Система за електронно обучение



страница2/6
Дата06.05.2017
Размер0.67 Mb.
1   2   3   4   5   6

- Евтино разпространение по цял свят - Няма нужда от механизъм за разделена дистрибуция.

- Лесно обновяване на информацията – Ако има нужда да се направи промяна в програмата или курса след първата имплементация, тези промени се правят на сървърите съхраняващи програмата или курса. Всеки може веднага да има достъп до променената информация.



- Голяма ефективност. Не само от качествена гледна точка (педагогически от използването на нови методи, персонализация и свобода на обучавания) но и от количествена гледна точка ( времето за обучение се намалява, цената на обучението пада и ефективността нараства).


    1. Недостатъци и трудности за внедряване на Е- Обучението

- Ограничения за честотната лента. Ограничената честотна лента означава ниско качество на звук, видео и интензивна графика, причиняваща дълги паузи за сваляне на съдържанието, а това може да повлияе на процеса на обучение.

- Липса на човешки контакт - Съществува загрижеността че с използването все повече на компютрите терминалът ще замени човешкото лице.

- Програмите за Е-Обучение са твърде статични. Нивото на интерактивност често е твърде ограничено.

- Системите за Е-Обучение изискват повече време и пари за разработка отколкото се очаква. Тъкъв е случая с всяка нова технология която се имплементира. По лесно е да се започне с проста програма и да се доразвива при успех.

- Не всички курсове са добре представяни от компютъра. Някои учебни курсове изискват наличието на преподавател. Примери са изграждането на екип и емоционалните въпроси.

- Качеството на обучение. Прогреса в областта на Е-Обучението е бил твърде бавен, в сравнение с прогреса в други области. Много от системите не са по добри от системите разработени преди петнадесет години например. Все още акцентът се поставя върху това, как да се разработи системата за Е-Обучение и курсовете, а не върху това как да се подобри качеството на обучение.

- Съпротивата към промяна. Начинанието да се представи Е-Обучението в организацията или учебното заведение не е лесна задача. Съпротивата може да бъде трудна за преодоляване, липсата на комуникация и задължения от по старите преподаватели в организацията може да изложи на опасност шансовете за внедряване на Е-Обучението.

- Объркване относно използваните технологии.



    1. Стандарти

За да завърша изложението ще бъдат споменати накратко съществуващите стандарти в областта.

Полагат се много усилия относно това как учебните материали и информацията за студентите, разработени за една VLE или MLE да се прехвърлят на друга безпроблемно. Едно от предизвикателствата пред разработчиците е как усилието хвърлено за разработката на курсовете във една среда да не е напразно, ако материалите се прехвърлят в нова среда. Начина да се решат тези проблеми е прилагането на т.нар. интероперативни стандарти. Тези стандарти специфицират начините на „конструиране” на различните компоненти на курсовете на Е-Обучение, и как се управлява информацията дефинираща атрибутите на всеки компонент (мета данните). Обектите на обучение конструирани според изискванията на стандартите, трябва да бъдат свободно преносими между стандартните системи.

По настоящем тези стандарти все още се развиват. Например някои от разработените стандарти да момента са: IMS (IMS Global Learning Consortium), SCORM (Sharable Course Object Reference Model), IEEE и AICC (The Aviation Industry CBT [Computer Based Training] Committee). Повече информация за интероперативните стандарти е достъпна от CETIS (Centre for Educational Technology Interoperability) на тяхната интернет страница [5]. Най-новият стандарт, който все още се разработва е: ISO/IEC JTC/SC 36, познат като стандарт за информационни технологии в обучението.


  1. Сигурност на системите

Сигурността на системите се отнася до това, да сме сигурни, че лицата които влизат в определен курс в системата и имат достъп до ресурсите му са наистина тези, които искаме да имат достъп.

Сигурността при системите за Е-Обучение има две принципни измерения: административно и техническо.

Административното служи за установяване на политика на генериране на пароли - на кого се дават паролите, и как да сме сигурни че сме ги дали на правилните хора. Освен това е важно каква форма приемат паролите; как се генерират; могат ли потребителите да ги променят; как да постъпим с тези потребители, които са забравили паролите си? Това са въпроси, които трябва да бъдат изяснени в някоя фаза на конструирането на курса.

От техническа гледна точка е важна комуникацията между потребителя и сървъра. Системата обикновено предприема проверки за да установи дали лицето което се опитва да влезе го прави от несигурен маршрут или прави това по необикновен начин (опитва с много пароли една след друга). Тя вероятно ще криптира потока от данни между потребителя и сървъра за да направи трудно компрометирането на системата.

