Инструментальные средства разработки электронных учебных материалов

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 8Следующая ⇒

Разработка электронного учебника (ЭУ)– весьма ответственная и дорогостоящая работа. Эту работу выполняют с помощью инструментальных средств.

Инструментальные средства – программное и информационное обеспечение, используемое для разработки и представления учебных материалов в форме, требуемой для использования в АОС. Инструментальные средства можно разделить на две группы:

· общедоступные средства, ориентированные на Web-технологии и не включающие дорогостоящих специальных средств;

· инструментальные средства, специально ориентированные на разработку компьютерных курсов.

В первую группу входят сравнительно недорогие или свободно распространяемые программные продукты. К ним относятся, например, редакторы HTML текстов, графические редакторы, конверторы форматов данных, возможно также средства создания аудио- и видеофрагментов. При использовании средств первой группы удается минимизировать первоначальные финансовые затраты. Сопровождение созданных ЭИ, их модернизация и адаптация принципиально возможны не только их авторами, но и квалифицированными пользователями (конечно, при наличии соответствующей договоренности между авторами и администраторами базы учебных материалов (БУМ)). Однако создание ЭИ средствами первой группы характеризуется повышенными затратами времени.

Соответственно ЭУ, созданные с помощью инструментальных средств этих двух групп, также делят на две группы. В простейшем случае ЭУ представляет собой просто переведенный в doc или pdf формат текст традиционного учебника с добавлением рисунков в одном из графических форматов (gif, jpg, bmp). Но чаще ЭУ являются гипертекстовыми материалами, переведенными в html или xml форматы, с иллюстрациями и возможно с аудио и видеофрагментами.

Основные программные инструментальные средства, входящие в первую группу, по своему назначению делятся на ряд категорий.

· текстовые редакторы; в их числе HTML- и XML-редакторы;

· редакторы иллюстративной и презентационной графики (векторные и растровые);

· 3D графические редакторы;

· 2D и 3D-просмотрщики и проигрыватели анимационных и мультимедийных сцен;

· перекодировщики текстовых и графических форматов;

· редакторы звуковых файлов;

· редакторы видеофайлов;

· конверторы и перекодировщики мультимедиа;

· инструментальные средства создания анимаций;

· почтовые клиенты;

· средства организации чатов, теле-, аудио- и видеоконференций;

· средства информационного поиска.

Более быстрое создание ЭУ осуществляется с помощью интегрированных инструментальных сред второй группы, примерами которых могут служить WebCT, разработанная одноименной американской компанией, Learning Space фирмы Lotus, ToolBookII компании Asymetrix, AuthorWare компании Macromedia, отечественная система HyperMetod и др. Зачастую подобные среды реализуют не только функции разработки учебных материалов, но также и другие функции, присущие АОС, включают средства обучения и средства управления обучением.

Имеющиеся в инструментальной среде средства разработки позволяют решать вопросы представления учебного материала с выбором типов шрифтов, палитры цветов, расположения и насыщенности графических фрагментов, анимации, звукового сопровождения в соответствии с рекомендациями, обеспечивающими продуктивную работу пользователей.

Электронные учебники, созданные с помощью средств второй группы, отличает наличие богатых библиотек графических иллюстраций, мультимедийных фрагментов, контрольных вопросов и заданий для самотестирования, а также средств доступа к сервисам Internet, например, к сайтам, содержащим научные статьи и справочные материалы по тематике изучаемой дисциплины.

Так, система WebCT имеет инструментальные средства разработки ЭУ на нескольких языках с использованием удобных шаблонов и библиотек мультимедийных файлов, средства одновременного обслуживания до 30000 студентов, в том числе средства самотестирования, реализованы технологии " электронной доски объявлений", текстового диалога, электронной почты, работы над общим проектом и др.

Инструментальная среда ToolBookII предназначена для разработки мультимедийных учебных материалов. В создаваемое ЭИ можно встраивать оригинальные программы и обращения к внешним программам и СУБД. Среда довольно дорогая, одна копия стоит 1300...1400 долл.

