ВСкурс. Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине Вычислительные системы на тему Разработка и экспериментальное исследование инструментальных средств дистанционного обучения высшей математике
 Скачать 379 Kb.
|
|
1.3 Способы построения курсов дистанционного обучения Наиболее[9] распространенный «способ» создания системы дистанционного обучения долгое время состоял в том, чтобы перевести учебные материалы в HTML-форму и разместить их на сайтах учебных заведений. Сейчас все участники рынка согласны с тем, что одного только доступа к учебному материалу через интернет не достаточно для того, чтобы говорить о полноценной обучающей системе. Очевидно, что обучение предполагает не просто чтение учебного материала, но также активное его осмысление и приложение полученных знаний на практике. Как известно, «активность» осмысления подразумевает возможность задать дополнительные и уточняющие вопросы преподавателю, следовательно, такую возможность должна обеспечивать и СДО, в том числе и за счет формы построения материала, который должен как бы «провоцировать» вопросы. При этом синхронный учебный курс должен быть рассчитан на предоставление ответов в режиме реального времени, а асинхронный — на максимальную оперативность преподавателя. «Практическое приложение» знаний может быть реализовано в виде прохождения тестов или выполнения более сложных заданий. В обоих случаях результаты выполнения теста или задания должны быть проверены — либо автоматически, либо непосредственно преподавателем. Онлайновый учебный курс, в отличие от презентации или сайта, не просто обеспечивает доступ к информации, но также предусматривает интерактивное взаимодействие слушателя с преподавателем, контроль получаемых знаний и накопление информации о процессе обучения. Статистика по результатам процесса обучения является важной составляющей СДО, поскольку позволяет преподавателям и кураторам контролировать активность обучаемых и сам учебный процесс. 1.3.1 Проблема выбора коммерческой платформы или Open Source Проблема выбора платформы, на которой будет построена виртуальная обучающая среда является ключевой и этот выбор зависит от целого ряда факторов: какие требования предъявляются к среде, какие функциональные характеристики должны присутствовать, на каких пользователей ориентирована среда, и, что немаловажно, какими средствами вы обладаете для приобретения и поддержки требуемой платформы. Плюсы коммерческого программного обеспечения широко известны: в большинстве своем это надежные продукты (особенно те, которые утвердились на рынке), с надлежащим уровнем поддержки пользователей, регулярными апгрэйдами и новыми версиями. Однако, есть и минусы. Так, например, существует проблема «закрытых дверей» при использовании СДО на закрытых платформах. Во-первых, код источника недоступен технической поддержке организации, поэтому даже небольшие изменения на уровне пользователя не представляются возможными. Организация может попытаться выйти на контакт с компанией-производителем, если у него появились предложения об усовершенствовании, но очень маловероятно, что его идеи будут воплощены в короткий промежуток времени, если вообще будут. Помимо этого к минусам можно отнести высокую стоимость любого коммерческого продукта, регулярные выплаты за лицензию, за увеличившееся количество пользователей (что в общем-то является целью любого сетевого сообщества) и проч. Другой путь – реализация СДО на базе Open Source (OS) решений. Несомненные достоинства продукта заключаются в том, что OS является наиболее естественным выбором для образовательных проектов, поскольку его корни лежат в идее сотрудничества, и сама идеология позволяет объединить таланты и опыт большого количества преподавателей, студентов, волонтеров-программистов в развитии и совершенствовании образовательных программных продуктов. Более того, такое обучающее программное обеспечение может функционировать как инструмент, ориентированный на обучающегося, как основа для гибкого, допускающего изменения обучения, адаптированного для той или иной учебной программы. К минусам OS относят так называемый «БНС» фактор – боязнь, неуверенность и сомнение пользователей в качестве и надежности программ, им вменяется невнимание к стандартам доступа (accessibility standards), существует боязнь пиратства (когда могут незаконно присвоить то, что организация создал на основе OS) и т.д. 1.3.2 Проблемы внедрения систем дистанционного обучения Наиболее распространенный способ приобретения СДО — это покупка готового решения с документированными возможностями, на базе которого организация-заказчик решает задачу развертывания дистанционного обучения. В стоимость программного обеспечения обычно входит подробная документация, методическая и техническая поддержка. При этом, организация-заказчик самостоятельно вводит систему в эксплуатацию. Ввод СДО в эксплуатацию силами разработчика осуществляется в рамках проекта по внедрению, что значительно дороже и, как следствие, менее распространено в среде российских организаций. Тем не менее, по завершению проекта компания-заказчик получает уникальную систему, способную решать практически все поставленные задачи. Наименее рискованная с точки зрения финансовых затрат схема— использование ASP-сервис. Суть услуги сводится к тому, что пользователь получает доступ к уже существующей функциональной СДО, созданной на базе того или иного продукта. Четвертый путь – развертывание свободно-распространяемой СДО силами организации. Такой путь позволяет значительно снизить затраты на реализацию проекта развертывания СДО, «заточить» систему под свои нужды и требования, однако почти вся тяжесть внедрения системы ложиться на ИТ-службу организации. Проект по внедрению может затянуться по времени, в следствии отсутствия оперативной технической поддержки Open Source сообщества. В таблице 1.2 показаны достоинства и недостатки при различных способах внедрения СДО. Таблица 1.2- Достоинства и недостатки при различных способах внедрения СДО.
