CC BY
42
ИНТЕРНЕТ-КОММУНИКАЦИИ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ
И.Г. Неудачин, к.ф.-м.н., доц. каф. Вычислительной техники Тел. (343) 375-41-54, E-mail:nigs@sky.ru, Уральский государственный политехнический институт http://ucs-ustu.ru
The structure of the Internet-communications of a system of e-learning is represented. The communications and information loads of objects are analysed which are included into structure of a system. The comparison with other educational portals is executed. The test of a system was conducted on an example of a standard course «Computer Science» for a
high school.
Система дистанционного обучения (СДО) устанавливается администратором на сервере и является Интернет-порталом (в нашем примере рассматривается http://ucs-ustu.ru/), организующим коллективную работу по сохранению, преобразованию и передаче знаний. Такой метод использования информационных технологий в обучении корпорация Microsoft называет Connected Learning Community (CLC). CLC (Объединенное Учебное Сообщество) представляет собой простую, но достаточно мощную концепцию (http://www.microsoft. com/ Rus/ Government/ whitepapers/ MSPub-licSector.mspx #Section4). В соответствии с этой концепцией СДО объединяет три базовых блока, образующих информационное сообщество:
- Современная инфраструктура обучения,
- Неограниченный доступ к информации членов сообщества (пользователей) - в любое время и в любом месте,
- Интеграция информационных технологий и процесса управления сообществом.
СДО использует веб-интерфейс Интернет-браузера для разработки дистанционных курсов, управления порталом и для обучения слушателей. Такая система не требует установки дополнительных программ на рабочем месте пользователя. Сообщество объединяют связи (разного вида информационные коммуникации) и цели. Конструкторы СДО NauLearning (http://naumen.ru/) применили объектно-ориентированную среду веб-публикаций Zope (Z Object Publishing Envi-
ronment). Все объекты системы хранятся в общей объектной базе данных (БД) ZODB (Z Object Database). Обсуждается практика эксплуатации этой СДО.
Пользователи комфортно чувствуют себя в упорядоченной и структурированной среде обитания. Выделим три относительно независимые области (домены знаний) эксплуатируемой системы дистанционного обучения:
■ Подсистема управления и учета (далее - домен управления);
■ Подсистема разработки учебных материалов (далее - домен разработки);
■ Подсистема организации обучения (далее - домен обучения).
Для того чтобы создавать объекты и работать с объектами Zope, используется веб-браузер, через который обращаются к интерфейсам управления. Каждый домен имеет свой адрес веб-страницы портала и специальный интерфейс для реализации своих функций. Критерием декомпозиции системы на домены выбраны веб-интерфейсы, так как через них происходит управление объектами путем обмена информацией. Исследование СДО проведено на основе документов разработчика (http://training.naumen.ru/) и личного опыта автора (директора - администратора портала http://ucs-ustu.ru/) [1].
Модель домена управления
Домен управления базируется на проектном распределении и учете имеющихся ресурсов. Адрес соответствующей страницы портала: http://ucs-ustu.ru/docs/portal_control (рис. 1 — см. цв. вставку). Основными ресурсами СДО являются сотрудники, учебные материалы и портал, который объединяет все это с потребителями ресурсов - слушателями. Все данные о текущем состоянии ресурсов хранятся в единой БД. Существуют стандартные роли - «Редактор», «Писатель», «Автор» и «Читатель». Есть также специ-
альные роли - «Администратор» и «Слушатель». В зависимости от роли в учебном процессе авторизованные пользователи получают соответствующие права доступа к объектам БД.
Ключевая роль в подсистеме управления принадлежит директору портала. В этой области СДО директор создает организационную структуру обучающей компании, «принимает на работу» сотрудников с назначением в соответствии с квалификацией (сервисом) на должности (загрузки), создает каталоги клиентов - учащихся и проекты обучения. Сервис: лидер, исполнитель, инструктор, автор, дизайнер, слушатель. Сервис - это потенциальная возможность ресурса выполнить заданный вид работ. Он добавляется сотруднику владельцем соответствующего ресурса.
Один и тот же сотрудник может обладать несколькими сервисами, иметь соответствующие роли и участвовать в различных проектах. Слушатель может обучаться на нескольких курсах у назначенных инструкторов.
Объекты домена управления
Подсистема управления и учета выполняет административные функции директора по организации структуры субъектов и объектов обучения. Она связывает через посредничество проектов обучения и заключение сделок на обучение инструкторов курсов, курсы ДО и слушателей. Домен управления порталом СДО состоит из следующих объектов (узлов): 1. Директор портала СДО. 2. Обучающая компания, отдел компании. 3. Сотрудник компании. 4. Руководитель отдела. 5. Каталог клиентов компании, каталог клиентов «Слушатели». 6. Проект каталога курсов (лидер - директор) типа «Обычный проект» и внутри него подпроект раздела (лидер - руководитель отдела). 7. Подпроект типа «Учебный курс» в разделе каталога курсов. 8. Подотдел компании, содержащий преподавателей. 9. Инструктор. 10. Слушатель курса. 11. Личные папки на сайте. 12. БД. Некоторые объекты сгруппированы под одним номером, т. к. имеют сходный внешний информационный обмен.
Интернет-коммуникации домена управления порталом СДО
Каждая дуга графической модели домена управления (Интернет-коммуникация) имеет описание следующего формата:
Описание информационного взаимодействия объекта «¡» с объектом «]»,
где i и j - номера объектов из приведенного раньше списка.
Информационные контакты директора
1.2. Создание и редактирование параметров компании и отдела компании.
1.3. Добавление (удаление, редактирование) нового сотрудника в компанию и редактирование его данных.
