Система за електронно обучение

на Петко Ивов Янакиев

Ръководител: Разработил:

доц. д-р Велина Славова Петко Янакиев F 16591

/департамент “Информатика” /

1. 
   Представяне на системата
   

1. 
   Обзор - Развитие на Е-Обучението, основни аспекти. Необходими предпоставки.
   
2. 
   Системи за Е-Обучение. VLE, MLE. Функционален модел на системите.
   

2.2 Недостатъци и трудности за внедряване на Е- Обучението

2.3 Стандарти.

3. 
   Сигурност на системите
   
4. 
   Основен модел и концепции при изграждането на WBLST. Когнитивен аспект.
   

4.2 Основна схема на модела на WBLST

2. 
   Основна структура и функционалност на системата. Описание на проекта и схеми.
   

1. 
   Разработка.
   
2. 
   Основни участници в системата и тяхната функционалност.
   
3. 
   Използвани технологии и архитектура на приложението
   
4. 
   Идеята за виртуален клас.
   

5. 
   Упражнения в WBLST.
   
6. 
   Управление на съдържанието – Wizardi за лекциите и упражненията.
   
7. 
   Описание на модулите на приложението
   
   3. 
      Заключение – основни идеи за бъдещи подобрения в системата, като: интерфейс, технологий, леснота на използване, възможност за интегриране на сложни графики
      
   4. 
      Приложения – Схеми и диаграми от работата на системата.
      

5. 
   Литературни източници
   

Резюме
Представената дипломна работа е разработена в рамките на осъществения дипломен стаж в Ecole Polytechnique de l’Université de Nantes (Франция), в рамките на международен проект за реализиране на платформа за WEB базирано обучение, в който участва Нов български университет. Конкретната разработка е свързана със системата за електронно обучение в областта на телекомуникациите WBLST Cobbalt v2.0.

По време на осъществяването на стажа, програмната реализация на системата беше почти завършена и се разработваше и внедряваше окончателната версия, която в момента е вече въведена в експлоатация. Основна задача на екипа разработващ системата беше да се проведе процедура по тестване и отстраняване на грешки не само на програмно, но и на потребителско ниво.

При внедряването се установи, че при програмирането на наличната реализация не са били достатъчно ясно дефинирани ролите на отделните потребители на системата. Основната задача на дипломния стаж беше да се тества основно системата с оглед да се обособят ясно ролите на отделните участници в системата (администратори, преподаватели и студенти), както и техните права, с цел да се преработят по съответен начин функционалните модули на системата.

Задачите, възложени за разработка по време на стажа са следните:

• 
  Възоснова на направените рапорти от разработчиците, да се съставят варианти на схеми на ролите на участниците.
  
• 
  Да се състави ръководство за потребителя, в което ясно да се опишат режимите на работа със системата и подробно да се изяснят всички техни стъпки.
  
• 
  Да се проведат тестове на ниво програмен код както и на ниво потребител с цел откриване на грешки, които да се докладват на екипа от разработчици и на прекия ръководител на стажа проф. Safwan El Assad.
  
• 
  Най-трудоемката задача беше да се тестват всички режими на работа на системата, включително въведената специфична функция, свързана със смисловото обвързване единици от учебния материал посредством използване на опорни концепти от съответната учебна дисциплина. Това наложи цялостно въвеждане и структуриране на учебен материал, упражнения и въвеждане на преподавани концепти.
  

Причините, поради които преподавателите биха поискали да използват съвременните образователни технологии в тяхната работа са много, но можем да ги разделим на две основни категорий.

Първата е свързана с желанието на преподавателите да подобрят качеството на тяхната работа, като използват някои от предимствата, които може да предложи технологията. При тези обстоятелства най-честият резултат за използването на технологията, редом с традиционният начин на преподаване, е така нареченият „смесен” подход. В тази ситуация е напълно възможно ролята на технологията в съпровождането на обучението да варира от студент до студент и от една част на курса до друга.