Одной из разработок АОС, включающих как инструментальные средства, так и компоненты системы управления, является система Mindspan Solutions компании IBM. Основной подсистемой в Mindspan Solutions является Lotus Learning Space - подсистема обучаемого и преподавателя, предназначенная для доступа к учебным материалам, в том числе в Web-пространстве, для проведения учебных занятий как индивидуальных, так и групповых, для общения пользователей, контроля знаний обучаемых. Развитый модуль для совместной работы группы пользователей позволяет проводить дискуссии в режимах on-line и off-line. В Mindspan Solutions имеются также инструментальные средства для разработки ЭИ.

Примером отечественной системы второй группы является инструментальная среда Орокс, разработанная в Московском областном центре новых информационных технологий и представляющая собой совокупность скриптов на языке Perl. В ней реализованы функции создания учебных материалов, управление и проведение учебного процесса.

В условиях недостаточного финансирования технология первого уровня выглядит предпочтительней. Однако по мере развития ИОС, перехода к самоокупаемости ДО ситуация может измениться в пользу применения специальной технологии второго уровня на базе интегрированных инструментальных средств. Поэтому в системной среде целесообразно предусмотреть возможность интеграции фрагментов компьютерных курсов, созданных по технологиям обоих уровней.

Википедия

Википедия (Wikipedia) — общедоступная, свободно распространяемая многоязычная энциклопедия, развиваемая в Internet. Википедия была создана в 2001 г. вначале как англоязычная электронная энциклопедия, позже появились разделы на других языках, в том числе на русском. Проект сопровождает американский фонд Викимедиа (Wikimedia Foundation Inc).

Цель проекта — создание свободной от авторских ограничений энциклопедии на всех языках Земли с привлечением широкого круга авторов. Википедия - это мир, в котором каждый человек на планете имеет свободный доступ к сумме всех человеческих знаний. Любой пользователь имеет возможность внести изменения и дополнения в тексты опубликованных в энциклопедии статей. Википедия приобрела популярность среди пользователей Internet.

Википедия стала одной из самых больших энциклопедий мира. По состоянию на июль 2004 года там было 300 000 статей, а в 2008 г. -уже 11 миллионов статей на 265 языках.

Языки онтологий

Онтологии являются описаниями семантики конкретных предметных областей в виде совокупности сущностей, их атрибутов, значений атрибутов и ограничений. В свою очередь, сущность определяется как множество однородных объектов или как некоторое понятие предметной области. Множество сущностей можно представить в виде словаря (тезауруса) понятий.

Одним из развитых языков онтологий является язык Express, созданный для целей информационной поддержки промышленных изделий на различных этапах их жизненного цикла и изложенный в группе стандартов STEP (ISO 10303). Онтологии ряда приложений, выраженные на языке Express и представленные в прикладных протоколах STEP, используются для создания электронных макетов изделий и информационного согласования различных промышленных автоматизированных систем.

Однако язык Express не приспособлен для использования в таких приложениях, как, например, образование, он не предназначен для описания текстовых документов. Широкое применение языка разметки XML для структурирования текстовых документов, в том числе учебных материалов, обусловливает целесообразность описания онтологий предметных областей в информационно-образовательных средах средствами языков, базирующихся на XML.

Шагом на пути перехода от языка XML к языкам онтологий стало создание модели и языка описания обмена метаданными RDF/RDFS, разработанных практически одновременно с XML. Язык RDFS можно рассматривать как надстройку над XML. Отметим, что обычно метаданные интерпретируют как данные о данных, а в базах знаний под метаданными подразумевают синтаксические и семантические правила обработки информации.

Язык RDFS может служить языком общения программных систем, работающих в среде Internet, на его основе происходит определение, стандартизация и использование метаданных, описывающих ресурсы Web. С помощью RDFS решается проблема поиска ресурса по его свойствам, могут быть получены сведения о том, как документы связаны друг с другом, где брать описание типов документов и т.д.