1.4 Обзор существующихсистем дистанционного обучения 1.4.1 Коммерческие платформы Еще несколько лет назад на российском рынке преимущественно были представлены западные системы дистанционного обучения. На данный же момент число отечественных компаний, разрабатывающих собственную продукцию аналогичного класса, насчитывает более десятка[10]. В основном они предлагают готовые онлайн-курсы или услуги по их созданию, а не решения, предназначенные для самостоятельной разработки, создания и администрирования курсов. 1.4.1.1 IBM Lotus Workplace Collaborative Learning (LWCL) IBM Lotus Workplace Collaborative Learning (LWCL)[11] - это универсальная система представляющая собой гибкую, надежную и масштабируемую систему управления традиционным и электронным обучением, ресурсами и учебными материалами. Система может применяться как в крупных предприятиях и холдингах, так и учебных заведениях LWCL основана на технологии J2EE и может устанавливаться на различных платформах, также имеет встроенный сервер приложений WebSphere делает ее высокомасштабируемой и надежной. IBM LotusWorkplace Collaborative Learning поддерживает отраслевые стандарты, таких как Shareable Content Object Reference Model (SCORM) и Aviation Industry CBT Committee (AICC). Функциональные возможности: 1) возможность управлять доступом к курсам для различных групп пользователей; 2) возможность управлять учебным процессом: традиционным, дистанционным, смешанным; 3) возможность составлять и отслеживать программы обучения и проведение занятий; 4) возможность управлять календарями и составлять расписание учебных занятий; 5) возможность создавать, импортировать учебные материалы, управлять каталогом курсов; 6) возможность доставлять курсы и тесты; 7) возможность отслеживать результаты обучения и тестирования. (Встроенные отчеты + возможность разработки собственных отчетов); 8) возможность обеспечить дискуссии и обмен сообщениями; 9) возможность организовать учебный процесс для удаленных/мобильных сотрудникам. Недостатки – привязка к решениям IBM, ограниченная русская локализация, опыт внедрения в ВУЗ-ах РФ не известен, решение в большей степени ориентировано на корпоративных пользователей. 1.4.1.2 Oracle Learning Management Oracle Learning Management (OLM)[12]- это корпоративная система управления обучением, представляющая собой эффективное, интегрированное, масштабируемое Интернет-решение для регулирования процессов обучения и повышения квалификации сотрудников, партнеров и клиентов компании в удобное для них время и в удобном месте. OLM входит в систему Oracle HRMS комплекса приложений для бизнеса Oracle E-Business Suite. OLM поддерживает все виды деятельности по обучению (как в рамках традиционного, так и в режиме он-лайн обучения): проектирование курсов и программ обучения, планирование и обеспечение ресурсов процесса обучения (аудитории, инструктора, оборудование, дистанционные курсы и т.д.), зачисление на курсы в аудиториях и он-лайн-курсы, ведение всей истории обучения сотрудников, учет финансирования. Система управления обучением OLM: 1) позволяет объединить в едином информационном сообществе всех участников процесса обучения: учащихся, преподавателей, менеджеров учебного процесса и поставщиков образовательных программ; 2) охватывает все стадии процесса обучения: составление курсов, планирование учебного процесса, доставку слушателям курсов и других необходимых материалов, контроль и анализ прохождения обучения; 3) предлагает новый взгляд на корпоративное обучение, предполагающий полную поддержку как классического очного обучения в аудитории, так и дистанционного обучения с использованием электронных курсов; 4) предоставляет обучающимся и администраторам учебных курсов возможность самостоятельной работы через Web-интерфейс, что повышает эффективность обучения и помогает значительно сократить финансовые издержки образовательного процесса в организации; 5) для крупной организации это наиболее качественный, выгодный и эффективный способ оперативного обучения множества сотрудников с соблюдением единых, принятых в организации стандартов и правил; 6) предоставляет возможность персонализации обучения. Для каждой группы слушателей и для каждого отдельного слушателя может быть спроектирован индивидуальный план обучения. Слушатель, минуя классический процесс обучения и передачи знаний, получает возможность оперативного общения с экспертом в нужной области и немедленного получения требуемой информации. Недостатки – «тяжелая» СДО, требует СУБД Oracle, об опыте внедрения в ВУЗ-ах РФ и наличие локализованной версии информация отсутствует. 