Концепция портальной технологии для интерактивного обучения

Концепция портальной технологии для интерактивного обучения...
Р.В. АЛФИМОВ, С.С. КОВАЛЕВСКИЙ, А.Д. РЫСИНА, Б.В. ШУВАЛОВ, В.Б. ШУВАЛОВ
Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
КОНЦЕПЦИЯ ПОРТАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ИНТЕРАКТИВНОГО ОБУЧЕНИЯ НА
ПРИМЕРЕ КУРСА «ВВЕДЕНИЕ В СУБД HYTECH»
В работе приведены результаты сравнительного анализа портальных технологий. На основе этих результатов
определены основные элементы архитектуры портала для интерактивного обучения студентов. Архитектурные решения
апробированы на примере курса «Введение в СУБД HyTech».
В настоящее время на рынке присутствует большое количество как коммерческих, так и
бесплатных решений для организации порталов различного вида и назначения. Порталы можно
разбить на две большие группы: порталы, охватывающие большое количество тематик (горизонтальные порталы), и узконаправленные тематические порталы (вертикальные порталы). Кроме
того, порталы могут быть публичными или корпоративными. Однако следует отметить тот факт,
что корпоративный портал может иметь и внешний интерфейс для публичного использования,
хотя, как правило, набор служб и возможностей для публичной и внутренней версий портала различен. Одной из основных функций портала является объединение в одно информационное пространство данных из различных источников и организация прозрачной работы пользователя с различными приложениями интегрированными в портал.
Целью разработки учебного портала является создание на кафедре № 29 НИЯУ МИФИ дистанционной образовательной среды, доступной посредством сети Интернет и охватывающей
полный цикл обучения по курсу "Введение в СУБД HyTech". Отечественная СУБД HyTech предназначена для создания, ведения и использования реляционных баз данных больших и сверхбольших объемов. СУБД является многопользовательской с поддержкой транзакций и предназначена
для создания сетевых и распределенных приложений.
Разрабатываемый учебный портал можно отнести к категории узконаправленных корпоративных порталов, который должен обеспечивать возможность интеграции клиентского программного обеспечения СУБД HyTech для организации дистанционного обучения.
Коммерческие решения для организации порталов, такие, например, как IBM WebSphere
Portal, Microsoft Office SharePoint Server и Oracle Portal, достаточно дороги. Среди бесплатных решений, которые можно использовать для организации порталов подавляющее большинство представляют собой системы управления содержимым (Content management system, CMS) или сочетающими в себе CMS и каркасную систему для управления содержимым (Content Management
Framework, CMF). Последние более подходят для организации порталов, поскольку обладают
большей гибкостью и масштабируемостью, по сравнению с чистой CMS, например TYРOЗ,
Drupal. Но такие системы, как CMS и CMS/CMF, имеют слаборазвитые средства для организации
процесса дистанционного обучения, готовые к использованию. Поэтому для организации учебного
портала целесообразно использовать специализированные системы – системы дистанционного
обучения (СДО).
Анализ существующих бесплатных решений показал, что наиболее рациональной платформой для построения портала является модульная объектно-ориентированная динамическая учебная среда Moodle [1]. Moodle распространяется бесплатно в качестве программного обеспечения с
открытым кодом (Open Source) под лицензией GNU Public License. Обучающая среда Moodle стала
на сегодняшний день одной из наиболее популярных бесплатных систем поддержки учебного
процесса дистанционного обучения как в отечественных учебных заведениях, так и за рубежом.
Преимуществами Moodle являются бесплатность, открытость, мобильность, переносимость, расширяемость и широкая распространенность. Moodle написана на языке PHP с использованием
SQL-базы данных (MySQL, PostgreSQL, Microsoft SQL Server и др.) и отвечает стандарту Sharable
Content Object Reference Model (SCORM) версии 1.2 [2].
Целевой аудиторией портала являются:
студенты;
профессорско-преподавательский состав;
слушатели курсов повышения квалификации.
Соглашения по политике пользователей учебного портала можно сформулировать следующим образом.
Учетные записи пользователей портала создаются только администратором портала. Пользователям устанавливаются права доступа, в соответствии с которыми они могут получить доступ
Концепция портальной технологии для интерактивного обучения...
к тем или иным ресурсам портала. Доступ к материалам портала для анонимных пользователей
закрыт. Запись пользователей на тот или иной курс выполняет администратор.
Способ организации учебного материала курса заключается в следующем.
Электронный курс доступен посредством системы дистанционного обучения. Учебный материал может подаваться в виде "календарь" или "структура". В первом случае определяются сроки начала и окончания курса, а сам курс разбивается по неделям. Во втором случае нет жестких
привязок по времени и определяется только число тем курса. Пользователи, записанные на курс,
могут иметь доступ ко всем темам курса сразу или материал может подаваться последовательно.