Собственно языки онтологий для Web создаются на базе RDF/RDFS. Так, язык онтологий OIL является расширением RDFS, в котором используются фреймовые представления из моделей искусственного интеллекта.

Язык онтологий DARPA Agent Markup Language (DAML) предложен в 2000 г. Целью DAML и реализующего его программного обеспечения являются динамическая идентификация и интерпретация данных, интероперабельность между программными агентами, представление метаданных и управление знаниями. Объединение языков DARPA и OIL расширило возможности классификации, типизации и описания свойств ресурсов.

Другой язык онтологий OWL (Ontology Web Language), созданный на базе XML, также является элементом стека web-протоколов. В нем используется объектно-ориентированный метод описания предметных областей, реализуется представление о приложении, как о множестве сущностей (объектов) с наборами ограничений и атрибутов, характеризующих свойства и межобъектные связи. В языке есть средства описания версий онтологий и их агрегирования. Предполагается наличие агентов, которые смогут автоматически пополнять базу знаний информацией, вновь появляющейся в Интернет, строить тестирующие системы и т.п.

Примерами редакторов для разработки онтологий могут служить программы Webonto или OilEd (последняя поддерживает языки OIL и RDFS).

Существующие языки онтологий являются декларативными. Основная область применения таких языков, как RDF/RDFS, OIL, DAML, OWL - информационный поиск. Имеются языки, ориентированные на создание экспертных систем, например LOOM. С момента их создания первых языков онтологий прошло пока еще мало времени. Следует ожидать появления более мощных языков, позволяющих описывать как структурные, так и поведенческие аспекты приложений.

Электронные энциклопедии

Основу технологии разделяемых единиц контента (ТРЕК) составляют способ структурирования знаний предметной области (приложения), методы селекции структурных элементов и их упорядочения при синтезе конкретных учебных пособий.

Созданию прикладной электронной энциклопедии предшествует разработка онтологии приложения. Возникающие при этом задачи напоминают аналогичные проблемы построения информационных моделей в виде прикладных протоколов STEP в автоматизированных промышленных системах, хотя управление слабоструктурированными знаниями в системе обучения выглядит более сложной задачей, чем управление фактографическими данными о промышленной продукции.

Структурирование знаний при разработке онтологии заключается в выделении понятий (сущностей) приложения. Множество понятий образует тезаурус. Характеристика понятий, присущие им свойства и связи между понятиями описываются в статьях, называемых модулями (объектами, элементами образовательных ресурсов или разделяемыми единицами контента). Модули составляют предметную базу знаний. Множества понятий и модулей вместе с соответствующей системой управления базой знаний образуют прикладную электронную энциклопедию (ПЭЭ).

Разработка конкретного учебного пособия начинается с выбора подмножества модулей из предметной базы знаний. Выбор определяется заданной учебной программой или выраженными в той или иной форме информационными потребностями пользователя с учетом результатов предварительного тестирования его готовности к восприятию материала. Далее из выбранных модулей формируется линейная последовательность и выполняется адаптация формы материала к индивидуальным особенностям обучаемого. В процессе изучения материала по сформированному пособию должна быть обеспечена возможность облегченной навигации по разным частям базы знаний.

Первой инструментальной средой для создания версий модульных учебников, адаптированных под конкретные запросы пользователей, была система CTS, созданная в начале 90-х годов прошлого столетия в МВТУ им. Н.Э.Баумана. В дальнейшем ряд идей концепции модульных учебников и ПЭЭ был воплощен в документе SCORM (Shareable Content Object Reference Model) организацией ADL, созданной в 1997 г. Министерством обороны и Департаментом науки и технологии США.

Параллельно с развитием ТРЕК получает распространение технология сбора в корпоративном сервере информации и ее свободного редактирования пользователями, названная технологией wiki. На ее основе в рамках проекта Wikipedia в Internet уже начато создание энциклопедий по различным отраслям знаний с участием в качестве авторов и редакторов всех желающих. Этот проект существует с января 2001 г. Русскоязычная часть энциклопедии Wikipedia к концу 2003 г. содержала уже 1275 статей. Несмотря на то, что обе технологии ТРЕК и wiki направлены на создание баз знаний в виде энциклопедий, между ними имеются существенные различия как по целевому назначению, так и по подходам и методам накопления и использования знаний. Бесконтрольно наполняемая wikipedia не имеет средств и не годится для компиляции из ее статей учебных пособий.

