CC BY
44
УДК 378.147:681.31
В.М. Вымятнин, В.П. Демкин, Ю.В. Кистенев, ИА. Нечаев
ПОСТРОЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ В СЕТИ LOTUS NOTES НА ОСНОВЕ «ЭЛЕКТРОННОЙ КАФЕДРЫ»
Описан разработанный в Институте дистанционного образования Томского государственного университета программный комплекс «Электронная кафедра», предназначенный для автоматизации учебного процесса в системе дистанционного образования. Обсуждаются возможности его использования.
Рост парка компьютеров привел к появлению образовательных технологий и форм обучения, базирующихся на электронных средствах обработки и передачи информации, в том числе - технологий дистанционного обучения (ДО) [1]. При разнообразии технических средств и технологий, использующихся в ДО, территориальной разобщенности обучающихся и асинхронном характере прохождения ими учебного плана немаловажное значение приобретает автоматизация управления учебным процессом. Полезность использования АСУ в традиционной системе обучения никем не оспаривается, однако число эффективно функционирующих систем невелико. Причина этого - нежелание отказываться от привычного бумажного документооборота. При очном обучении, когда все студенты сосредоточены в образовательном центре и подчиняются достаточно жесткому учебному графику, автоматизация желательна, а при дистанционном обучении она становится необходимой. Эго обусловлено такими отличительными особенностями дистанционного образования, как:
- асинхронность и дифференциация образовательного процесса с учетом индивидуальных особенностей обучаемых;
- интерактивность обучения, т.е. обратная связь (в том числе опосредованная, реализуемая программными средствами по заданному сценарию) между студентом и преподавателем;
- использование новых видов учебно-методического обеспечения, включающих электронные гипертекстовые системы, мультимедийные курсы; компьютерные тренажеры и электронные модели лабораторного практикума.
Указанные особенности ДО предъявляют специфические требования к планированию, организации и информационо-му сопровождению процесса обучения.
Функционирование системы дистанционного образования невозможно без мощной информационной и телекоммуникационной поддержки. При этом, учитывая географическую разобщенность обучаемых и асинхронный характер выполнения учебного плана, важную роль играет не только обеспечение студентов учебной информацией, но и обеспечение преподавателей и администраторов сведениями, необходимыми для управления учебным процессом. Оптимальным является интеграция документооборота, сопровождающего ДО, с учебно-методическим обеспечением внутри единой программной среды — электронного банка знаний (ЭБЗ). Помимо возможности создания единого информационного поля, такое решение задачи позволит использовать ЭБЗ в качестве информационной основы системы дистанционного образования.
Создание ЭБЗ связано с решением не только программнотехнических, но в большей степени - методических проблем, так как методическое обеспечение дистанционного образования стало интенсивно развиваться только в последние годы.
На первом этапе в ЭБЗ может быть включена компонента документооборота, сопровождающая процесс ДО на нижнем уровне иерархической структуры подразделений высшего учебного заведения, и средства обучения и контроля за качеством обучения, требующие наиболее интенсивного обмена информацией между преподавателем и студентом. Именно эта идея положена в основу описываемого ниже программного продукта «Электронная кафедра» (ПП «ЭК») [2].
Методические требования к «Электронной кафедре»
Организация и сопровождение учебного процесса в системе ДО во многом совпадают с подобными мероприятиями в традиционной системе образования. Но особенности дистанционной формы обучения, характер представления учебного материала и широкое использование технических средств находят свое отражение и в построении учебного процесса в ДО.
Поскольку дистанционная форма обучения часто комбинируется с очной, целесообразно планирование учебного процесса в ДО вести в рамках традиционных семестров. Исходными документами планирования учебного процесса являются учебный план, определяемый им учебно-производственный план и список студентов. Учебно-производственный план содержит всю необходимую информацию о преподаваемых дисциплинах, которые делятся на обязательные и элективные (курсы по выбору).
Оперативный контроль качества приобретаемых знаний основан на регулярной проверке выполнений студентами индивидуальных контрольных заданий. Поэтому автоматизированная система должна обеспечить возможность формирования задания на основе банка задач и вопросов, накопление и систематизацию результатов контроля и формирование итоговых документов.
На рис. 1 представлена структурная схема информационных потоков и документов, сопровождающих ДО на уровне «кафедра-деканат». Эта схема позволила построить систему баз данных, соответствующую специфике учебного процесса в ДО, и алгоритм прохождения студентом семестровой образовательной программы. Исходя из общего учебного плана, студенты составляют индивидуальные учебные планы, которые отражаются в их учебных карточках.