При последовательной подаче материала администратор открывает доступ к материалам для учащихся постепенно, согласно установленному расписанию (например, каждую неделю).
Учебный курс содержит теоретический материал, тестовые вопросы и лабораторные работы.
В общем случае тема (неделя) в курсе может включать в себя теоретический лекционный материал, тестовые вопросы, лабораторную работу, сопутствующие информационные ресурсы (ссылки
на сайты, загружаемые файлы и т.д.). Наличие в теме (неделе) тестовых вопросов, лабораторных
работ или информационных ресурсов не является обязательным, эти компоненты добавляются
только в случае необходимости. По окончании курса студент выполняет финальный тест по всему
курсу.
Теоретический материал разбивается на лекции, каждая из которых выполняется в виде отдельного пакета организованного в соответствии со стандартом SCORM. Далее лекция размещается в соответствующей теме (неделе) курса. Организация лекций согласно стандарту SCORM позволяет разворачивать их в любой СДО поддерживающей этот стандарт.
Лекционный материал выполняется в текстовом и мультимедийном представлениях. В текстовом виде лекция представляет собой последовательность страниц содержащих текстовый материал лекции, изображения, видеоролики и интерактивные примеры. Мультимедийная версия лекции представляется посредством специализированного приложения, осуществляющего проигрывание видеоролика, содержащего материал лекции и отображение интерактивных примеров.
Для повышения эффективности обучения применяется специализированное приложение,
позволяющее выполнять SQL запросы примеров. Каждому учащемуся будет предоставлен доступ
к персональной учебной базе данных.
Лекция может сопровождаться тестовыми вопросами. Причем было принято решение о вынесении тестовых вопросов за пределы SCORM пакета с теоретическим материалом, для упрощения разработки и последующей компоновки материала. К сожалению, стандарт SCORM не обеспечивает надлежащего уровня безопасности при выполнении тестов, так как подразумевает обмен
данными с СДО посредством специализированного API языка JavaScript на стороне клиента, что
делает возможным подмену данных о результатах теста со стороны тестируемого. Также имеется
возможность узнать правильный ответ теста путем просмотра исходного кода JavaScript сценариев
и разметки HTML страниц. Ввиду этих причин пришлось отказаться от SCORM при выполнении
тестовых вопросов и применить встроенные средства СДО для организации тестов как наиболее
рациональный вариант с точки зрения соотношения трудозатрат и безопасности.
Лабораторные работы выполняются посредством специализированных учебных приложений. По выполнении работы студент пишет отчет по работе и отсылает его преподавателю посредством СДО для проверки. Для написания отчета студент загружает бланк отчета для данной лабораторной работы, куда вставляет результаты выполнения заданий, полученные из специализированных приложений лабораторной работы (например, написанный студентом SQL запрос и результат его выполнения в виде отчета приложения).
Основным компонентом портала является СДО, на базе которой строится учебный портал
(см. рисунок). СДО разворачивается на выделенном веб-сервере. Для обеспечения работы мультимедийной версии курса и видеороликов в текстовой версии предоставляется специализированный сервер осуществляющий трансляцию потокового видео.
Концепция портальной технологии для интерактивного обучения...
Архитектура учебного портала
Задания лабораторных работ и практические приемы работы с СУБД HyTech [3], отрабатываемые в процессе изучения лекционного материала, выполняются на учебной базе данных разворачиваемой на выделенном сервере.
Для создания лекций в формате SCORM используется бесплатный редактор с открытым исходным кодом eXeLearning [4] как наиболее функциональное и стабильное доступное свободное
решение.
Приложения для выполнения лабораторных работ, приложение для отработки практических
приемов работы с СУБД HyTECH (интеренет-клиент) и приложение для мультимедийной версии
курса предлагается разработать на основе открытой технологии для создания Rich Internet
Applications Adobe Flex [5].
Предложенная концепция позволит реализовать учебный портал, отвечающий требованиям
дистанционного курса, решить задачу интеграции учебных приложений для СУБД HyTech в курс
и дает возможность организации качественного дистанционного обучения по курсу "Введение в
СУБД HyTech".
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Moodle [Электронный ресурс]: Open-source community-based tools for learning. − Режим доступа к ресурсу: http://moodle.org.
2.
SCORM [Электронный ресурс]: Home SCORM©. − Режим доступа к ресурсу:
http://www.adlnet.gov/Technologies/scorm/default.aspx.
3.
СУБД HyTech [Электронный ресурс]: Дистрибутив СУБД HyTech. − Режим доступа к ресурсу: http://hytech.nist.ru.
4.
eXe [Электронный ресурс]: eXe eXeLearning. −Режим доступа к ресурсу:
http://exelearning.org.
5.
Adobe Flex 3 [Электронный ресурс]: Adobe Flex 3. − Режим доступа к ресурсу:
http://www.adobe.com/ru/products/flex/.