Прикладная электронная энциклопедия может соответствовать одной учебной дисциплине или группе дисциплин, представляющей более объемное приложение, а учебный модуль или SCO (Shareable Content Object) определенной теме или понятию (сущности), рассматриваемых в этой дисциплине или приложении. Например, модуль может содержать материал, соответствующий содержанию одного параграфа или части параграфа традиционного учебника.

Для каждой темы в энциклопедии желательно иметь несколько альтернативных модулей в целях обеспечения адаптации к конкретным условиям обучения. Модули могут различаться методическими особенностями, подробностью и стилем изложения материала, ссылками на те или иные примеры и т.п. В модуле могут быть выделены элементарные части контента, соответствующие определенной педагогической цели или некоторому аспекту описания. Примерами элементов могут быть краткое определение понятия, неформальное описание объекта или процесса, формальное описание, доказательство, примеры, контрольные упражнения и задания, справочный материал, историческая справка и т.п.

Сопровождение энциклопедии заключается в разработке и добавлении новых модулей, в корректировке или устранении устаревшего материала. Сопровождение возможно не только заранее определенным кругом авторов, но и пользователями, создающими свои версии ЭУ. Следовательно, появляются два вида авторов - авторы модулей и авторы-составители конкретных версий ЭУ.

Система управления ПЭЭ предназначена для поддержки процедур синтеза учебников и пособий и выполнения функций по сопровождению тезауруса и базы модулей. Перечислим основные функции системы управления ПЭЭ.

1. Поиск и устранение циклов. Моделью ПЭЭ является направленный граф, вершины которого соответствуют модулям, а ребра входам и выходам модулей. Наличие цикла в графе свидетельствует о нелогичности изложения материала - в конечном итоге некоторое понятие определяется через само себя. Система управления должна обнаруживать такие циклы и выдавать рекомендации по их устранению.

2. Упорядочение модулей. После устранения циклов упорядочение может быть выполнено с помощью ранжирования вершин графа и применения эвристических критериев в неоднозначных ситуациях.

3. Простановка гиперссылок. Это может быть выполнено, например, путем сопоставления терминов в тексте с терминами тезауруса.

4. Выбор синонимов и обозначений. Система автоматически заменяет синонимы и обозначения величин на основной вариант, предлагаемый в тезаурусе, или на вариант, указанный пользователем.

5. Выбор модуля при наличии дублей. Критериями выбора могут быть такие атрибуты модуля, как автор, тип, дата последнего изменения.

6. Интерфейс с пользователем - навигация по тезаурусу, отображение совокупности терминов из тезауруса, отобранных пользователем и т.п..

7. Формирование супермодулей, т.е. модулей верхнего уровня, представляющих собой типичное для приложения сочетание модулей нижнего уровня. В дальнейшем для супермодуля формируются метаданные и он может использоваться наравне с исходными модулями нижнего уровня.

8. Управление версиями учебника, ведение словарей.

9. Согласование форматов данных, регистрация модулей и др.

Интерфейс модуля (метаданные) представляет собой спецификацию, включающую интерфейсные и регистрационные атрибуты. Интерфейсные атрибуты служат для согласования данного модуля с другими модулями в составе компилируемых версий учебных пособий и включают списки терминов, используемых в модуле. Особо выделяются термины, соответствующие понятиям, определяемым в модуле. Такие термины называются выходными (выходами модуля). Используемые, но не определяемые в модуле термины являются входными (входами модуля). Примерами регистрационных атрибутов могут служить имена авторов модуля, даты внесения изменений, данные о сертификации модуля и т.п.