1.4.1.3 Система дистанционного обучения "Прометей" Компания предлагает готовый (коробочный) продукт или разработку системы обучения с учетом специфических требований предприятия (без предоставления ASP-услуг). Система "Прометей"[13] имеет модульную архитектуру, что позволяет расширять, модернизировать и масштабировать систему по мере необходимости. Система состоит из следующих модулей. 1) Типовой Web-узел - набор HTML-страниц, предоставляющих информацию об учебном центре, списке курсов и дисциплин, списке тьюторов в Интернете или ЛВС (Интранете) организации. 2) АРМ "Администратор". Модуль обеспечивает выполнение администратором своих служебных обязанностей. К обязанностям относятся: управление системой, разграничение прав доступа к ее компонентам, регистрация новых тьюторов и организаторов. Пользователь может работать с любого клиентского компьютера, подключенного к Сети. 3) АРМ "Организатор". Модуль обеспечивает выполнение организатором своих служебных обязанностей. К обязанностям относятся: формирование групп учащихся, регистрация слушателей, контроль за оплатой обучения и рассылкой учебных материалов. Пользователь может работать с любого клиентского компьютера, подключенного к Сети. 4) АРМ "Тьютор". Модуль обеспечивает выполнение тьютором своих служебных обязанностей. К обязанностям относятся: консультирование слушателей, контроль за их успеваемостью, тестирование, простановка оценок в зачетную книжку, формирование отчетов руководству. Пользователь может работать с любого клиентского компьютера, подключенного к Сети. 5) АРМ "Слушатель". Модуль обеспечивает слушателя всеми необходимыми средствами для успешного изучения курса. Слушатель может общаться с тьютором и однокурсниками, изучать электронные версии курсов, выполнять лабораторные работы, сдавать тесты, работать над ошибками. Пользователь может работать с любого клиентского компьютера, подключенного к Сети. 6) Модуль "Трекинг". Модуль фиксирует в базе данных все обращения к информационным материалам, расположенным на Web-сервере учебного центра, предоставляя отчетность о том кто, когда и что читал или просматривал. 7) Модуль "Курс". Модуль обеспечивает доступ к курсам со стороны слушателей, тьюторов, организаторов и администратора. Для каждого пользователя список курсов формируется динамически на основании его членства в группах. 8) Модуль "Регистрация". Модуль регистрирует в системе новых слушателей и вносит информацию о них в базу данных. 9) Модуль "Тест". Модуль формирует для каждого слушателя уникальное тестовое задание. Сохраняет ответы на вопросы в базе данных, анализирует их и подсчитывает набранный балл. Генерирует подробный отчет о попытке сдачи теста и сохраняет его на сервере для последующего анализа. 10) Модуль "Дизайнер тестов". Модуль позволяет в интерактивном режиме создавать новые тесты, расширять и изменять существующие или импортировать тест из текстового файла. Пользователь может работать с любого клиентского компьютера, подключенного к Сети. 11) Модуль "Учет". Модуль обеспечивает контроль за поступлением платежей и рассылкой учебных материалов. 12) Модуль "Отчеты". Модуль формирует разнообразные отчеты о деятельности учебного заведения. 13) Модуль "Дизайнер курсов". Модуль позволяет в автономном режиме создавать электронные учебные курсы с их последующим размещением на сервере учебного центра. Представляет собой отдельную программу, устанавливаемую на локальный компьютер. Подключение этого компьютера к Сети не обязательно. Успешный опыт внедрения СДО "Прометей" в МЭСИ, МГТУ имени Н.