Друг проблем е например наличието на защитни стени. Например ако студента се опита да достъпи учебните материали да речем от работното си място, където има защитна стена, тя може да блокира комуникацията със системата за Е-Обучение.

Това са само малка част от проблемите, свързани със сигурността на системите за Е-Обучение, на които трябва да се обърне внимание при разработването на системата, и при последващото и внедряване и експлоатация.
4. Основен модел и концепции при изграждането на WBLST. Когнитивен аспект.
Няколко са факторите, които водят до широкото използване на Е-обучението. В същото време, широко достъпните учебни материали в Интернет не дават гаранция за ефективността на обучението. Още в началото на масовото прилагане на технологиите в обучението, е станало ясно, че добавената стойност, която могат да донесат към него е предопределена от начина по който технологичните инструменти и ресурси се използват за предмета на обучението.

Инструктори и изследователи търсят методи да подобрят ефективността на Online обучението. Тези опити изискват усилване влиянието на дистанционното обучение, върху дизайна, доставката и предефинирането на ролите на участниците в обучението.

Как хората учат е съществено за доставянето на учебно съдържание и за използването на подходящата методология. Анализирайки Online обучението стигаме до въпроса: Как може процеса на обучение да се превърне в модел ?

Няколко изследователи Altun [6], Psaromiligkos and Retails [7], показват, че моделът на доставяне сам по себе си е важен фактор за ефективността на Е-обучението. Моделът на доставка капсулира концептуалната част на Е-курса, която реализира стратегията на обучение. Стратегията на обучение трябва да се избира в зависимост от когнитивните особености на Е-обучението, специфичния предмет на обучение, технологичните особености на използваната система и т.н. След анализиране на тези фактори през годините Barker [8] стига до извода, че основното изискване за електронната система за обучение е да разширява опита на учащите се, позволявайки им „да учат както го правят” ( learn as they do).

Основната парадигма е че имаме двама главни участници в процеса на обучение – преподавател и студент, като целта на преподавателя е да „инсталира” определено знание и умение в ума на студента. В случая на Online обучението студента е оставен сам с учебния материал. Това изисква подход близък до теоретичния подход на обучението предложен от Min [9], където процеса на обучение е по скоро активност от страна на студента, а преподаването е представеноя като статично състояние. В този случай за да приеме някои от функциите на преподавателя, учебният материал трябва да има активно поведение и да реагира по разбираем и смислен начин.

Ефективността на обучението може да се изрази като функция от:

1) степента на усвояване на преподаваното знание

2) времето необходимо за придобиването на това знание

3) „комфорта на обучение”, изразен като усилия за преодоляването на някакви проблеми, които пречат за усвояване на знанието.

За да създадат ефективна система или курс, инструкторите трябва да вземат в предвид тези основни параметри за ефективност. На първо място трябва да се отчетат когнитивните аспекти на обучението. Създаването на автономна система за Е-обучение изисква идентифициране на механизмите на възприемане и на представяне на учебния материал. Целта е да се формулира стратегия на преподаване, която взема под внимание особеностите на възприемане на знание и да превърне тази стратегия в модел на доставка.

Широко известно е, че усвояването на научно знание e свързано със създаването на мислена картина на система от концепции, интер-концепции и връзки. Възприемането на структурирано знание, обикновено се свързва с вътрешна смислова интерпретация на нови концепции, включващо тяхното интегриране към вече познатите и усвоени такива. За обучаемите, възприемането на такава конструкция в тяхното съзнание изисква съществени интелектуални усилия. Съответния мисловен процес е строго индивидуален за всеки и може да бъде наречен с често използваното понятие „разбиране”. Допуска се отново, че дизайна на системата ще бъде полезен, ако подпомага учащите се колкото е възможно повече „да учат както го правят ” ( learn as they do).

В традиционното преподаване, излагането на учебния материал е линейно; лекторът го преподава в даден фиксиран период от време. От гледна точка на обучаемите, процесът на възприемане на нови идеи и концепции иска няколко „стъпки назад” през системата от нови концепции – с други думи, изисква се някакъв нелинеен процес на изясняване, избистряне на знанието. Изучавайки Online обучението и базирайки се на множество количествени и качествени анализи Hobbs [10] прави извода, че необходимите съставки за дизайна на Интернет базиран курс трябва да са близки до стратегиите на обучение залегнали в традиционната класна стая, комбинирайки добро ръководство със съдържателна секция, осигуряващо комуникационна мрежа и давайки възможност за преговор на учебния материал.