Отметим основные преимущества ПЭЭ:

1) существенное упрощение и ускорение разработки новых учебных пособий, соответствующих новым достижениям науки и техники, изменившимся запросам промышленности, потребностям новых нарождающихся дисциплин и т.п., поскольку значительная часть нового пособия может покрываться имеющимися модулями;

2) легкость сопровождения сетевых учебников, поскольку локальные преподаватели могут самостоятельно вносить изменения, создавая свои версии пособий путем замены или добавления модулей, в том числе модулей собственной разработки;

3) расширение возможностей оптимизировать информационную поддержку выбранной студентами траектории обучения в системах открытого образования.

Для поддержки ПЭЭ в ее системе управления необходимо иметь средства автоматического формирования интерфейсов на основе тезаурусов и согласования модулей в составе версий на основе интерфейсных атрибутов.

Тезаурус выражает разработанную онтологию приложения. Одна строка тезауруса соответствует одному понятию (сущности, термину) приложения и включает следующие данные:

понятие; краткое определение; [список синонимов];

[рекомендуемые аббревиатура или обозначение]; список входов;

список URL. (4.1)

Список входов содержит ссылки на понятия, которые используются для определения данного понятия. Список URL включает ссылки на модули энциклопедии, в которых данное понятие определяется. Списки синонимов, аббревиатуры и обозначения нужны системе управления для согласования модулей, разработанных разными авторами, при их включении в компилируемое учебное пособие. Квадратные скобки в (4.1) обозначают необязательность соответствующего элемента строки.

Следует различать несколько вариантов энциклопедий для одного и того же приложения (рис. 4.3). Базовая версия вместе с созданными на ее основе ЭИ находится под контролем некоторого Центра. В филиалах Центра базовая версия может расширяться, корректироваться, образуя локальные версии. Локальные версии используются для синтеза ЭИ, адаптированных под запросы конкретного контингента обучаемых. Наконец, конечные пользователи могут как использовать ЭИ, рассылаемые филиалами, так и создавать свои версии (аналоги конспектов лекций).

Рис. 1. Версии учебников на базе электронной энциклопедии

Структурирование знаний и баз учебных материалов в виде ПЭЭ является первым, но весьма полезным шагом на пути дальнейшей интеллектуализации АОС. Будущие системы будут способны в среде виртуального учебного класса вести диалог с обучаемым, определять его текущие потребности и автоматически формировать порции учебного материала, удовлетворяющие эти потребности. Создание первых ПЭЭ приближает появление интеллектуальных АОС.

Список литературы

1. Норенков И.П. Концепция модульного учебника // Информационные технологии, 1996, № 2.
2. Норенков И.П. Технологии разделяемых единиц контента для создания и сопровождения информационно-образовательных сред // Информационные технологии, 2003, № 8.

Глава 3. Стандартизация в области образовательных ИТ-технологий

Международные стандарты в сфере открытого образования

Наибольшую актуальность для открытого образования представляет стандартизация взаимодействия АОС, а точнее базы учебных материалов АОС, с интегрированной ИОС. Стандартизацией в этой сфере занимается ряд международных организаций. Среди них ведущими являются следующие организации:

IMS Global Learning Consortium (IMS GLC) - международный образовательный консорциум, развивающий концепцию, технологии и стандарты обучения на базе системы управления обучением IMS (Instructional Management System);

IEEE Learning Technology Standards Committee (IEEE LTSC) - комитет стандартизации в области технологий обучения, созданный в IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers);

Aviation Industry Computer-based training Committee (AICC) - комитет компьютерного обучения в авиационной промышленности;

Advanced Distributed Learning Initiative (ADL) - организация распределенного обучения, основанная департаментом политики в области науки и технологий в администрации президента США (OSTP - White House Office of Science and Technology Policy) и министерством обороны США (DoD), как сеть распределенного обучения, обеспечивающая широкомасштабный доступ к образовательным ресурсам многих пользователей.

Консорциум IMS GLC создан в 1997 г. ведущими промышленными компаниями в области информационных технологий, университетами и правительственными органами нескольких стран.