1.4. Предоставление сотруднику сервиса типа «Лидер». Назначение этого сотрудника руководителем отдела. Уведомление сотрудника о загрузке должностью «руководитель отдела». В общем случае лидер проекта предлагает сотруднику контракт на применение его сервиса (например, лидер проекта обучения назначает сотрудника с сервисом «Инструктор» на роль инструктора курса). Такой контракт называется загрузкой. Окончательное подтверждение назначения руководителя отдела. Назначение руководителя отдела лидером подпроекта раздела внутри проекта каталога курсов. Получение согласия руководителя отдела стать лидером подпроекта. Добавление руководителю отдела сервиса «менеджер проекта». Назначение сотрудника - «Лидера» (руководителя отдела) куратором подкаталога клиентов «Слушатели курса».
1.5. Создание (удаление, редактирование) общего каталога клиентов «Слушатели». Добавление в этот каталог подкаталога «Слушатели курса».
1.6. Создание (удаление, редактирование) проекта каталога курсов типа «Обычный проект». Здесь лидер - директор. Добавление подпроекта раздела внутри проекта каталога курсов (лидер - руководитель отдела).
1.7. Назначение сотрудника с сервисом «менеджер проекта» руководителем подпро-екта типа «Учебный курс».
1.10. Регистрация/удаление Интернет-пользователя. Удовлетворение/отказ заявки на курс, пришедшей по E-mail от Интернет-пользователя.
1.11. Предоставление личной папки новому сотруднику на сайте.
1.12. Редактирование персональных данных директора.
Информационные контакты компании
2.1. Отображение введенных директором параметров структуры компании.
2.12. Получение и отображение актуальных данных из БД.
Информационные контакты сотрудника
3.1. Получение уведомлений от директора компании.
3.4. Отображение данных сотрудника в отделе преподавателей.
3.12. Хранение, редактирование личных данных.
Информационные контакты руководителя отдела
4.1. Утверждение загрузки руководителем отдела. Согласие быть лидером подпроекта раздела внутри проекта каталога курсов. Согласие быть куратором клиента «Слушатели курса».
4.3. Добавление (удаление, изменение) сотрудника в отдел преподавателей.
4.5. Добавление (удаление, редактирование) физического лица в каталог клиентов «Слушатели курса».
4.7. Создание (удаление, редактирование) подпроекта типа «Учебный курс» в разделе каталога курсов. Соединение с подсистемой обучения и разработки, выбор курса. Добавление участника проекта - преподавателя с сервисом инструктора и его назначение на одноименную должность. На главной странице портала в описании курса появятся данные об инструкторе.
4.8. Добавление (удаление, редактирование) подотдела компании, содержащего преподавателей (лидер - руководитель отдела).
4.9. Предоставление сотруднику - преподавателю сервиса «Инструктор».
4.10. Добавление (удаление, редактирование) услуги обучения для физического лица из каталога клиентов «Слушатели курса». Регистрация заказа «Дистанционный курс для физических лиц» на услугу обучения в рамках проекта «Учебный курс». Уведомление слушателя по E-mail о зачислении на курс с указанием адреса курса и данных для персонального входа.
4.11. Предоставление личной папки сотруднику и клиенту - слушателю.
4.12. Хранение, редактирование личных данных. Проверка наличия добавляемого физического лица в каталоге клиентов «Слушатели курса».
Информационные контакты каталога клиентов
5.1. Отображение введенных директором данных каталога клиентов.
5.4. Отображение введенных руководителем отдела данных физического лица в каталоге клиентов «Слушатели курса».
5.12. Получение и отображение актуальных данных из БД.
Информационные контакты проекта каталога курсов
6.1. Отображение проекта каталога курсов типа «Обычный проект».
6.12. Получение и отображение актуальных данных из БД.
Информационные контакты подпро-екта типа «Учебный курс»
7.1. Вывод персональных данных назначенного руководителя подпроекта типа «Учебный курс».
7.4. Отображение введенных начальником отдела параметров подпроекта.
7.9. Предоставление отчетов, заказов, результатов экзаменов слушателей.
7.12. Получение и отображение актуальных данных из БД.
Информационные контакты отдела преподавателей
8.4. Отображение подотдела, содержащего преподавателей.
8.12. Получение и отображение актуальных данных из БД.
Информационные контакты инструктора
9.4. Отображение у сотрудника — преподавателя сервиса «Инструктор».
9.7. Просмотр результатов экзаменов слушателей в подпроекте.
9.12. Хранение, редактирование личных данных.
Информационные контакты слушателя
10.1. Ввод личных данных и регистрация Интернет-пользователя на главной странице портала.
10.4. Отображение у слушателя введенных начальником отдела данных. Получение по E-mail письма о зачислении на курс.
10.12. Хранение, редактирование личных данных.
Информационные контакты личных папок
11.1. Сохранение общих «документов по умолчанию» в личных папках сотрудников. Отображение актуальных данных из личной папки.
11.4, 11.12. Отображение актуальных данных из личных папок.
Информационные контакты БД
12.1.-12.11. Сохранение, предоставление данных по запросу.
Матрица смежности объектов домена управления
Информационный контакт (таблица) обозначается в элементе с индексами г, ] матрицы смежности как 1 (активный) для источника данных и как -1 (пассивный, в симметричной позиции <</, г») для получателя данных. В случае обмена информацией оба элемента имеют значения, равные 1. Проанализируем возможности обмена информацией в домене.
