Текст книги "Электронно-образовательные ресурсы в развитии информационного общества"

Согласно ряду авторов, первичным элементом в связке “лекции – тест” являются вопросы теста, которые полностью определяют тематику лекций (практических занятий, лабораторных работ, и т. д.) – всю программу дисциплины [99]. Эти авторы полагают, что целесообразно на каждом занятии (лекции, практике, лабораторных работах) указывать, каким вопросам теста посвящено данное занятие. Это придает цельность процессу обучения: усвоение всех вопросов, которые были затронуты на занятиях, будет контролироваться тестом. Не будут рассматриваться необязательные вопросы, которых нет в тестовых заданиях. Не понятые (некорректно, неоднозначно сформулированные) вопросы теста студенты смогут обсудить с преподавателем на семинаре, форуме, что позволит контролировать качество тестовых заданий [99, с. 14–15].

В то же время, мы считаем, что с этим нельзя согласиться: ведь предлагается тогда не обучение студентов, а “натаскивание” их на положительные результаты тестирования. Следует не ограничивать тематику подготовки студентов, а дать им возможность (и стимулировать их действия в этом направлении) самостоятельно находить дополнительные материалы по изучаемой теме, расширять при этом свой кругозор и понимание предмета.

Э-семинар – это занятие для углубленного изучения предмета. От традиционного он отличается тем, что обучающиеся и преподаватель разделены во времени и пространстве. В э-семинаре широко используется виртуальная коммуникационная среда, где каждый обучающийся видит на экране монитора тексты с вопросами и ответами, а вся деятельность на семинаре фиксируется на экране.

На рис. 15 схематично представлен экран монитора компьютера при различном протекании э-семинара. Слева (рис. 6a) отражено “нормальное” протекание дискуссии. После выступления студента номер 1 студенты под номерами 2 и 3 последовательно изложим свое мнение (в письменной форме) о содержании этого выступления. Затем студенты под номерами 4, 5 и 2 обсудили по очереди сообщение студента под номером 3. После этого преподаватель, обозначенный буквой П, оценил последнее выступление студента под номером 2. Если семинар проходит в режиме отложенного времени, то сообщения приходят и фиксируются когда это удобно участникам семинара.

Справа (рис. 15б) представлен случай, когда студенты под номерами 2 и 3 вступили в дискуссию друг с другом после того, как ответили на выступление 1-го студента.

Рис. 15. Схемы экранов монитора компьютера при различных вариантах хода э-семинара: а) нормальное течение дискуссии; б) нарушение рациональной последовательности выступлений [14]

Топология сообщений, зафиксированных на экране, отражает характер состоявшегося семинара, т. е. порядок выступлений и активности студентов на нем. Преподаватель, глядя на экран, может видеть дискуссию и управлять ею. Это создает условия для контроля активности участия всех студентов в работе э-семинара.

В настоящее время становится популярной форма обучения, в которой как бы объединены обе (очная и дистанционная) формы семинара – вебинар. В ходе вебинара перед преподавателем находится не аудитория, а видео– или веб-камера, и его выступление транслируется и принимается участниками в специально оборудованных помещениях или на рабочих местах через компьютеры. Эта форма обучения стала особенно популярной, когда создатели программного обеспечения внесли в интерфейс существенные изменения, оснастили его различными инструментами, которые применяются при очном обучении: для проведения презентаций, проверочных тестов, электронных опросов и т. д.

Анализ этой формы обучения, опыт по ее применению в системе повышения квалификации позволяет констатировать следующее:

• вебинары не могут заменить тренинги по формированию различных навыков (управления коллективом, взаимодействия с клиентами, работы с документами и аппаратурой и др.);

• вебинары – эффективный инструмент для передачи и закрепления знаний;

• качество обучения на очном семинаре и вебинаре сопоставимо.

Взаимодействие преподавателя и участников вебинара достигается с помощью веб-технологий, аналогичных используемых при организации веб-конференций.

Диалоговое окно участника вебинара или веб-конференции (рис. 16) состоит из следующих дополнительных окон, которые могут видеть обучающиеся и преподаватель:

1. Регистрационный список (рис. 16, правый нижний угол).

2. Изображения преподавателя и участников. Число видеоизображений ограничено только пропускной способностью интернет-канала. Эта возможность необходима для контроля за присутствием участников, наблюдения за их реакциями, определения их честного и самостоятельного подхода при ответах на вопросы тестирования.

