых в зависимости от текущих задач образовательного учреждения;
• унифицированность системы, использующей единую технологическую платформу для проектирования информационной системы поддержки образовательных БП и реализации интеграционных процессов с внешними программными системами.
Литература
1. Бова В. В., Курейчик В. В., Нужнов Е. В., Родзин С. И. О содержании университетской подготовки в области перспективных информационных и образовательных технологий. Часть 1 // Труды конгресса по интеллектуальным системам и информационным технологиям (Л18-1Т'09). Т. 2. - М.: Физмат-лит, 2009. С. 331-338.
2. Бова В. В., Курейчик В. В., Нужнов Е. В., Родзин С. И. Концепции организации интегрированной инструментальной среды поддержки инновационного асинхронного образования // Известия ЮФУ. Технические науки. Тематический вып. Интеллектуальные САПР. - Таганрог: ТТИ ЮФУ, 2009. № 12 (101). С. 233-240.
3. Нужнов Е. В. Возможности организации процессов асинхронного обучения в технологическом вузе // Труды Международных научно-технических конференций «Интеллектуальные системы» (Л18'08) и «Интеллектуальные САПР» (СЛБ-2008). Т. 3. - М.: Физматлит, 2008. С. 199-205.
4. Мысин М. Н. Использование информационных технологий в процессе формирования профессиональных компетенций будущего специалиста. - Самара: Самарский ун-т, 2004. - 194 с.
5. Сухомлин В. А. ИТ-образование. Концепция, образовательные стандарты, процесс стандартизации. - М.: Горячая линия - Телеком, 2005. - 176 с.
6. Старых В. А., Башмаков А. И. Принципы построения и описания профилей стандартов и спецификаций информационно-образовательных сред. Метаданные для информационных ресурсов сферы образования. - М.: ФГУ ГНИИ ИТТ «Информика», 2009. - 378 с.
7. Разумовский Д. В. Процесс электронного обучения: факторы качества // Открытое образование, 2009. № 2 [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.e-joe.ru/sod/pdf/2009_2_79.pdf.
8. Голосов А. О. Информатизация в образовательном процессе: решения, средства и возможности // Интернет-порталы: содержание и технологии. Вып. 4. - М.: Просвещение, 2007. С. 386-409.
9. Бова В. В. Процессно-ориентированный подход к автоматизации деятельности образовательных учреждений // Перспективные информационные технологии и интеллектуальные системы. - Таганрог: ТТИ ЮФУ, 2007. № 1 (29). С. 50-55.
УДК 004.853 ББК 20
КОНФИГУРИРОВАНИЕ СЕРВИС-ОРИЕНТИРОВАННЫХ СЕТЕЙ РЕСУРСОВ ДЛЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ ДИСТАНЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ
А. В. Смирнов, д. т. н., профессор, зам. директора по научной работе Тел.: (812) 328-20-73, e-mail: smir@iias.spb.su
Т. В. Левашова, к. т. н., с. н. с. Тел.: (812) 328-80-71, e-mail: oleg@iias.spb.su
Н. Г. Шилов, к. т. н., с. н. с. Тел.: (812) 328-80-71, e-mail: nick@iias.spb.su Учреждение Российской академии наук Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации РАН
http://www.spiiras.nw.ru
The paper dwells on the problem of intelligent distance learning support by proposing to the learners a set of learning resources. This set is made up of automatically selected resources which represent knowledge to reach the current learning goals. The resources are configured in a resource network according to individual learner characteristics and preferences. Two kinds of resources are considered: computer-based resources (e-books, tutorials, etc.) and human resources (teachers, instructors, lecturers). The resources are modeled by means of Web-services. In the paper a conceptual model of intelligent distance