Таблица
Матрица смежности домена управления
и 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1
2 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1
3 -1 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 1
4 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1
5 -1 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 -1
6 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1
7 1 0 0 -1 0 0 0 0 -1 0 0 -1
8 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 -1
9 0 0 0 -1 0 0 1 0 0 0 0 1
10 1 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 1
11 -1 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 -1
12 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
Количество объектов, выделенных в структуре домена п=12. Потенциал коммуникативности домена равен максимально возможному количеству дуг графа (Р=(п*п-п)/2) Р=66. Реализовано коммуникаций (количество дуг графа) Я=27. Степень реализации коммуникаций (Б=К/Р*100%) Б=40,9%. Активных контактов М=35. Пассивных контактов домена W=19. Легко подсчитать общее количество контактов M+W=2*R=54. Минимум контактов (2) имеют объекты 2, 6, 8. Они являются контейнерами для других объектов.
База данных имеет максимально возможное количество контактов, равное 11. Очевидна ее интегрирующая роль и большие нагрузки по удовлетворению информационных запросов.
Граф Интернет-коммуникаций домена управления
Объекты домена являются узлами ориентированного графа (рис. 2 — см. цв. вставку). Нумерация объектов соответствует приведенному ранее списку и производится по часовой стрелке, начиная с верхнего узла (номер 1).
Коммуникации на графе изображаются дугами, связывающими объекты. Дуга между объектом г и объектом ] имеет направление от источника данных к получателю, обозначенное на рисунке стрелкой. Если объекты обмениваются информацией, то стрелки на соответствующей дуге отсутствуют.
На втором месте после БД по количеству информационных контактов (9) находится руководитель отдела, а на третьем месте -директор (8). Таким образом, административные нагрузки достаточно сбалансированы. Отсутствуют изолированные узлы. Это подтверждает правильность выбранного подхода при реструктуризации системы.
Модель домена разработки учебных материалов
Адрес соответствующей страницы портала: http://ucs-ustu.ru/docs. Интерфейс может использоваться для разработки, настройки и редактирования курсов, для управления обучением, для обмена документами зарегистрированных пользователей (документооборота).
Каждый из учебных курсов может содержать главы, уроки, практические занятия, экзамены, тестовые вопросы, кадры и упражнения (рис. 3 — см. цв. вставку).
На внешнем сайте http://ucs-ustu.ru появляются только опубликованные объекты курса. Вновь созданный учебный курс не содержит ни одного опубликованного объекта и поэтому не отображается на главной странице портала. Учебный курс считается опубликованным, если содержит хотя бы один объект в состоянии «Опубликованный».
Распределением ролей пользователей и настройками портала, в том числе БД, занимается администратор.
Объекты домена разработки учебных курсов
Подсистема разработки позволяет администратору создать и установить портал на головной ЭВМ. После этого начинают действовать остальные подсистемы и, прежде всего, домен разработки. Домен разработки содержит дополнительные объекты: 13. Администратор портала СДО. 14. Портал СДО, учебные материалы портала. 15. Новости и форум портала. 16. Разработчик курса. 17. Учебные материалы курса, документы курса. 18. Экзамены, отчеты, контроль успеваемости. 19. Новости курса, голосование, форум. Некоторые объекты (9-12) разделяются с доменом управления.
Интернет-коммуникации домена разработки учебных курсов
Ниже приводится индексированный список информационных контактов, имеющихся в подсистеме. Они распределены по группам, относящимся к соответствующим объектам СДО. На первом месте двойного индекса указывается номер такого объекта.
На втором месте стоит номер того объекта, с которым осуществляется данный контакт. Очевидно, существует симметричный контакт, у которого задан обратный порядок номеров.
Информационные контакты инструктора курса
9.10. Контроль успеваемости, проверка отчетов слушателей.
9.11. Редактирование личной папки и управление доступом к ее содержимому. CD-копия для получения возможности локального изучения курса (без объектов контроля успеваемости) помещается в личные папки слушателей. Печатное представление курса в форматах HTML, PDF.
9.12. Изменение пароля и личных данных.
9.15. Получение сообщений по E-mail об изменениях новостей портала.
9.17. Инструктор становится редактором назначенного курса. Он может вносить изменения в содержание и настройки этого курса. Например, инструктор может динамически управлять обязательностью контента в процессе обучения, публиковать или снимать с публикации элементы курса, определять порядок следования объектов учебного плана. Экспорт/Импорт курса в форматах XML, SCORM 1.2 (установка на других порталах, продажа, резервирование). CD-экспорт для локального изучения курса в виде HTML. Получение печатного представления курса в форматах HTML, PDF.
9.18. Настройка, принятие решения о содержании, обязательности и порядке прохождения объектов контроля успеваемости учащихся. Например, инструктор может изменять по ходу обучения количество и состав вопросов экзаменов, задавать время и число попыток сдачи экзаменов.
9.19. Модерирование новостей и форума курса.
Информационные контакты слушателя курса
10.9. Выполнение слушателем контрольных мероприятий в домене обучения.
10.11. Редактирование личной папки и управление доступом к ее содержимому.
10.12. Изменение пароля и личных данных.
10.15, 10.19. Получение сообщений по E-mail об изменениях новостей портала в случае подписки.
Информационные контакты личных папок
11.9. Предоставление личной папки и
доступ к ее содержимому. Размещение CD-копии и печатной версии курса в форматах HTML, PDF.
11.10. Предоставление личной папки и доступ к ее содержимому. Экспорт по запросу CD-копии для локального изучения курса. Предоставление печатной версии курса в форматах HTML, PDF.
11.12. Получение и отображение актуальных данных из БД.
11.13. Предоставление личной папки и доступ к ее содержимому. Выдача «Доступных документов» для помещения во все личные папки.
11.16. Предоставление личной папки и доступ к ее содержимому.
В этом домене слушатель имеет возможность редактировать свою личную папку и контролировать доступ к ней и ее содержимому, назначая роли другим пользователям.