Рис. 16. Пример диалогового окна участника вебинара

3. Презентация или различного рода документы.

4. Интернет-чат (рис. 16, правый верхний угол).

5. Демонстрация экрана. Дает возможность всем участникам видеть, что происходит на рабочем столе преподавателя.

6. Рисование. Преподаватель может подключить данный инструмент любому участнику, чтобы тот изобразил что-либо на экране, где демонстрируется презентация.

7. Запись. Вебинар можно записать, а затем в удобное время его просматривать. Это особенно важно для тех, кто не смог принять участие в занятии.

Помимо основных окон на рабочем столе каждого участника есть панель инструментов, чтобы: попросить слова (“поднять руку”), включить или отключить веб-камеру и микрофон, продемонстрировать рабочий стол, а также управлять указкой преподавателя.

Как показала практика проведения э-семинара, его длительность должна быть не более 1–1,5 часа. Одна тема – один семинар. Более продолжительное время преподавателю сложно поддерживать внимание участников к заданной теме. Входе э-семинара преподаватель целиком сосредоточен на стремлении донести до участников учебный материал, но через интернет-чат ему может одновременно поступать и множество вопросов. Сосредоточиться на этих процессах одновременно довольно трудно. Поэтому желательно, чтобы у преподавателя был ассистент, который будет помогать в работе с вопросами, запуском дополнительных функций.

Чтобы внимание участников э-семинара не рассеивалось, следует чаще “втягивать” аудиторию в процесс обучения, например, с помощью опросов (рис. 17).

Рис. 17. Пример диалогового окна настройки опроса в ходе вебинара

Электронные опросы готовить лучше заранее. Если нужно провести незапланированный опрос, помощник может организовать его во время объяснения материала преподавателем. Процедура эта (в программе Vclass) проста: ассистент на панели инструментов программы нажимает кнопку “Опросы”, после чего осуществляет настройку (рис. 17), выбирает тип вопроса, варианты ответов и т. д. Участникам остается только прочитать вопрос и выбрать ответ. После чего программа опубликует результаты. Преподавателю остается лишь прокомментировать их.

Опросы можно проводить и иначе. Например, преподаватель спрашивает о чем-либо участников э-семинара, но ответ их просит написать в свободной форме в чате. В таком случае вариантов ответов бывает гораздо больше, и многие оказываются достаточно интересными. Процедура длится при этом дольше, но бывает гораздо эффективнее.

Широкое применение в образовании находят видеоконференции. Для веб-конференций в вузах чаще всего используют готовые программные решения (Skype, VideoPort, сервис webinar.ru и т. п.). Но лучше все же иметь собственную систему, что помогает учебному заведению избавиться от издержек, связанных с использованием внешних сервисов. Алексейчук А.С. описывает технологии, позволяющие с небольшими затратами создавать многопользовательские веб-приложения с нужной функциональностью и простором для развития. Это, в частности, позволило разработать интернет-приложение для веб-конференций и внедрить его в учебу на факультете дистанционного обучения Московского государственного психолого-педагогического университета (ДО МГППУ).

Основные положения. Структура программно-технических средств и их технические характеристики [37], [86].

Современные информационные системы организации управления малыми предприятиями, создаваемыми в технических и других вузах, представляют собой развитую информацио нно-техническую среду, состоящую из таких компонентов, как: программно-техническая платформа, сетевые средства комм уникации и прикладные программы [63] и отвечают требованиям открытых систем.

Потому, этого класса системы, т. е. многоуровневые, включают в себя:

1. базы данных для хранения информации;

2. приложения для обслуживания прикладных программ;

3. средства обеспечения связи между локальны ми и удаленными системами и отдельными пользователями (коммуникации);

4. средства представления данных для конечных пользователей;

5. средства поддержания безопасности и санкционирования доступа;

6. средства администрирования и управления системой;

7. средства архивирования данных и документов;

8. компоненты по обеспечению печати выходных документов;

9. устройства для поддержания высокой отказоустойчивости системы.