Втората категория причини са свързани с това, че университетските преподаватели използват технологията, защото имат малко избор в материала, който преподават. При това положение технологията предлага единственият практичен от гледна точка на цена начин, за достигане до студентитe, както е в повечето модели за дистанционно обучение. Всъщност понятия като Е-Обучение или Online обучение, в които всеки от нас влага свой собствен смисъл, много често не се отнасят за форма на дистанционно обучение, предоставяна изцяло в приложенията на компютърните и информационните технологии. Технологиите в обучението, както се използват в Online обучението, могат да изпълняват две роли:

• 
  Доставят на студентите „съдържание”- изпращане на материали за съответният курс, като: текст, схеми, графика, анимация и звук до компютрите на студентите.
  
• 
  Позволяват комуникация - дава възможност на студентите да комуникират едни с други, с техните преподаватели и вероятно с други извън курса.
  

- комуникация във връзка със съдържанието и материала на съответния курс т.е. комуникация и дискусия водеща до постигане на резултати от страна на студента.

- комуникация с организацията ( университета, учреждението )- която може да бъде наречена „транзакции” т.е. регистрации за курсове, плащане на такси, инструкций и обяви, предаване на домашни и др.

Осигуряването на „съдържание” е познато във всичките форми на обучение и е било дълго стандартна черта на дистанционното обучение-доставяно чрез принтирани материали, радио, телевизия или видео касети. Комуникацията може би е имала по второстепенна роля измежду тези, незапознати с теорията на обучението, но сега започва да бъде широко разпознавана като ключ към Online обучението.

Оnline комуникацията може да бъде провеждана в два режима:

• 
  синхронна комуникация – взаимодействието между страните се осъществява в реално време (телефонен разговор, видеоконференция, или Интернет чат ).
  
• 
  асинхронна комуникация- не изисква страните да бъдат ангажирани една с друга по едно и също време ( e-mail дискусии ).
  

Интернет също така, по дефиниция е основната технология и среда за Е-Обучението.

Заедно с компютъра той предлага големи възможности, които правят Online обучението възможно. Интернет предлага два принципни аспекти на обучението, които бяха споменати: доставка на съдържание и поддръжка на комуникация. В случая на съдържанието, днес имаме опит всеки ден за откриване на текст, фотографии, звук, видео и анимация, на различни web страници. За комуникацията e-mail, бюлетин или дискусионните бордове също са обичайни, както и online чатовете и видеоконференциите.

За да могат да се използват някои от тези приложения е необходим подходящ софтуер. Например за да се изпраща и получава e-mail ни е необходим mailer, за да се използва WWW имаме нужда от браузер. Не само че има различен софтуер, но студентите използват и различни версии на този софтуер. Освен това за да поддържат големият набор от медия налична в Интернет, браузърите използват множество plug-in модули, за да разширят своята функционалност.

Тук отново се сблъскваме с огромното разнообразие – не само в хардуера, който използват студентите, но и в основния софтуер който е инсталиран на машините им. Всичко това не дава гаранция, че всички студенти ще получат точно това, което преподавателят е искал те да получат, и за начина, по който трябва да го получат. За да се минимизират проблеми от такова естество, основно преподавателите посочват възможно най точно от какво ще имат нужда студентите като хардуер и софтуер и тестват online материалите на възможно повече машини. Всички тези несъвместимости пречат на дизайна на една web-базирана система и среда за обучение от една страна, а от друга, както е известно знаем, че Интернет има потенциала и позволява на студентите достъп до богати ресурси. Но Интернет е необятен и ресурсите, които предлагаме, могат да се сторят на студентите необвързани и несвързани в този голям „океан”.

2. 
   Системи за Е-Обучение. VLE, MLE Функционален модел на системите.
   

Идеята е, вместо да се използват множество приложения цялата функционалност, да се постави във виртуалната среда. Най-известни измежду тези среди са Blackboard и WebCT.