Определив группу пользователей и выделив для группы отдельную тему (папку), администратор может организовать корпоративное общение и упрощенное обучение этой группы при помощи документооборота. Здесь нет автоматизации контроля успеваемости, которую обеспечивает портал СДО. Доступ к документам происходит через гиперссылки, поэтому появился термин Ц «гипердокумент» [2].
В открытой системе гипердокументов (Open Hyperdocument System - OHS) конечно важны базисные стандарты для архитектуры документооборота. Но, кроме того, средства для создания, транспортировки, сохранения, доступа и управления гипердокументами внедрены внутрь открытой среды взаимодействия с информационной системой. Доступны общие функциональные возможности внутри областей производства знаний для каждого класса участников (работающих за терминалом/рабочей станцией любого типа, обладающей подходящими возможностями). В этих условиях от роли и значения гипердокументов внутри групп и между группами зависят существенные уточнения производства знаний.
Две уникальные проблемы выделили эту среду из системы поддержки документов: во-первых, — связи между объектами, произвольно размещенными внутри большой, многопредметной, хронологически расширяемой коллекции документов и данных; во-вторых, — расширяющееся, параллельное, интерактивное применение для создания, исследования, организации и свя-
зи внутри и между многими перекрывающимися и вложенными доменами (областями) знания.
Эти различия вызвали сдвиг парадигмы получения знаний, который приводит к различным системным требованиям из тех, что развили рынок преимущественно вида CSPW («Персональная Работа на Компьютере» Computer-Supported Personal Work). Например, режим полного соответствия (WYSIWYG) уступил место режиму WYSIWYN - «Вы видите то, в чем нуждаетесь» - в обеспечении различных опций для обработки и просмотра избранных тем пространства документов на экранах ваших браузеров. Представление режима полного соответствия остается, но как одна из возможностей информационных технологий [2].
Информационные контакты БД
12.9.-12.19. Сохранение, предоставление, восстановление соответствующих данных по запросу.
Информационные контакты администратора
13.11. Доступ ко всем личным папкам зарегистрированных пользователей. Редактирование личной папки и управление доступом к ее содержимому. Определение «Доступных документов» для помещения во все личные папки.
13.12. Настройка упаковки и резервного копирования БД. Изменение пароля и личных данных.
13.14. Создание, настройка «Портала СДО» внутри новой темы (папки) домена разработки. Редактирование разделов портала.
13.15. Модерирование новостей и форума портала.
13.16. Назначение роли «Редактор» пользователю СДО в учебных материалах портала или внутри курса допускает его к разработке нового курса.
13.17. Принятие решения о публикации курса на сайте. Экспорт/Импорт курса в форматах XML, SCORM 1.2 (установка на других порталах, продажа, резервирование). CD-экспорт для локального изучения курса в формате HTML.
Информационные контакты портала
СДО
14.12. Получение и отображение актуальных данных из БД.
14.13. Отображение содержания и настроек портала.
14.17. Отображение содержания и на-
строек курса.
Информационные контакты новостей и форума портала
15.9, 15.10, 15.16. Пересылка по E-mail подписанным пользователям сообщений об изменениях.
15.12. Получение и отображение актуальных данных из БД.
15.13. Предоставление новостей и форума портала для настройки и редактирования. Пересылка сообщений по E-mail об изменениях подписанным пользователям.
Информационные контакты разработчика курса
16.11. Редактирование личной папки и разрешение доступа к ее содержимому.
16.12. Изменение пароля и личных данных.
16.13. Получение роли редактора соответствующей темы превращает зарегистрированного пользователя СДО в разработчика дистанционного курса.
16.15. Получение сообщений по E-mail об изменениях новостей портала в случае подписки.
16.17. Заполнение курса учебными материалами. Определение и размещение документов курса. Публикация и тестирование информационных объектов курса. Исправление обнаруженных ошибок. Экспорт/Импорт курса в форматах XML, SCORM 1.2 (установка на других порталах, продажа, резервирование). CD-экспорт для локального изучения курса. Получение печатного представления курса в форматах HTML, PDF.
16.18. Подготовка контрольных вопросов. Наполнение экзаменов всеми подготовленными вопросами. Публикация и тестирование контрольных объектов курса. Исправление обнаруженных ошибок.
Информационные контакты курса
17.9, 17.16. Предоставление содержания и настроек курса. Экспорт/Импорт курса. Выдача по запросу печатного варианта курса в форматах HTML, PDF.
17.12. Получение и отображение актуальных данных из БД.
17.13. Публикация курса на сайте. Экспорт/Импорт курса.
17.14. Отображение содержания и настроек курса в портале после публикации.
Информационные контакты объектов контроля успеваемости
18.9. Реализация решения об обязательности и порядке прохождения объектов, контролирующих успеваемость внутри кур-
са. Сохранение и отображение выбранных контрольных вопросов и настроек экзаменов. E-mail уведомления о попытках сдачи экзаменов, о заданиях на проверку отчетов, поступивших от слушателей.
18.12. Получение и сохранение актуальных данных в БД.
18.16. Сохранение и отображение подготовленных контрольных вопросов в экзаменах. Сохранение отчетов, составленных при тестировании. Пересылка по E-mail уведомлений о направлении отчетов на тестовую проверку.
Информационные контакты новостей, голосования, форума и чата курса
19.9. Предоставление новостей и форума курса для редактирования. Пересылка сообщений по E-mail об изменениях подписанным пользователям.
19.10. Пересылка сообщений по E-mail об изменениях подписанным пользователям.
19.12. Получение и отображение актуальных данных из БД.
19.16. Предоставление новостей и форума курса для настройки.