С учетом всего вышеперечисленного системы должны отличать такие свойства, как:

• интегрируемость – возможности системы для консолидации и взаимодействия ее с вновь подключаемыми компонентами и подсистемами;

• безопасность – предотвращение разрушения системы в результат е несанкционированного доступа;

• доступность – возможность санкционированного доступа к сист еме за счет использования соответствующих прав и полномочий;

• масштабируемость – возможность расширения системных ресурс ов и производительной мощности;

• управляемость – возможность гибкого управления системой;

• оперативность – свойство системы, обеспечиваемое быстрым взаимод ействием отдельных ее компонентов;

• адаптируемость – возможность системы приспосабливаться к конкретным условиям ее функционирования;

• реактивность – способность внятно реагировать на внутренние и внешн ие воздействия на систему;

• сопротивляемость – свойство системы сопротивляться необоснов анному воздействию;

• используемость – свойство системы, заключающееся в возможн ости максимального использования всех заложенных в систему функций;

• программируемость – возможность перепрограммирования прик ладных задач в системе;

• отказоустойчивость – способность системы восстанавливаться в случае отказа некоторых ее компонентов;

• гибкость – возможность динамической перенастройки и выполнения на разных единицах оборудования функций системы;

• достоверность информационная – свойство системы, позволяющее получать обоснованные результаты в ходе выполнения прикладн ых программ.

В свою очередь, появление новых современных информационных технологий и технических средств позволили приступить к созданию систем с высокой степенью интеллектуализации.

Из направлений интеллектуализации следует назвать прежде всего:

• интеллектуализацию технической платформы (многофункциональные устройства, многопротокольные адаптеры, виртуализация памяти, каналов связи и пр.);

• расширение функций общесистемного программного обеспечен ия;

• разработку на базе знаний и самоорганизации новых прикладных систем с элементами экспертных систем;

• организацию технологических процессов планирования, управл ения и контроля за деятельностью малого предприятия вуза в режиме реального времени (может найти себе широкое применение в системах блочно-модульного подхода). С другой стороны специалисты отмечают явные тенденции к сближению. Так, радиот елевизионные и компьютерные технологии объединяются, и возникает новая информационная технология, где в одном массиве обрабатываются и хранятся телевизионное изображение, голос, компьютерная графика и другие данные. Новая технология позволяет передавать интегрированную информацию от источника к потребит елю единым массивом.

Появление новых информационных технологий для разработок, моделирования и исследования в различных областях деятельности открывает новые возможности по дальнейшей интеллектуали зации рабочего места. К таким технологиям относятся case– технология, новейшие языки программирования, САПР, тех нология графической разработки и т. д. Возрастание объемов информации при построении современных систем требует усилий по оптимизации ее обработки и сжатию для хранения, быстрого доступа к ней и т. д. (т. е. стабилизируется функционирование системы).

Расширение функциональных возможностей системы – важная задача по ее развитию, в которой интегрируются все состав ляющие факторы, влияющие на эффективность системы.

Сегодня информационные системы, базирующиеся на блочно-модульном построении, могут широко применяться и на малых предприятиях технических вузов и др. Их программное обеспечение позволяет весьма эффективно решать многие конкретные задачи информатизации образования. При этом могут быть использованы такие серверы, как [29], [63]:

• сервер базы данных для хранения больших массивов информации;

• сервер коммуникаций для обеспечения связи с удаленными пользователями сети;

• сервер печати для обеспечения быстрого доступа к различным принтерам;

• сервер архивирования данных;

• сервер защиты от несанкционированного доступа пользователей системы;

• Web-сервер для создания узла Интернета;

• сервер управления интегрированными информационными системами и др.

Это в определенной мере отвечает облачным технологиям, приведенным в работе [61].

Наращивание мощи технической платформы, развитие общесист емного программного обеспечения, новая организация работ рождают перспективу появления открытых систем клиент– серверной архитектуры.

Клиент-серверная архитектура имеет один, два или три уровня. Мировой лидер производства высокоэффективной компьютерной техники фирма IBM в настоящее время выпускает четыре вида серверов (рис. 18).

Рис. 18. Поколения серверов фирмы ЮМ [29]

У IBM уже появились новые серверы класса high– end – IBM RS/600. Модель S80 является самым быстрым сервером из когда-либо выпускавшихся поставщиками UNIX-систем. Общая производительность этого сервера составляет порядка 135 ООО транзакций в минуту.

Корпорация IBM, используя запатентованную технологию мед ных микропроцессоров системы S80, создала и предлагает вниман ию заказчиков новое семейство UNIXсерверов– серверы среднего класса IBM RS/6000 F80, Н80 и М80.

Разработанная в лабораториях IBM технология медных процессо ров позволила резко повысить вычислительную мощность данных моделей. В предыдущих моделях в качестве проводника использов ался алюминий. У медных процессоров меньший размер, меньшее энерговыделение, и они на 20-30 % быстрее и эффективнее, чем их алюминиевые конкуренты.