Э. Баумана, ОмГТУ, МАИ и др. Недостатки – привязка к продуктам Microsoft, недостаточная масштабируемость (МЭСИ в связи с этим начал переход на СДО Learn eXact). Система Competentum.ShareKnowledge[14] - система дистанционного обучения, основанная на возможностях Microsoft Office SharePoint Server 2007. Для разработчиков e-learning решения платформа Microsoft Office SharePoint Server 2007 предоставляет: 1) SharePoint Learning Kit - приложение для создания решений в области электронного обучения на платформе Microsoft. SharePoint Learning Kit совместима с общепринятым стандартом интерактивных курсов Shareable Content Object Reference Model (SCORM) 2004 и SCORM 1.2 и обеспечивает базовые функции для любых ресурсов в библиотеке документов SharePoint; 2) средства Windows WorkFlow Foundation, позволяющие организовать процесс обучения, реализовать различную логику прохождения обучения или аттестаций сотрудниками; 3) Forms Servises, обеспечивающие широкие возможности работы с формами Infopath через веб-браузер; 4) появление новых модулей, таких как Discussions и Wiki, позволяющих создавать полноценные интерактивные форумы и базы знаний. Competentum.ShareKnowledge предоставляет средства хранения материалов, прохождения учебных курсов и учета результатов обучения. Разработано и настроено множество веб-частей, позволяющих максимально упростить учебный процесс для пользователя. Внесены изменения в список пользователей системы - добавлены дополнительные поля, связанные с прохождением обучения и аттестаций в информацию о пользователе. Для разделения доступа к различным объектам используется внутренний механизм безопасности Microsoft Office SharePoint Server 2007. Используется интеграция с Exchange Server и стандартный список задач для уведомления пользователей. Система использует средства Windows Workflow Foundation для процессов разработки и утверждения учебных материалов, организации аттестации сотрудников, планирования обучающих семинаров и многого другого. На основе разработанного механизма тестирования поддерживается контроль знаний и аттестация сотрудников. В системе реализованы необходимые отчеты и диаграмма профиля компетентности для наглядного предоставления информации о ходе процесса обучения сотрудников. Опыт внедрения в ВУЗах РФ – неизвестен. Привязан к продукции Microsoft - Microsoft Office SharePoint Server 2007, Microsoft Office, Internet Explorer 6.0 и выше. Ориентирован в первую очередь на корпоративное использование. 1.4.2 Свободно распространяемые LMS\LCMS На основе анализа существующих OpenSource систем LMS\LCMS нами были выделены следующие: ATutor, Claroline, Dokeos, LAMS, Moodle, OLAT, OpenACS, Sakai. Основными критериями отбора были выбраны степень поддержки системы и многоязыковое сопровождение. ATutor[15]–представляет собой свободно распространяемую web-ориентированную систему управления учебным контентом, разработанную с учетом идей доступности и адаптируемости. Администраторы могут обновить или инсталлировать Atutor за несколько минут, разработат собственные шаблоны оформления системы. Преподаватели могут быстро собирать, структурировать содержание учебного материала для проведения занятий on-line. Обучаемы работают с гибкой, адаптивной средой обучения. Claroline[16]–платформа построения сайтов дистанционного обучения, созданная с учетом пожеланий преподавателей. Приложение было создано в институте педагогики и мультимедиа католического университета в Лувене. Продукт бесплатен и доступен. Она может принять до 20000 учащихся. Claroline позволяет создавать уроки, редактировать их содержимое, управлять ими. Приложение включает генератор викторин, форумы, календарь, функцию разграничения доступа к документам, каталог ссылок, систему контроля за успехами обучаемого, модуль авторизации. Dokeos[17]– платформа построения сайтов дистанционного обучения, основанная на ветке (fork) Claroline (версии 1.4.2.). Ветка представляет собой клон свободно распространяемого программного продукта, созданный с целью изменить приложение-оригинал в том или ином направлении. Dokeos – результат работы некоторых членов первоначальной команды разработчиков Claroline, которые задумали: изменить ориентацию приложения. Теперь оно подойдет скорее организациям, чем университетам. Дело в том, что Claroline прекрасно адаптирована для университетской среды, что выражается в поддержке большого количества учеников и курсов. Dokeos , как нам кажется, больше ориентирован на профессиональную