Матрица смежности объектов домена разработки
Рассмотрим представление коммуникаций домена разработки в виде матрицы смежности (аналогично предыдущей таблице).
Анализ коммуникаций домена разработки дает следующие результаты.
Количество объектов, выделенных в структуре домена n=11. Потенциал обмена информацией объектов домена P=55. Реализовано коммуникаций R=29. Степень реализации коммуникаций D=52,7%. Активных контактов домена M=43. Пассивных контактов W=15. Минимум контактов (3) имеют объекты «Портал СДО», «Контроль успеваемости» и «Новости курса. Голосование. Форум. Чат.». Портал является контейнером для других объектов, а следующие за ним объекты интенсивнее используются не здесь, а при обучении. Максимум контактов (10) имеет объект БД.
Связность графа (по степени реализации коммуникаций) этого домена выше, чем у домена управления.
Граф Интернет-коммуникаций домена разработки
Графическое представление информационных коммуникаций домена разработки показано на рис. 6 (см. с. 3 обложки).
Второе место после БД по количеству информационных контактов занимают объ-
екты контроля успеваемости курса. Третье место (6 контактов) разделяют администратор портала и разработчик курса. Изолированные узлы в домене отсутствуют.
Модель домена обучения
Адрес соответствующей страницы портала: http://ucs-ustu.ru/go. Структура учебного портала в навигаторе главной страницы выглядит как дерево ссылок на опубликованные учебные курсы и темы (рис. 4 - см. цв. вставку).
Главными лицами в подсистеме обучения являются инструктор и слушатель. Инструктор контролирует состояние дистанционного курса и обучения. Для слушателя этот домен служит рабочим местом.
Объекты домена обучения
Подсистема обучения реализует цель всего проекта. Она связывает курсы ДО и слушателей, обеспечивая последних учебной информацией и возможностями контроля результатов ее усвоения. Домен обучения имеет семь дополнительных объектов: 20. Экзамены. 21. Отчеты. 22. Календарные события, учебные задания. 23. Документы курса, новости курса и портала, голосование. 24. Контроль успеваемости слушателя. 25. Чат. 26. Форум курса и портала. Некоторые объекты (9, 10, 12, 17) используются совместно с предыдущими доменами.
Интернет-коммуникации домена обучения
Рассмотрим список информационных контактов объединенных по группам, относящимся к пронумерованным ранее объектам СДО.
Информационные контакты инструктора
9.10. Письменное E-mail общение со слушателем.
9.12. Изменение пароля и личных данных.
9.17. Контрольный просмотр контента.
9.20. Решение о количестве попыток сдачи экзаменов на основе E-mail уведомлений и анализа успеваемости.
9.21. Проверка отчета в домене разработки. Решение принять/отклонить отчет.
9.23. Контрольное чтение и комментирование новостей и документов курса. Изучение результатов голосования.
9.24. Анализ результатов выполнения слушателем контрольных мероприятий в домене разработки или управления.
9.25. Просмотр чата.
9.26. Участие в форумах. Просмотр форума курса для модерирования.
Информационные контакты слушателя
10.9. Письменное E-mail общение с инструктором.
10.12. Изменение пароля и личных данных.
10.17. Изучение информационных материалов курса.
10.20. Попытка сдать экзамен.
10.21. Составление отчета, направление отчета на проверку.
10.22. Выполнение заданий, участие в событиях.
10.23. Чтение и комментирование новостей и документов курса. Голосование.
10.24. Прохождение объектов контроля успеваемости курса.
10.25. Участие в чате.
10.26. Участие в форумах.
Информационные контакты БД
12.9, 12.10, 12.17, 12.21 - 12.26. Сохранение, предоставление данных, соответствующих запросу.
Информационные контакты курса
17.9, 17.10. Вывод контента курса в окно браузера (рис. 5 - см. с.3 обложки).
17.12. Получение и отображение актуальных данных из БД.
17.20. Назначение экзаменов.
17.21. Запрос отчетов.
17.24. Разрешение на продолжение обучения и вывод контента в зависимости от успеваемости.
Информационные контакты экзаменов
20.9. Письменные E-mail уведомления о попытках сдачи экзаменов.
20.10. Процедура сдачи экзамена. Сообщение о результатах попыток сдачи экзаменов. Разрешение на продолжение обучения в зависимости от результатов экзамена и его свойств.
20.12. Получение и отображение актуальных данных из БД.
20.17. Отображение содержания и свойств экзаменов. Предложение сдать экзамен.
20.24. Предоставление истории экзаменов.
Информационные контакты отчетов
21.9. Пересылка по E-mail уведомлений о назначении заданий на проверку поступивших от слушателей отчетов.
21.10. Предложение отправить отчет. Сообщение о результатах проверки отчета инструктором. Разрешение на продолжение обучения в зависимости от результатов про-
верки отчета и его свойств, заданных в курсе.
21.12. Сохранение отчетов, подготовленных слушателями.
21.17. Вывод информации об отчетах. Предложение отправить отчет.
Информационные контакты событий и заданий
22.10. Задания. Вывод событий в календаре.
22.12. Получение и отображение актуальных данных из БД.
Информационные контакты документов курса
23.9, 23.10. Отображение документов курса, новостей, результатов голосования.
23.12. Получение и отображение актуальных данных из БД.
Информационные контакты контроля успеваемости
24.9. Вывод результатов выполнения слушателем контрольных мероприятий в домене разработки и управления.
24.10. Сохранение результатов выполнения слушателем контрольных мероприятий.
24.12. Сохранение истории контроля обучения.
24.17. Передача сведений об успеваемости.
24.20. Сохранение истории экзаменов.
Информационные контакты чата курса
25.9, 25.10. Отображение чата.