В рамките на автономното обучаващо средство, системата сама по себе си трябва да осигурява тези функции. Предполага се, че системата дава достъп до различни семантично обвързани последователности, използвайки статични „парчета” материя от текстово и графично съдържание, покриващи различни нива на преподаване „на едно и също нещо”. Това изисква динамично поведение на системата. В последните няколко години са концентрирани много усилия върху динамичните обучаващи среди, предимно свързани с моделите на метаданни - Lytras, Pouloudi and Poulymenakou [11], Alpert [12]. Някои от сполучливите опити асоциират концепциите с компонентите на системата, постигайки динамично поведение. Едно изследване проведено от Weiner [13] показва, че ключът за успешното обучение на студентите лежи във високо структурираните курсове и мотивацията. При всички случаи, генерирането на обучаващи събития трябва да се базира на правила, които гарантират смисловото качество на крайния резултат. За системата представена тук, се предполага, че семантичната консистентност може да бъде постигната чрез връзки, предоставящи новите концепции в учебния материал и техните взаимни релации. Подходящият подход за решаването на тази задача, изисква разделянето на текстовото и графично съдържание на съответния учебен предмет на малки базови единици (units), и на тази основа да се генерират обучаващи събития използвайки организацията на концепциите и техните вътрешни връзки.

4.1 Обща формулировка на задачата
Да се състави обучителна система, позволяваща динамично генериране на смислово обвързани учебни единици в зависимост от желанието и нивото на потребителя.


4.2 Основна схема на модела на WBLST
Учебният материал в системата е организиран в йерархична структура като дърво ( фиг 2 ). Линейния учебен материал е разделен както обикновено на глави, подглави и т.н. Това разделяне води до малки парчета учебен материал – така наречените „учебни модули”.

Вътре във всеки учебен модул, учебния материал ( текст или графика) е подразделен на малки базови единици ( фиг 3 ). Тези базови единици са основната атомарна субстанция с която оперира системата. От семантична гледна точка, базовата единица (units) представя повече или по малко автономно съобщение, а от гледна точка на разглеждания предмет представлява парче текст ( често състоящо се от един или няколко параграфа ) или схема.



Фиг. 2 Йерархична организация на учебният материал



Фиг. 3 Учебен модул – базови единици и релации с речника на концептите

Заглавия и подзаглавия (отговарящи на възлите на дървото от фиг. 2) са семантични елементи. С оглед на тяхното по нататъшно използване като градивен материал за динамична генерация на съдържание, те формират отделни базови единици. На всички базови единици са поставени етикети в зависимост от техния ред в линейния курс с оглед на йерархичната организация. Тези етикети правят възможно преструктурирането на учебния материал в ред удобен за преподаване. Новите концепти и понятия и важните стари такива са специфицирани, заедно с техните дефиниции в речника на концептите. От гледна точка на текстовото съдържание, речника на концептите също се състои от базови единици. Тези единици се съхраняват и организират в релационна база данни. Данните са съхранени в две таблици на обекти – таблица на Базовите единици (units) и таблица на Концептите. Съществува и таблица „Базова единица - Концепт” за да изрази релацията между концептите и базовите единици в учебния материал. Появата на определена двойка етикети изразява връзката „тази единица се отнася за този концепт ”. Тъй като всички единици притежават атрибути кодиращи тяхното местоположение в йерархичната структура и техните връзки с концептите, генерираното съдържание е със семантично структурирани текст и схеми.


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

    1. Разработка

WBLST е Интернет базирана система, която имплементира описаният модел. Понастоящем системата се използва в Ecole Polytechnique de l’Universite de Nantes [14]. Разработена е в Ecole Polytechnique de l’Universite de Nantes заедно със студенти от Техническият университет във Варна и Politechnica University of Bucarest.

Системата поддържа и подпомага дисциплините телекомуникации, сигнали и системи и високи честоти посредством виртуални класове.

Както обикновено за такъв род системи, всеки преподавател и студент има потребителски акаунт. Системата предлага функционалности свързани с организацията и управлението на учебния материал. Преподавателите могат да организират учебния процес създавайки виртуални класове, за които студентите могат да кандидатстват и да бъдат приети. Организацията, управлението и контрола на учебния материал, включително представянето на връзките концепти-базови единици се прави от преподавателя. Системата предлага дистанционни инструменти за качване на учебни материали и за конструиране на съдържанието на курса.