Най-важните характеристики на една VLE са, че тя е достъпна от web-браузърите, така че не се изисква студентите да притежават специфичен софтуер за да имат достъп до нея. Виртуалната среда основно осигурява сигурна среда достъпна за преподавателите и регистрираните студенти. Обикновено при влизането си в дадена VLE, студентът бива „поздравен” от екран даващ му информация за съобщения, обяви и инструменти необходими му за учебният процес. Типично за виртуалните среди е предлагането на комуникационни възможности чат, бюлетин бордове, e-mail, позволяващи комуникации студент-студент, както и преподавател-студент. Средите позволяват, съдържанието на курса да бъде разделено на отделни модули, и да бъде предложено на студентите в различни периоди от време. Предлагат се и средства за контрол и/или самоконтрол от страна на преподаватели и на студенти, както и възможности преподавателят да проследява прогреса на отделен студент във средата.

Въпреки, че VLE предлагат една добра среда за обучение, те не предлагат големи възможности за администрация и управление за студентите. Институциите имат нужда да пазят записи за студентите с информация за регистрация, такси, подготовка за курсове, място на провеждане на курсовете и тяхното развитие. Това основно се извършва с помощта на информационни управленски системи MIS (management information systems), съхраняващи и управляващи данните. Поради тази причина много университети се стремят да интегрират техните виртуални системи за обучение с техните MIS, така че данните достъпни в едната от тях, автоматично да станат достъпни и в другата.

Виртуални среди за обучение, които имат тази възможност за интеграция и връзка към административни системи са познати като „управляеми” среди за обучение MLE (management learning environments). От перспектива на студентите разликите между единият вид системи и другия е, че при втория информацията която се изисква от тях е повече, както споменахме регистрация, такси, записване в курсове и друга информация. Това е смислено, защото намалява риска от възникването на административни грешки.

Разгледаните по горе две концепции за Е-Обучение са основа за развитие на така наречените „управляеми системи за обучение” LMS (learning management systems), и курсови управляеми системи CMS (course management systems). Първото наименование е характерно за индустриалните системи, които не се разглеждат тук. Второто е характерно за образователната сфера, където фокуса на Е-Обучението, е насочен към доставянето на разнообразни методи за обучение. При този род системи основната идея е, че се поддържат съвкупност от курсове, записвани от студентите и интеграция със студентски информационни или регистрационни системи.

Някои от основните функционалности на тези системи са:

• 
  Представяне на съдържанието на курса по структуриран начин на студента, посредством модули.
  
• 
  Електронно записване за курс, проследяване, оценяване от страна на преподавателя и обратна връзка.
  
• 
  Интегриране на асинхронни инструменти: дискусии, e-mail групи и обмяна на съобщения.
  
• 
  Интегриране на синхронни инструменти: чат, аудио и видеоконференции.
  
• 
  Поддържане на управление на наличните курсове от преподавателите, възможности като: динамична корекция на материалите, управление на записването и регистрацията за даден курс, оценяване и възможности за самотестване на студентите, до каква степен са усвоили предлагания материал.
  
• 
  Контрол върху достъпа до курса посредством пароли и имена.
  
• 
  Автоматизирани инструменти: за връзка към студентските информационни системи, за графици на курсове, записвания и синхронизиране на информацията.
  

Според [1] и [2] съществува следният визуален модел на компонентите, от които се състои средата за Online обучение и обектите, които са интегрирани с тези компоненти:

Фиг. 1
Това не е архитектурен модел, а по скоро функционален модел, който се използва за да опише състоянието на продуктите и тяхната функционалност. Ще разгледаме всеки от тези компоненти поотделно.

Хранилищата на съдържание съхраняват обектите на обучение, които могат да бъдат достъпвани от една страна от хората и системите, които създават това съдържание, а от друга от хората и системите използващи съдържанието. Хранилищата трябва да управляват комерсиално достъпното съдържание както и съдържанието създадено в хранилището на момента.

Различни авторски инструменти се използват за създаването и форматирането на различни типове съдържание, като: текст, графика, снимки, анимация, симулации, аудио и видео.