25.12. Получение и отображение актуальных данных из БД.
Информационные контакты форума
26.9, 26.10. Отображение форумов.
26.12. Получение и отображение актуальных данных из БД.
Матрица смежности объектов домена обучения
Рассмотрим представление коммуникаций домена обучения в виде матрицы смежности (аналогично имеющейся таблице).
Анализ коммуникаций домена обучения позволяет сделать следующие выводы.
Количество объектов в структуре домена п=11. Потенциал коммуникативности домена Р=55. Реализовано коммуникаций Я=30. Степень реализации коммуникаций Б=54,5%. Активных контактов домена М=46. Пассивных контактов W=14. Минимум контактов (2) имеют объекты нерегулярного использования «События» и «Задания». Максимум контактов (10) имеют объекты БД и слушатель. Это естественно, так
как слушатель должен активно учиться, а БД - хранить/выдавать все данные.
Связность графа по показателю D (степени реализации коммуникаций) этого домена выше, чем у доменов управления и разработки.
Граф Интернет-коммуникаций домена обучения
Графическое представление информационных коммуникаций домена обучения представлено на рис.6 (см. с.3 обложки).
На третьем месте после БД и слушателя по количеству информационных контактов (9) находится инструктор. Здесь он контролирует внешнее представление своего курса. Отсутствуют изолированные узлы.
Интеграция доменов разработки, управления и обучения в СДО
Объединяют домены в учебное сообщество общая цель и среда обитания, единая БД и система документооборота NauDoc.
Архитектура СДО
Важную роль в объединении имеет проектная организация работы и обучения. Проект интегрирует курс ДО, инструктора и слушателя для обучения. Сам проект, слушатель и инструктор существуют благодаря домену управления (рис. 6 см. с. 3 обложки). Некоторые объекты (9, 10, 12) используются всей системой в режиме разделения, что также укрепляет ее связность. Это, как и следовало ожидать, основные участники процесса - слушатель, инструктор и БД.
Дополнительным общедоступным
средством интеграции служит электронная почта. Этот вид коммуникаций встроен в портал. Он позволяет оперативно обмениваться информацией членам сообщества. Кроме того, СДО автоматически генерирует почтовые послания в ряде случаев.
Портал имеет собственный адрес info@ucs-ustu.ru электронной почты. Адрес в виде ссылки доступен в открытой части системы для незарегистрированных Интернет-посетителей. Он указывается как обратный в уведомлениях инструктору о попытках сдачи экзаменов и о поступивших заданиях на проверку отчетов, при регистрации слушателя на дистанционный курс, отправке доступных документов администратором и т. д.
Личные данные пользователя системы включают адрес электронной почты. Можно написать письмо пользователю, если он указал свой E-mail. В этом случае его фамилия в подписях изготовленных им документов или в подопечных областях портала пре-
вращается в гиперссылку. Для активизации переписки нужно просто щелкнуть по фамилии адресата. Настоятельно рекомендуется обзаводиться почтовыми адресами. Это легко сделать, например на сайте http://mail.ru/. Иначе будет потеряна ценная информация для получателя, а директор портала (или сотрудник, ответственный за почту) увидит большое количество невостребованной корреспонденции, отправленной системой.
СДО не является замкнутой системой, предусмотрен информационный обмен с другими системами. Главная страница портала доступна для любого посетителя. Предлагается регистрация на курсы ДО по про-мокоду. Возможна простая перестройка внешнего вида сайта и курсов. Предусмотрен Импорт/Экспорт курсов в другие порталы, базирующиеся на NauLearning, и экспорт курсов в системы, поддерживающие стандарт ДО 8СОЯМ 1.2. Печатные версии курсов [3, 4] и СБ-копия упрощают доступ к учебным материалам.
Иерархическая структура дистанционного курса «Информатика»
Способы доставки учебного контента: дистанционное Интернет-обучение через портал (http://ucs-ustu.ru/go), локальная СБ-копия для самостоятельной работы (135 Мбайт), экспортированный упакованный файл курса (10 Мбайт) и печатное издание [3,4].
Учебник курса «Информатики» содержит: 10 глав, 80 уроков, 41 практическую работу, 454 кадра, 128 упражнений [5]. Элементы контента в находящейся ниже текстовой схеме [6] сдвинуты от левого края страницы в порядке вложения. То есть глава состоит из кадра введения, уроков, практических работ и экзамена. Урок содержит кадры и вспомогательные вопросы и т. д. Вспомогательные вопросы и экзаменационные вопросы могут быть четырех видов (см. в тексте структуры).
Курс дистанционного обучения «Информатика» Глава
Кадр введения с планом главы, порядком работы и списком литературы Урок
Кадр: текст, рисунки, таблицы Вспомогательный вопрос Список компетенций (знание, навык)
Открытая форма (Варианты ответов)
Тест на порядок (Варианты ответов с порядковыми номерами) Одиночный выбор (Варианты ответов с указанием правильного ответа)
Множественная выборка (Варианты ответов с указанием правильных ответов) Практическая работа Кадр
Упражнение: задание, порядок выполнения, контроль выполнения (последнее упражнение главы содержит форму итогового отчета по всей главе) Экзамен - тест по каждой главе. Содержит вопросы четырех видов. Вопрос
Список компетенций (знание, навык)
Открытая форма (Варианты ответов)
Тест на порядок (Варианты ответов с порядковыми номерами) Одиночный выбор (Варианты ответов с указанием правильного ответа)
Множественная выборка (Варианты ответов с указанием правильных ответов) Параметры экзамена Список выбранных вопросов Сколько из выбранных вопросов показывать
Время на сдачу вопросов (в минутах)
Процент верных ответов, необходимый для сдачи экзамена Детализация результатов экзамена слушателю Количество попыток Отчет по каждой главе (включает файлы с результатами практик) Выпускной экзамен - тест. Все элементы обучения и контроля сделаны обязательными и должны изучаться в предложенной последовательности. Система позволяет легко изменять последовательность и обязательность, если преподаватель, назначенный тьютором, решит это сделать.