Программные средства «Электронной кафедры» позволяют автоматически (выборкой из банка заданий) или вручную формировать по указанному преподавателем разделу контрольные задания следующих типов:
1) отдельная задача или вопрос указанного уровня сложности;
2) набор задач или вопросов, подготовленный заранее или автоматически по указанным для каждой задачи или вопроса уровням сложности;
3) подготовленный набор задач и вопросов, который выдается студентам в качестве индивидуальных заданий.
Результаты контроля знаний поступают в журналы текущей успеваемости по каждому предмету. В журналы встроены средства анализа выполнения контрольных заданий по данному предмету.
157
В конце семестра по текущей успеваемости подводится итог работы студента, и он либо получает зачет, либо ему предлагаются дополнительные индивидуальные задания. Получение зачета отражается в соответствующем разделе экзаменационной книги. При получении студентом всех необходимых зачетов препода-
ватель в экзаменационной книге «открывает» для данного студента следующий раздел - результаты сдачи экзаменов. Если к сроку, установленному графиком сессии, не сданы требуемые зачеты или экзамены, для студента вырабатывается график ликвидация задолженностей.
Рис. 1. Структурная схема информационных потоков, сопровождающих дистанционное образование в рамках «Электронной кафедры»
По анализу всей информации, содержащейся в экзаменационной книге, относительно каждого студента «издаются» приказы, фиксируемые в книге приказов. Студент может выбыть из списка студентов, пополнить архив отчисленных или архив ушедших в академический отпуск («академики»). Аналогом приказа в «Электронной кафедре» является так называемый статус студента. Статус - это признак, отражающий состояние образовательной деятельности студента на текущий момент. Он, например, может принимать такие значения, как «до первой сессии», «отличник», «без двоек», «без троек», «отчислен», «в академотпуске», «должник».
В случае успешной сдачи сессии студент продолжает обучение на текущем курсе или переводится на следующий курс. Совместно с результатами сдачи зачетов и экзаменов приказы попадают в учебные карточки студентов. На этом завершается семестровый образовательный цикл.
Следует отметить, что изложенный выше анализ, являющийся основой для построения «Электронной кафедры», имеет достаточно универсальный характер, что позволяет использовать данный комплекс в вузах с любой специализацией.
Сформулируем основные требования, которым должны соответствовать средства автоматизации учебного процесса (в том числе и при дистанционном обучении):
- нетребовательность к уровню компьютерной подготовки пользователя, в первую очередь студента;
- защита от неправильных действий пользователя;
158
- защита от несанкционированного доступа;
- возможность одновременной коллективной работы над документами;
- автоматический обмен информацией;
- интуитивно понятный интерфейс, типичный для операционных систем семейства Windows, вклочая средства работы с документами: редактирование, работу через буфер обмена, технологии OLE, Drag & Drop и т.п.
Выполнение всех этих требований может быть обеспечено с помощью программной среды Lotus Notes, которая включает в себя средства, позволяющие создавать мощные базы данных (БД) для работы с документами, а также конструировать их по своему вкусу, используя при этом распространенное многопользоветель-ское программное обеспечение. Немаловажным ятляет-ся и тот факт, что Lotus Notes предоставляет широкий спектр средств для разработки приложений на о:нове встроенного языка программирования Lotus Script.
Система Lotus Notes является признанным лидером среди программ, предназначенных для кортора-тивной работы [3]. Ее особенностью, наиболее важной при построении системы ДО, является возможюсть пространственного распределения документов в корпоративных сетях Notes, соединяющих в себе кж локальные, так и глобальные компьютерные сети, позволяя при этом создавать иерархическую структур; серверов и клиентов и производить автоматическгй обмен изменениями (репликацию) в документах ксплек-тивного пользования в сети Notes. Система предгагает
мощные средства тиражирования данных и их надежной защиты [4]. Названные достоинства Lotus Notes, полностью соответствуя требованиям, необходимым для реализации технологий дистанционного обучения, могут служить прочным фундаментом, способным технически обеспечить образовательный процесс.
Программная реализация «Электронной кафедры»
В пакете Lotus Notes имеются готовые шаблоны баз данных и формы документов. Однако они в первую очередь ориентированы на решение задач автоматизации деловых процессов сотрудников предприятий и организаций [5]. Как следствие, невозможно обеспечить необходимую степень автоматизации процесса ДО, где характер документооборота совсем иной, используя их в исходном виде. Опыт показал, что во многих случаях создание шаблонов и форм «с нуля» более эффективно, чем доработка существующих.