клиентуру, например, на персонал предприятия. Dokeos бесплатен и останется таковым, поскольку лицензия Claroline (GNU/GPL) предполагает, что ветки подпадают под ту же лицензию. Поскольку ветка была выделена недавно, оба приложения сейчас относительно похожи друг на друга, хотя некоторые различия в эргономике, построении интерфейса, функционале уже начинают проявляться. LAMS[18]. Спецификация IMS Learning Designбыла подготовлена в 2003 году. В ее основу положены результаты работы Открытого университета Нидерландов (Open University of the Netherlands – OUNL) по языку образовательного моделирования «Educational Modelling Language» (EML), при помощи которого описывается «метамодель» разработки учебного процесса. На основе данной спецификациибыла создана «Система управления последовательностью учебных действий» Learning Activity Management System (LAMS). LAMS предоставляет преподавателям визуальные средства для разработки структуры учебного процесса, позволяющие задавать последовательность видов учебной деятельности. LAMS представляет собой революционно новое приложение для создания и управления электронными образовательными ресурсами. Она предоставляет преподавателю интуитивно понятный интерфейс для создания образовательного контента, которывй может включать в себя различные индивидуальные задания, задания для групповой работы и фронтальную работу с группой обучаемых. 1.4.2.1 Moodle (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment) Moodle[19]- это среда дистанционного обучения, предназначенная для создания качественных дистанционных курсов. Этот программный продукт используется более чем в 100 странах мира университетами, школами, компаниями и независимыми преподавателями. По своим возможностям Moodle выдерживает сравнение с известными коммерческими системами управления учебным процессом, в то же время выгодно отличается от них тем, что распространяется в открытых исходных кодах - это дает возможность "заточить" ее под особенности каждого образовательного проекта, дополнить новыми сервисами. Основные возможности Moodle[19]: 1) система реализует философию "Педагогики социального конструкционизма" (сотрудничество, действия, критическое осмысление и т.д.); 2) на 100% подходит для организации online-классов, а также подходит для организации традиционного обучения; 3) система дистанционного обучения Moodle является: простой, легкой, эффективной, совместимой с различными продуктами, предъявляя невысокие требования к браузеру; 4) система легко устанавливается на большинство платформ, поддерживающих PHP; 5) система требует только одну базу данных; 6) список курсов, размещенных в системе дистанционного обучения Moodle, содержится описание для каждого курса; 8) дистанционные курсы могут быть категаризированы; 9) возможен поиск по дистанционным курсам; 10) особое внимание уделено высокому уровню безопасности системы; 11) большинство страниц могут быть отредактированы с помощью встроенного редактора. Основным средством обучения, используемым в системе дистанционного обучения Moodle, являются дистанционные курсы. Система дистанционного обучения Moodle предоставляет инструменты для разработки дистанционных курсов. Также могут использоваться дистанционные курсы, разработанные в соответствии со стандартом дистанционного обучения SCORM. Дистанционные курсы[20], разработанные с использованием средств системы дистанционного обучения Moodle могут включать в себя: 1) ресурсы - теоретические материалы для изучения, которые автор дистанционного курса размещает в разделах курса. Ресурсы могут быть представлены в виде файлов, либо в виде ссылок на внешние сайты. Система дистанционного обучения Moodle позволяет использовать в качестве ресурсов дистанционного курса широкий диапозон форматов электронных документов; 2) активные элементы - организация деятельности, выходящей за рамки обучения с использованием ресурсов дистанционного курса. Система дистанционного обучения Moodle под активными элементами в основном понимает организацию общения между слушателями дистанционного обучения (форум, чат, обмен сообщениями и т.п.). Также речь может идти об организации проверки знаний (тесты, задания и т.