Банк вопросов по теме каждой главы содержит несколько десятков вопросов. Количество вопросов зависит от содержания и объема главы. Задается список конкретных вопросов из банка, которые будут предъявляться на данном экзамене.
Параметры рубежного экзамена, размещенного в конце главы. Количество задаваемых вопросов: 5. Вопросы отбираются случайным образом из заданного списка; количество экзаменационных попыток: 3; время на проведение экзамена: 15 мин; минимальный процент правильных ответов: 70; экзамен обязателен.
Параметры итогового экзамена семестра. Количество задаваемых вопросов: 10. Вопросы отбираются случайным образом из сводного списка; количество экзаменационных попыток: 3; время на проведение экзамена: 30 мин; минимальный процент правильных ответов: 70; экзамен обязателен.
Гибкая модульная структура
Модульная структура позволила легко распределить дидактический материал по двум семестрам пропорционально учебным часам, выделенным на изучение дисциплины.
Первая часть (3-й семестр обучения) включала 6 глав, 6 экзаменов по 5 вопросов, 4 отчета, итоговый экзамен с 10 вопросами. Вторая часть (4-й семестр обучения) состояла из 4 глав, 4 экзаменов по 5 вопросов, 3 отчетов, итогового экзамена с 10 вопросами. Подробности см. в СДО http://ucs-ustu.ru/go.
Тестирование дистанционного курса «Информатика»
Реализованы различные виды тестирования дистанционного курса «Информатика»: авторами, дизайнерами контента, студентами. Работы выполнялись полностью через веб-интерфейс в окнах Интернет-браузера.
Тестирование курса «Информатика» [7] выполнялось в процессе обучения студентов под наблюдением преподавателя. Занятия проводились очно в лаборатории, укомплектованной 15 ЭВМ, подключенными к Интернету. Выявленные ошибки и неточности устранялись разработчиками курса и системы. Взаимодействие с разработчиками СДО происходило по электронной почте и через другие Интернет-коммуникации. Преподаватель исправлял ошибки в курсе «Информатика» самостоятельно по мере их обнаружения.
Полевые испытания курса «Информатика»
Дисциплина «Информатика» преподавалась дистанционно группе, состоящей из 34 студентов, в 2005/2006 учебном году. Специальность 060500 - «Бухгалтерский учет, анализ и аудит». Успешно закончили обучение 33 студента.
Факультет: «Непрерывные технологии образования». Выпускающая кафедра: «Бухгалтерский учет и аудит». Кафедра, читающая дисциплину: «Вычислительная техника». Студенты продолжают обучение специальности после колледжа, поэтому поступают сразу на II курс. Согласно рабочему плану группы: в 3-м семестре выделено 8 * 2/2 + 8 * 0/2 часов, т.е. 16 часов лекций + 32 часа практических занятий = 48 часов; в 4-м семестре выделено 8 * 2/2, т.е. 16 часов лекций + 16 часов практических занятий = 32 часа. Каждый семестр заканчивался экзаменом.
Цель занятий - тестирование курса под наблюдением преподавателя. Поэтому все занятия проводились очно в лаборатории, укомплектованной 15 ЭВМ с выходом в Интернет. Лекции слушала группа в полном составе. Этот вид обучения оказался избыточным. Его хорошо заменяют более эффективные формы ДО. Практические занятия удалось заменить лабораторными - это предоставило возможность разделить группу на две подгруппы.
Регулярно накапливались и доводились до студентов рейтинговые оценки учебных успехов. Рейтинг включал баллы за экзамены, отчеты, процент прохождения учебных занятий к определенному сроку. Окончательная оценка выставлялась на очном экзамене в ведомость с учетом итогового рейтинга.
Заключение
Сравнение на сайте http://edutools. h12.ru/ инструментов обучения и преподавания рассматриваемой системы NauLearning с наиболее распространенными 57 другими системами показывает, что 94% общепринятых средств дистанционного обучения реализовано в анализируемой СДО. Отсюда вытекает, что предложенную здесь методику исследования можно применить для других систем, так как все они имеют много общего, и рассмотренный пример содержит практически весь стандартный комплект учебных инструментов и коммуникаций.
Достоинства дистанционного обучения
С точки зрения студентов. Легкий доступ к учебным материалам через портал СДО, печатный документ, локальный электронный учебник. Оперативные консультации товарищей и преподавателя на форуме, в чате, через E-mail. Безбумажная отчетность. Индивидуальный темп и маршрут продвижения по курсу ДО. Вообще - это
полностью индивидуальное обучение. Есть возможность вернуться и повторить пройденный материал, в том числе - пересдать экзамены. Здесь легко реализуется индивидуальное адаптивное тестирование, т. к. объект «экзамен» имеет много изменяемых настроек.
Результаты регулярного текущего контроля знаний, умений и навыков доступны для обозрения и анализа: индивидуальные -студенту, общие - инструктору. Достигнут высокий, по сравнению с обычными показателями (10-15%) для дистанционного обучения, процент завершения курса. Например, по статистике (см.: http://www.intuit.ru), на 12 апреля 2007 года зарегистрировано 187 875 учащихся, а закончили обучение 27 220, или 14,5%. В большей степени это произошло за счет очной и обязательной формы обучения и в меньшей - благодаря преимуществам Интернет-технологии. Практически все студенты успешно закончили обучение.