Система IMS включает спецификации:

· IMS Content Packaging Specification - компоновка содержания учебников и учебных пособий;

· IMS Learner Information Package Specification - описание данных об обучаемом;

· IMS Learning Resource Meta-data Specification - описание метаданных учебных материалов;

· IMS Digital Repositories Interoperability - описание связей разных репозиториев;

· IMS Question and Test Interoperability Specification - описание типичных вопросов и средств тестирования;

· IMS Digital Repositories - описание хранилищ цифровых данных

и ряд других.

Эти спецификации предназначены для обеспечения распределенного процесса обучения, открытости средств обучения, интероперабельности обучающих систем, обмена данными о студентах между электронными деканатами в системах открытого образования. Распространение IMS-спецификаций должно способствовать созданию единой ИОС, развитию баз учебных материалов, в том числе благодаря объединению усилий многих авторов при создании электронных учебников и энциклопедий.

Спецификация IMS Content Packaging Specification разработана в конце 2000 г. Совместимость учебных средств и систем обеспечивается применением специального формата (IMS Content Packaging XML format), основанного на языке разметки XML. Спецификация определяет функции описания и комплексирования учебных материалов, в том числе отдельных курсов и наборов пособий, в пакеты для сети открытого образования, поддерживающей концепции IMS. Пакеты (дистрибутивы) снабжаются сведениями, называемыми манифестом, о структуре содержимого, типах фрагментов, размещении учебных материалов. Манифест представляет собой иерархическое описание структуры со ссылками на файлы учебного материала. Каждый учебный компонент, который может использоваться самостоятельно, имеет свой манифест. Из манифестов компонентов образуются манифесты интегрированных курсов.

Структура пакета учебника (учебного пособия) представлена на рис. 1, а процедуры и роли участников учебного процесса, соответствующие концепции IMS, на рис. 2, где LMS (Learning Management System) - система управления.

Рис. 1. Структура пакета по IMS

Спецификация IMS Learner Information Package посвящена созданию модели обучаемого, включающей его идентификационные (биографические) данные, сведения, характеризующие уровень образования индивида, цели, жизненные интересы, предысторию обучения, владение языками, предпочтения в использовании компьютерных платформ, пароли доступа к средствам обучения и т.п.. Эти сведения используются для определения средств и методики обучения, учитывающие индивидуальные особенности обучаемого. Они могут быть представлены в виде таблицы, иерархического дерева, объектной модели. Возможно использование рекомендаций этой спецификации для представления данных об авторах учебных материалов и преподавателях, что может быть полезно использовано в системах управления образовательным учреждением.

Рис. 2. Процедуры учебного процесса и роли участников в концепции IMS.

Назначение спецификации IMS Digital Repositories Interoperability унифицировать интерфейс между различными наборами ресурсов - базами учебных материалов (репозиторями), используемыми в разных обучающих системах. Обращаться к репозиториям могут разработчики курсов, обучаемые, администраторы репозиториев, программные агенты. В спецификации оговорены основные функции обращений к репозиториям, инвариантные относительно структуры наборов. Это функции помещения учебного ресурса в базу, поиска материала по запросам пользователя, компиляции учебного пособия. Система управления репозиторием при этом осуществляет запоминание вводимых данных, доставку и экспозицию запрошенного материала соответственно. Репозитории могут быть ориентированы на форматы SQL, XML, Z39.50. Формат Z39.50 используют для поиска библиотечной информации, формат XQuery (XML Query) - для поиска XML-метаданных, а протокол SOAP - для передачи сообщений. Доступ к репозиториям может быть непосредственным или через промежуточный модуль.

Определены сценарии действий пользователей при записи нового материала в репозиторий, при корректировке имеющихся материалов, поиске метаданных как в одном, так и сразу во многих репозиториях и в случае посылки запроса по найденным метаданным непосредственно пользователем или программным агентом, заказе извещений на изменения в метаданных.