Но производительность – это лишь часть дела. Новые серве ры ЮМ имеют ряд особенностей, позволяющих легко устанавливать и обслуживать их в сфере производства и образования.

В то же время, вообще безотказной техники в природе не существует, и любое техничес кое устройство может перестать работать в любой момент. Поэтом у структура и принципы взаимодействия составных частей прог раммно-технического комплекса (ПТК) должны обеспечивать раб отоспособность системы в целом даже при отказе ее составных частей. То есть важнейшим показателем при выборе платформы является показатель общесистемной надежности или доступности. Как правило, показатель этот измеряется общим временем незаплан ированных простоев за год работы.

Основная задача ПТК – обеспечение непрерывной работы прод уктивной части системы. Именно непрерывной работы продуктивной подсистемы, т. к. любая внеплановая остановка этого звена системы приводит к существенным финансовым потерям. Отказы тестовой подсистемы или подсистемы разработки также приводят к увеличению сроков внедрения этапов и модификаций, но катастрофического влияния при их эксплуатации, как в отраслях производства, так и в образовании, как показал опыт, не оказывают.

Технически наиболее простой способ решения этой задачи – полное дублирование всех частей ПТК. Однако это очень дорого, так как требует многократного увеличения затрат на платформу. Для сферы материального производства, живущего за счет своей прибыли, и особенно для сферы образования это решение требует всестороннего обоснования, поскольку возникают существенные дополнительные затраты. Заслуживает внимания опыт использования на практике обучения студентов на основе системы удаленного доступа на металлургических, машиностроительных, приборостроительных и др. предприятиях. В частности, рассмотрим опыт данной системы, используемый МГИУ на основе блочно-модульного построения для подготовки инженеров по наладке станков с числовым программным управлением, который описан в работе [29].

Модульная структура учебной программы “Инновационные технологии для работы на станках с ЧПУ в режиме удаленного доступа” дана в приложении 2. Основное содержание данной системы и сущность ее использования также даны в работе [37].

Системы удаленного доступа, управление системами и подсистемами

Современный уровень развития вычислительных средств дает возможность организовать так называемый удаленный доступ к ре сурсам системы через сеть Интернет, спутниковые каналы связи и др. Имеется в виду не только возможность для сотрудников и руков одства предприятия, а также преподавателей вузов, занимающихся производственной практикой на предприятии, работать с данными системы, находясь на значительном удалении от своего рабочего места, но и взаимный доступ работников предприятий– поставщиков и потребителей к оперативным данным, естественно, в строго определенных пределах и с полным контролем доступа (рис. 19).

Рис. 19. Системы удаленного доступа[37]

Доступ поставщиков к информации о планируемых потребностях в материалах позволит им заранее готовиться к заказам на постав ку, что может снижать цены на закупаемые материалы. Это следует учитывать при проектировании системы на основе блочно-модульного подхода.

Для предприятия сегодня, как правило, характерно наличие большого количества пользователей интегрированной системы, которые территориально удалены от центров обработки данных. Поэтому управление корпо ративной сетью и рабочими станциями является важной частью затрат на платформу (рис. 20).

Рис. 20. Системы управления системами [37]

Современные программно-технические комплексы интегрированных информационных систем управле ния с удаленным доступом к их ресурсам предназначены для:

• управления сетевым оборудованием и его администрированием;

• управления прикладными системами и их администрированием;

• управления консолидированными системами предприятия и их администрированием.

При управлении сетевым оборудованием и его администрированием решаются задачи:

• организации конфигураций сетевых устройств и протоколов, а также управления ими;

• контроля за работой сетеобразующих устройств;

• администрирования и защиты данных;

• автоматического предупреждения о сбоях и поломках системы;

• графического представления устройств и их конфигураций.

Управление прикладными системами и их администрированием позволяет:

• выполнять задачи администрирования;

• осуществлять запуск и остановку прикладных подсистем;

• управлять пользователями;

• проводить анализ ошибок в системе;

• анализировать и настраивать систему в целях повышения ее производительности;

• управлять базой данных;

• проводить архивные работы.

Управление консолидированными системами предприятия и их администрированием заключается:

• в интеграции событий и данных, поступающих от разных источник ов (оборудования, системных журналов и др.);

• в установлении взаимосвязей событий и данных;

• в определении истинных причин возникновения проблем;

• в локализации источников сбоя или поломок системы;

• в автоматизации ответных реакций на проблемные события (автоматизиров анное устранение неисправностей).