С точки зрения преподавателя. Можно не читать лекции. Лабораторные занятия проводить проще (даже на 15 ЭВМ). Контроль успеваемости происходит автоматически. Его результаты всегда доступны в электронном виде, поэтому легче отслеживать, обобщать и подводить итоги. Накапливается коллективная база оценок и отчетов. Их электронная форма облегчает анализ учебного процесса и ведение отчетности преподавателя. Не требуется подготовка методических материалов к текущим занятиям, т. к. они уже находятся в портале СДО и легко могут быть дополнены или оперативно отредактированы. Взаимодействие студента и преподавателя происходит через Интернет-посредника: меньше непосредственных контактов - меньше вероятность острых конфликтов. Экология рабочих мест значительно улучшается по той же причине.
С точки зрения директора-администратора. Здесь положительную роль играет объектная идеология инфраструктуры Zope проекта СДО. Объектный подход инкапсулирует делегирование прав членам учебного сообщества в соответствующих объектах внутри доменов СДО. Каждый участник имеет свою экологическую нишу ответственности. Эффективное выделение прав и обязанностей участникам проекта оптимально распределяет рабочие нагрузки среди сотрудников и не чересчур обременяет директора-администратора.
Парадокс дистанционного обучения
Во время очного тестирования инструк-
тору приходилось интенсивно работать, т. к. студентам хронически не хватало заказанных по умолчанию трех попыток на сдачу экзамена. В этом случае дальнейшее обучение было возможно только при добавлении количества попыток. Количество попыток добавлялось индивидуально каждому учащемуся, поэтому инструктор просматривал общую базу данных контроля успеваемости учебного курса. Его внимание привлекла студентка, которая сдавала все экзамены на отлично и, что самое важное, с первой попытки. Она (единственная) воспользовалась методическими рекомендациями инструктора и просматривала соответствующую экзамену информацию не через Интернет, а локально у себя на компьютере. Возникает противоречие. Мы применяем дистанционную форму обучения, но в то же время удобно иметь учебный материал в непосредственной близости к учащемуся. Поэтому СДО должна предоставлять возможности изготовления электронного учебника и макета печатного издания для непосредственного изучения студентом без Интернет-посредника.
Недостатки дистанционного обучения
Стоимость дистанционного обучения значительно выше традиционного. Требуются большие единовременные стартовые затраты на оборудование и программное обеспечение. Текущие расходы также велики. Вызывает напряжение постоянная зависи-
мость от ЭВМ, Интернета, СДО и службы технической поддержки. Имеет место большая нагрузка на преподавателя при проверке отчетов, обобщении рейтингов, контроле прохождения курса слушателями. Все это можно и нужно автоматизировать дальше, т. к. данные уже хранятся в единой базе данных сервера.
СДО - это сложная система, состоящая из большого количества элементов. Все элементы имеют надежность меньше 100% и могут содержать ошибки. Ряд объектов потребовали доведения их до удовлетворительного состояния. Часто происходило замедление работы, особенно при одновременном тестировании всех студентов на 15 ЭВМ. Очевидно, требуется оптимизация кода и/или разделение базы данных для ускорения работы сервера. Совершенствование дистанционного комплекса продолжается.
Конечно, Интернет-посредник решает ряд проблем традиционного обучения. Но мечты преподавателей «о вузе без студентов и администрации», студентов «о вузе без учебы», ректората и деканатов «о вузе без преподавателей и студентов» в этой технологии не осуществимы. От преподавателей и студентов требуется более высокий, современный, постоянно подтверждаемый уровень квалификации не только в их предметной области, но и в области информационной. Добавляется роль директора - администратора портала, но ректорат и деканаты по-прежнему остаются на своих местах.
Литература
1. Неудачин И.Г. Модель дистанционного изучения информатики. Проблемы Экоинформатики //Материалы Седьмого междунар. симпоз. 5-7 декабря, 2006, Москва: Институт радиотехники и электроники РАН, Московский государственный институт электроники и математики МИЭМ, 2006. - С. 235238.
2. Engelbart Douglas C. Knowledge-Domain Interoperability and an Open Hyperdocument System. CSCW '90: Proceedings of the Conference on Computer Supported Cooperative Work, October 7-10, 1990, Los Angeles: CA, USA. ACM, 1990. P 143-156.
3. Кибардин А.В. Основы информатики: В 2 ч. - Ч.1 /А.В. Кибардин, И.Г. Неудачин, В.И. Рогович. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. - 204 с.
4. Кибардин А.В. Информационные технологии: В 2 ч. - Ч.2 /А.В.Кибардин, И.Г.Неудачин, В.И. Рогович. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. - 134 с.
5. Кибардин А.В., Неудачин И.Г., Рогович В.И. Дистанционная информатика для экономистов //II Междунар. Интернет-конф. «Информационные и коммуникационные технологии как инструмент повышения качества профессионального образования»: Сб. ст. участников конф. 15 окт.-15 нояб., 2005, Екатеринбург: Рос. гос. проф.-пед. ун-т, 2006. - С. 104-111.
6. Рогович В.И., Неудачин И.Г., Кибардин А.В., Турчанинова Г.В. INTERNET- сообщество изучения информатики. Новые образовательные технологии в вузах: Сб. тез. докл. III Междунар. научн.-метод. конф. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. - С. 9-10.
7. Неудачин И.Г. Тестирование СДО и курса «Информатика». Информационные и коммуникационные технологии как инструмент повышения качества профессионального образования: Материалы 3-й Междунар. Интернет-конф. 15 дек. - 31 дек., 2006, Екатеринбург: Рос. гос. проф.-пед. ун-т, 2007. - С. 223-225.