WBLST предлага потребителски интерфейс с функционалности за организиране на работата със студентите и на учебния процес ( фиг. 4 ). Приложението дава достъп до учебния материал, и организира дейностите свързани с дистанционното обучение. Всеки преподавател може да генерира учебни курсове в модули, съдържащи лекции, упражнения и лабораторни. Всеки модул може да бъде обявен за публичен, създаващ виртуално работно пространство за преподавателите. В модулите могат да се създават виртуални класове. Студентите могат да се присъединяват към класовете, създадени от преподавателя и да четат лекциите, да решават упражненията и да извлекат цялата информация за лабораторните си.



Фиг 4 Начален екран на WBLST




  1. Основни участници в системата и техните функции.

Имайки предвид разгледаният модел на системата, може да се обособят трима основни потребители на системата заедно с техните привилегии:

- Администратори

  • Преподаватели

  • Студенти

Първата група може да :

  • дава преподавателски и студентски акаунти.

  • активира и да дезактивира акаунти.

Втората група може да:

- добавя съдържание към модулите, като лекции, упражнения, и лабораторни

- създава класове.

- създава и променя модули.

- обработва заявките на студента.

- дефинира графици за класовете.

- уведомява студентите.

- управлява съдържанието на модули и класове.

- изтрива модул.

- регистрира студенти.

- преустановява клас

- управление на тестовете и на резултатите от тях.

- дава на студента акаунт.

Третата група може да:

- изисква акаунт от преподавател.

- записва се в клас.

- прави тестове.

- разглежда съдържанието на клас и модул.

- претърсва съдържанието на модул.

- разглежда верните отговори от тестове ( в зависимост от типа на теста).

- чете лекций и лабораторни.

За да се изяснят по добре ролите на всеки от участниците ще приложа схема на ролите на всяка от групите.

Фиг. 5 Схема на ролите на администратора
Фиг. 6 Схема на ролите на преподавателя


Фиг. 7 Схема на ролите на студента


Съществува и смесена схема на ролите, в която може да се види припокриването на индивидуалните роли и привилегии на всеки от участниците.

Фиг. 8 Смесена схема на ролите




  1. Архитектура на приложението и използвани технологии

Системата е изградена като стандартно web приложение. Web файловете работят на сървър Tomcat 5. Базата данни се съхранява на MySql сървър.


Фиг. 9 Основна архитектура на приложението


Файловете на приложението са разделени на две категорий:

  • HTML и JSP web файлове.

  • Java class файлове.

Софтуерът е създаден използвайки три слойна архитектура, базирана на MVC (modelview - controller) design pattern. Всеки слой на приложението е представен от отделни файлове или Java пакети.

Идеята залегнала в тази архитектура може да се представи със следната схема [4]:

Фиг. 10 Схема на модела MVC

Тази архитектура води началото си от Smalltalk, където е била използвана за синхронизация на входно изходните задачи с потребителския интерфейс. Понастоящем архитектурата се използва в многослойните ( enterprise ) приложения.

Model Моделът представя данните и бизнес правилата които управляват достъпа и обновяването на данните. Често модела служи, като софтуерна апроксимация на реални процеси, така че прости техники за моделиране на реални процеси се прилагат, когато се дефинира модела.

View - Изгледа представя съдържанието на модела. Той достъпва данните през модела и специфицира това, как данните да бъдат представяни. Отговорност на изгледа е да управлява представянето на данните, когато модела се променя. Това може да се постигне използвайки “push” модела, където изгледа приема съобщения за промяна на данните от модела или посредством “pull” модела, където изгледа е отговорен да извиква модела когато иска да вземе най- новите данни.

Controller - Контролера превежда взаймодействията с изгледа в действия, които се предприемат от модела. В едно настолно приложение взаймодействията с потребителя могат да бъдат натискане на бутон или избор от меню. В Интернет приложенията взаимодействията могат да са GET или POST заявки. Действията предприети от модела включват активиране на бизнес процеси или промяна на състоянието на модела. Базирайки се на взаймодействията с потребителя и на резултата от действията на модела, контролера отговаря избирайки подходящ изглед.
Структурата на пакетите има следната йерархия:


  • cobbalt.db - класове за достъп до базата данни.

  • cobbalt.dbcomponentsкомпоненти за бази данни, които имплементират директен достъп до данните, принадлежащи на първият слой.

  • cobbalt.bcomponents – бизнес компоненти имплементиращи функционалности на приложението, които принадлежат на втория слой.