п.); 3) задания - задачи, ответ на которые должен быть предоставлен в электронном виде (ответ должен быть направлен в виде одного или нескольких файлов); 4) рабочая тетрадь - письменная контрольная работа или реферат. Преподаватель дает задание, слушатель дистанционного обучения должен внести ответ и может изменять его в течение некоторого времени; 5) опрос - механизм, позволяющий задать студентам вопрос с выбором одного или нескольких вариантов ответа. Используя опрос можно узнать мнение слушателей дистанционного обучения по тому или иному вопросу; 6) семинар - вид занятий, где слушатели дистанционного обучения должны оценивать результаты работы других слушателей дистанционного обучения; 7) урок - вид занятий, где учебный материал может выдаваться по частям. В конце части учебного материала можно задавать вопросы, в зависимости от результата которых направлять слушателя дистанционного обучения по определенной траектории; 8) тесты - основное средство контроля знаний в системе дистанционного обучения Moodle. Варьируя сочетания различных элементов курса, преподаватель организует изучение материала таким образом, чтобы формы обучения соответствовали целям и задачам конкретных занятий. Практически во всех ресурсах и элементах курса в качестве полей ввода используется удобный и интуитивно понятный WYSIWYG HTML редактор, кроме того, существует возможность ввода формул в формате TeX или Algebra. С помощью фильтров системы на всех страницах курса осуществляется автоматическое создание ссылок на существующие ресурсы и записи глоссариев. Для всех элементов курса возможно оценивание, в том числе по произвольным, созданным преподавателем, шкалам. Все оценки могут быть просмотрены на странице оценок курса, которая имеет множество настроек по виду отображения и группировки оценок. Для курса существует удобная страница просмотра последних изменений в курсе, где за выбранный промежуток времени преподаватель может увидеть новых зачисленных студентов, новые сообщения в форумах, законченные попытки прохождения тестов и других элементов курса. Кроме того[21], на странице блогов можно детально просмотреть, какие действия выполнялись в курсе различными участниками. В Moodle активно используется e-mail-рассылки копий сообщений с форумов, отзывов учителей, есть возможность отправки e-mail сообщений произвольной группе участников курса. Web-сайт Moodle бесплатно оказывает пользователям платформы качественную поддержку. Этому способствует многочисленное российское сообщество пользователей данной системы. 1.4.2.2 Анализ OpenSource LMS\LCMS Результаты анализа представлены в таблице 1.3. Таблица 1.3- Анализ OpenSource LMS\LCMS
1.5 Вывод по аналитическому обзору 1) Системы с открытым кодом позволяют решать те же задачи, что и коммерческие системы, но при этом у пользователей есть возможность доработки и адаптации конкретной системы к своим потребностям и текущей образовательной ситуации. 2) Большинство систем с открытым кодом являются кросс-платформенными решениями и не привязаны ни к конкретных операционным системам, ни к конкретным Web-браузерам. 3) Использование коммерческих СДО не доступно большинству российских вузов по причине их высокой стоимости, необходимости продления лицензии на каждый учебный год, привязки стоимости лицензий и их продления к количеству пользователей системы. 4) Современные тенденции развития OpenSource LMS\LCMS направлены в сторону универсализации и увеличения функциональности систем. По своим возможностям наиболее продвинутые системы не уступают коммерческим аналогам, а некоторые даже превосходят. 5) СДО с открытым исходным кодом позволяют реализовать тот же набор функциональных возможностей, что и коммерческие решения с существенно меньшими экономическими затратами. 6) Анализ информационных ресурсов Интернета и отзывов на форумах по проблемам СДО показал, что наибольший интерес среди OpenSource систем представляет Moodle. Отличительная особенность проекта Moodle состоит в том, что вокруг него сформировалось наиболее активное международное сетевое сообщество разработчиков и пользователей, которые делятся опытом работы на платформе, обсуждают возникшие проблемы, обмениваются планами и результатами дальнейшего развития среды. |