Представляется, что вышеописанную систему удаленного доступа на основе блочно– модульных моделей, в частности, отдельных модулей, их ЦОМ, элементов ЦОМ и в соответствии с программой подготовки специал истов можно было бы широко использовать преподавателям в их работе со студентами на практике в соответствующих предприятиях [69, 73]. Более подробно о механизме применения электронной системы удаленного доступа рассказано в работе [63].

В свою очередь, заслуживает внимания опыт внедрения ПТК в педагогическую деятельность, в которой используется комплекс программных и технических средств с учетом многогранных педагогических технологий и различных видов учебной информации.

Разработанный И.В. Трайневым [86] информационный педагогический проект в МПГУ, МАИ, МОИУиП, МГИУ и др. основывается на комплексе программно-технических средств на базе параметрического моделирования.

Состав программных и технических средств формируется на основе системных обоснований, используя методы экспертных оценок. Так, например, в основу выбора и оценки программного обеспечения положены, главным образом, социально-психологические и педагогические параметры, а также система параметров, обеспечивающая электронно-образовательные ресурсы, в которых большая роль отводится не только гамме технических средств, которые нами указаны выше, но и главным образом программному обеспечению. Укрупнение, см. рис. 21.

Рис. 21. Схема экспертизы психолого-педагогических характеристик

При экспертной оценке по выбору программного обеспечения были предложены рекомендации [103]. Но к условиям информатизации образования, как составляющей информационное общество, автором [100] были внесены дополнения в содержание оценки программного обеспечения.

В частности, по мнению автора [86], необходимо учитывать, что разрабатываемые программы должны обеспечивать как очное функционирование учебного процесса, так и пространственное при электронном обучении. Они должны учитывать все параметры составляющие педагогику и воспитательный процесс во взаимодействии и взаимосвязи.

В свою очередь, для обеспечения качества образования с учетом особенностей программного комплекса образовательного направления необходимо учитывать: приоритетность, важность и весомость каждого компонента; взаимосвязь и сопоставимость состава различных критериев; автономность и независимость различных критериев; обоснованность и аддитивность различных критериев по функциям; возможное совокупное интегрирование рассматриваемых критериев данной комплексной программы.

Необходимо учесть в порядке обобщения опыта ряд предложений по формированию комплекса технических средств. Так автор [86] предлагает укрупненный классификатор комплекса технических средств для электронного образования, см. табл. 5.

Данная таблица, как укрупненный классификатор может быть детализирован и эффективно использован в электронном образовании.

Рассмотрим использование комплекса технических средств с учетом особенностей их составляющих в сфере образования. Как нами ранее было отмечено, система использования технических средств в сфере материального производства и их использования имеет свои особенности. Так для поиска, обработки и передачи информации широко используются сетевые модели, различные поисковые системы, а также компьютерные средства. Широко используется кроме поисковой системы Windows также операционная система Linux на основе компьютерных классов Wi-Fi. Распространены также в обучении технические средства мультимедиа, комплекс технических средств дистанционного обучения, применение которых описан как опыт МАИ (НИУ) в главе 5 настоящей монографии.

Таблица 5

Основная классификация технических средств

Особо необходимо обратить внимание на применение таких технических средств в программно-техническом комплексе в сфере образования, как космические спутниковые средства, телекоммуникационные технологии, которые обеспечивают передачу данных и телевещание, а также доступ обучающихся к информационным образовательным ресурсам, что, в общем, рассмотрено главе 5.

Как указано в монографии [86], комплекс спутниковых технических электронных средств позволяет обеспечить доставку цифрового контента к обучающимся и обучающим. При этом контент может доставляться одновременно многим пользователям, у которых имеется принимающая антенна тарелочного типа.

Вместе с тем, необходимо отметить, что ускоренные темпы развития информационного общества в мировом пространстве имеет определенные сложности в выборе и обосновании необходимых электронных технических средств, поскольку динамика их развития идет очень быстрыми темпами в связи с ускоренным построением информационного общества.

В целом, для выбора технического средства в дистанционном обучении, необходимо использовать внедренные проекты, данные в работах [52], [86], [104], [57], в которых указаны необходимые методы и подходы по выбору и обоснованию комплекса технических средств к электронному образованию.