Важно е авторските инструменти да позволяват авторите на съдържание да откриват съществуващото в хранилището учебно съдържание, да го използват или да променят значението и целта му. Това изисква дизайнерите на учебно съдържание, доставчиците на такова или разработчиците на курсове да осигурят описание чрез Мета данни на разработваното от тях съдържание.

В идеалната среда за Е-обучение, авторските инструменти са интегрирани с хранилищата на съдържание и позволяват откриване, извличане, модифициране и замяна на обектите и техните Мета данни.

Инструментите за интегриране на съдържание, могат да поддържат създаването и прилагането на шаблони на съдържание, които служат за основа на „пакетирането” на съдържанието. Шаблоните могат да се базират на структурата, на представянето, на педагогическите методи или и на трите.

Catalog Manager (Менажер на каталога) - Управлението на каталога е процес на дефиниране на обучението, което ще бъде предоставено на различни групи от студенти и обособяване на план на обучение и планиране на ресурсите, необходими за поддръжката на това обучение.

Компонентите на менажера на каталога, са типични интерфейси, които позволяват на ауторизираните лица да правят обучението достъпно и да установяват правилата на достъп, ограниченията и т.н.

Системите за Е-Обучение обикновено съхраняват записи на разлиличните студенти, които ги ползват. Тази информация включва: лични данни, учебни планове, история на обучението, оценяване и статус на участието в активното обучение ( регистрации, прогрес ). Тази информация се използва за определянето на профила на обучавания.

Общите елементи на планирането ( които могат или не могат да сe поддържат от автоматизираните системи ) са следните:

• 
  Определяне целта на обучението.
  
• 
  Оценяване на съществуващите умения на обучавания. Това може да се прави на основата на тестове, оценяване на историята на обучението или на субективна оценка на обучавания от някой друг.
  
• 
  Оценяване на съществуващата му образователна степен и/или ниво на умения, в сравнение с целта на обучението.
  
• 
  Установяване на план за студента, обикновено в рамките на предлагането на обучение, с което обучаваните се придвижват от текущото им ниво, до целта на обучението.
  

Предлага се и навигация в съдържанието, под контрола на студента, преподавателя, а понякога и под контрола на самата среда. Установяват се правила и/или поведения за ориентиране в предлаганото съдържание, по време на конструирането му.

Средата за доставка може да включва:

- Синхронни (съпровождащи) среди като чат whiteboards, споделяне на екрани и аудио или видео конференции.

- Асинхронно съпровождане като e-mail и дискусионни форуми.

- Адаптивна навигация, зависеща от резултатите от оценяването.

Средата за доставка взаимодейства с профила на обучавания, като предава данни за активността и статуса на студента.

Assessment and Testing Engines (Оценяващи и тестващи инструменти) – Оценяването и тестването може да бъде интегрирано с учебното съдържание и да бъде доставяно с него, или може да бъде управлявано като отделен процес. С други думи оценяването и тестването са важни компоненти от всяка образователна среда, и съхраняването, събирането, доставянето и записването на резултатите често се управлява от отделен компонент, наричан оценяващ инструмент.

Този инструмент обикновено включва оценяващи авторски възможности и може да бъде използван за създаването на банки с въпроси, от които се получават резултатите. Оценяващият процес може да се базира на случаен избор на въпроси на основа на критерии, и дори адаптивна селекция на въпроси базирана на предишни резултати. Типовете въпроси поддържани от оценяващите инструменти са много, въпреки че въпросите с множествен избор с единствен верен отговор, все още доминират.

1. 
   Предимства на системите за е-обучение
   

• 
  Гъвкавост, достъпност, удобство – Потребителите могат да се обучават, когато поискат с тяхното собствено темпо на обучение. Те могат да имат достъп до курса по всяко време и от всяко място и да се обучават толково колкото имат нужда.
  
• 
  Платформена независимост – Е-обучението може да бъде достъпно посредством браузърите на всяка платформа. Програмата за електронно обучение може да бъде доставена на всяка машина през Интернет или Интранет.