  • cobbalt.formbeans – поддържа структури от данни за изпращане на данни от web формите до вторият слой.

  • cobbalt.util – поддържа класове за стандартни съобщения, сигурност, грешки.

Прихващането на грешки става по двоен начин. За всички грешки, които трябва да се прихващат са предоставени прихващачи в кода. Във всеки прихващач се установява поле lastError посредством статичният метод cobbalt.util.Errors.setLastError(String message, Exception e) .

Във всяка JSP страница верификацията на полето lastError става след изпълнението на всичкия Java код. Ако възникне грешка, потребителя се уведомява за възникването и. Това не влияе на текущата потребителска сесия. Ако в системата възникне грешка, която не е прихваната, потребителят бива пренасочен към страницата „Technical difficulties”.

Използваните технологии в проекта са:

Java технологии:

- Java 2 v1.4

- JSP 2.0

- Connector/J v3.0


Специфични Web технологии:

- HTML


- JavaScript

- CSS


- Flash

- XML


Разработка на базата от данни:

- SQL

Сървъри:

- Apache 2

- mySql 4

- Tomcat 5




  1. Идеята за виртуален клас

Основна роля в WBLST играе виртуалният клас. Той организира студентската учебна активност и създава малка общност състояща се от студенти. Близък до истинският клас, виртуалния клас предлага функционалност за обучение и комуникация между преподаватели и студенти, които са се записали в класа. Всъщност класа събира група от студенти, които имат достъп до един и същ учебен материал ( лекции, упражнения и лабораторни ) и имащи еднакъв учебен план.

Преподавателят определя за всеки клас периода от време в който студентите имат достъп до учебния материал.

Във всеки клас са достъпни е-майл адресите на преподавателя и студентите. Така участниците в класа могат да комуникират свободно.

Класът има няколко важни атрибута: име на класа, модул (съдържащ учебните материали на класа ), начална и крайна дата на записване на класа, начална и крайна дати на използване на класа




4.1 Жизнен цикъл на класа

За всеки създаден клас преподавателят дефинира два периода: периода на записване и периода на използване. Двата периода не могат да бъдат променяни след като веднъж класът е създаден. Периодът на записване е времето, за което студентите могат да се записват в класа. Периодът, през който всички учебни материали са достъпни за студентите е периодът на използване. След края на този период, студентите все още имат достъп до лекциите, упражненията и лабораторните, но не могат да правят тестовете към упражненията.

Фиг. 11 Диаграма на състоянията на клас
Когато клас достигне период на записване или на записване /използване ( Signup/Running ), студентите могат да достъпват класа и да се записват в него. Запитването ( фиг.12 ) за записване в класа се изпраща до преподавателя, създал класа, който одобрява или отхвърля запитването. Ако искането е одобрено, студента получава достъп до учебния материал. В материала предоставен на всеки клас се съдържа модул, групиращ различния по естество учебнен материал ( лекций, лабораторни и

упражнения (фиг. 13) ) .


Фиг. 12 Запитване за записване в клас


Фиг 13. Празен модул


За всеки клас може да се дефинира график от преподавателя , за да се информират студентите какви изпити и кога трябва да положат.

Фиг. 14 График на клас

За всеки изпит се добавят необходимите лекции, упражнения по които могат да се готвят студентите. Студентите могат да се уведомят всеки път, когато се внесат промени в съдържанието на класа. Затова съществува бутон „Notify” за важните промени, които са направени в класа. Уведомяването става чрез изпращане на електронни писма на е-мейл адресите на студентите.

Фиг. 15 Уведомяване на студентите

Бутонът „Notify” e достъпен на три места: в страницата „Classroom” за да се уведомят всички студенти на класа; в страницата „Student activity”, за да се уведомят текущите студенти; в страницата “Module”, за да се уведомят всички лица (студенти и преподаватели ) използващи модула.

Класът може да бъде изтриван, спрян, но не може да бъде подновен. Когато класът достигне състояние „finished”, или е спрян от преподавателя, той не се вижда вече в секцията „Classroom Area”. Ако преподавателят желае да има достъп до цялата информация в класа, трябва да отиде в секцията „Class Archive” ( Архив на класовете ). В архива преподавателят може да види всички класове, които са били спряни или са със статус „finished”. Може да филтрира класовете по статус и да види пълно описание на класа



Фиг. 16 Архив на класовете



1   2   3   4   5   6


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2016
отнасят до администрацията

    Начална страница