Все представленные на рис. 1 компоненты докмен-тооборота можно разделить на три категории:
1) планирование процесса обучения на предстоящий семестр и последующую сессию;
2) оперативная информация о текущей успеваемости студентов и их работе над учебным материалом;
3) сессионные документы (информация о зачетах, экзаменах, результатах сессии и т.п.).
Принадлежность каждого из документов к той или иной категории обозначена на рисунке цифрой в рамке документа. Указанная в скобках третья категория для учебных карточек студентов и списка студентов указывает на то, что содержание этих документов зависит от результатов сессии.
Распределение учебного материала, планирование и проведение учебного процесса реализовано в «Электронной кафедре» в виде трех логических модулей, соответствующих описанным выше категориям документов и состоящих из нескольких баз данных [МЭ-СИ]. Обмен информацией как внутри отдельного модуля, так и между ними автоматизирован программными средствами Lotus Script.
Благодаря правильному разбиению информационных потоков и всей совокупности документов на отдельные базы данных добавление новых пользователей сопровождается просто созданием для него соответствующих БД на основе разработанных шаблонов.
Проста в использовании ПП «ЭК» достигается за счет того, что основная настройка информационного обмена между ее компонентами реализована прямо в
шаблонах соответствующих баз данных. Дополнительная настройка необходима лишь в отдельных случаях и может осуществляться с помощью специально разработанного инструментария, непосредственно встроенного в шаблоны БД.
«Электронная кафедра» может быть реализована как на основе локальной сети с единственным сервером, так и в виде домена из географически распределенных серверов, каждый из которых обслуживает определенную группу клиентов.
Модульное построение ПП «ЭК» облегчает разделение доступа к информации и ее защиту. Так, наиболее критичные блоки информации хранятся на центральном сервере домена Lotus Notes, а базы данных, с которыми работают студенты, реплицируются на дополнительный сервер домена. Кроме того, упрощается модернизация существующих модулей «Электронной кафедры» и добавление новых.
Автоматический обмен информацией между студентом и преподавателем реализуется с помощью выборочного реплицирования документов соответствующих пространственно разделенных реплик БД по расписанию.
Средствами Lotus Notes и соответствующей конфигурацией доменов в сети Notes можно обеспечить четкое разделение доступа пользователей к различным компонентам ПП «ЭК», что позволяет, в случае необходимости, размещать базы данных нескольких студентов на одной рабочей станции, обеспечивая при этом адресность и защиту информации.
Заключение
Пакет «Электронная кафедра» был апробирован на базе Прокопьевского филиала ТГУ. Анализ работы показал, что ПП «ЭК» не только экономит время преподавателей, но и позволяет построить систему гибкого обучения, которая может успешно использоваться и в традиционном учебном процессе.
Заложенные в «Электронной кафедре» возможности позволяют создать распределенную систему обучения, в которой информационно-методическое сопровождение учебного процесса может осуществляться из нескольких источников - образовательных центров. Такими источниками могут быть подразделения (кафедры) как одного, так и нескольких вузов.
На базе «Электронной кафедры» легко реализовать межфакультетскую систему ДО, построенную по единому стандарту, или межвузовскую, региональную открытую систему образования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Управление современным образованием: социальные и экономические аспекты / АН. Тихонов, А.Е. Абрамешин, Т.П. Воронина, АД. Иванников, О.П. Молчанова. Под. ред. А.Н. Тихонова. М.: Вита-Пресс,1998. 256 с.
2. Автоматизация учебного процесса в системе дистанционного образования средствами «Lotus Notes».«Электронная кафедра» / В.М. Вымятнин, В.П. Демкин, Ю.В. Кистенев, И.А. Нечаев // Дистанционное образование. 1999. № 1. С. 5-9.
3. Крайсл Б. Изучи сам Lotus Notes / Пер. с англ. Р.Н. Онищенко. Минск: ООО «Попури», 1998.432 с.
4. Шулъман Марк. Работа в Lotus Notes / Пер. с англ. М.: БИНОМ, 1995. 368 с.
5. Ионцев Н.Н. Администрирование Lotus Notes версий 4. lx и Lotus Domino версий 4.5х. М.: Компания «ИнтерТраст», 1997. 334 с.
Статья представлена Институтом дистанционного образования Томского государственного университета, поступила в рабочую научную редакционную группу «Проблемы компьютеризации» 15 мая 1999 г.
159