Описание метаданных в документе IMS Learning Resource Meta-Data Information Model базируется на соответствующем документе, разработанном в IEEE LTSC (P1484.12 - Learning Object Metadata). Спецификация определяет элементы метаданных и их иерархическую соподчиненность. В их число входят различные элементы, характеризующие и идентифицирующие данный учебный материал. Всего в спецификации выделено 89 элементов (полей), причем ни одно из полей не является обязательным. Примерами элементов метаданных могут служить идентификатор и название материала, язык, аннотация, ключевые слова, история создания и сопровождения материала, участники (авторы и спонсоры) создания или публикации продукта, его тип, структура, уровень агрегации, версия, технические данные – формат, размер, размещение, педагогические особенности, тип интерактивного режима, требуемые ресурсы, ориентировочное время на изучение, цена, связь с другими ресурсами, место в таксономической классификации и др. Каждый элемент описывается такими параметрами, как имя, определение, размер, упорядоченность, возможно указание типа данных, диапазона значений, пояснение с помощью примера.

Метаданные используются для правильного отбора и поиска единиц учебного материала, обмена учебными модулями между разными системами, автоматической компиляции индивидуальных учебных пособий для конкретных обучаемых. Очевидно, что для обеспечения интероперабельности образовательных порталов и сайтов в российской информационно-образовательной среде необходимо согласование используемых систем метаданных, естественной основой для согласования могут служить международные стандарты.

В документе IMS Question and Test Specification описана иерархическая структура тестирующей информации (с уровнями пункт, секция, тест, банк) и даны способы представления заданий (вопросов), списка ответов, разъяснений и т.п. В спецификации приведены классификация форм заданий, рекомендации по сценариям тестирования и обработке полученных результатов.

В комитете LSTC функционирует ряд рабочих групп, занимающихся разработкой проектов стандартов для таких аспектов образовательных технологий, как архитектура LTS (Learning Technology System), модель (профиль) обучаемого, терминология, взаимодействие программных средств с агентами в мультиагентных образовательных системах, импорт и экспорт учебных материалов в ИОС, структура метаданных и др. Именно в LSTC предложена структура метаданных, названная LOM (Learning Object Metadata), которую используют в других организациях, в частности, IMS GLC. Основные разрабатываемые документы:

P1484.1 - модель архитектуры образовательной системы (Architecture and Reference Model);

P1484.3 - терминологический словарь (Glossary);

P1484.11 - управление обучением (Computer Managed Instruction);

IEEE 1484.12.1–2002. Learning Object Metadata standard. – New York: IEEE, 2002.

P1484.14 - семантика и замены (Semantics and Exchange Bindings);

P1484.15 - протоколы обмена данными (Data Interchange Protocols);

P1484.18 - профили платформ и сред (Platform and Media Profiles);

P1484.20 - определение компетенции (Competency Definitions).

Укрупненно архитектуру образовательной системы (рис. 3) можно представить в виде компонентов " обучаемый", " инструктор", " репозиторий", " доставка", " оценивание", " БД обучаемых" с соответствующими взаимосвязями. Взаимосвязи в архитектуре отображают потоки данных, которыми обмениваются участники процесса обучения. Инструктор (им может быть преподаватель или компьютерная система) управляет выбором учебных материалов из репозитория на основе информации о профиле обучаемого, результатах оценивания поведения обучаемого и метаданных репозитория. Выбранные учебные материалы передаются обучаемому, а сведения о тестирующей части доставляются также компоненту " оценивание" через компонент " доставка ". Обучаемый выполняет учебные процедуры, воздействуя на компонент " оценивание", который, в свою очередь, может изменять данные в профиле обучаемого. В процессе изучения материала обучаемый может обмениваться информацией непосредственно с инструктором.

Рис. 3. Архитектура образовательной системы

Комитет AICC занимается вопросами интерфейса АОС-ИОС, рекомендует определенные конфигурации программно-аппаратных средств для АОС и форматы данных для мультимедийных фрагментов, регламентирует процедуры формирования профилей обучаемых. Профиль обучаемого представляет собой файл с данными о знаниях, полученных и усвоенных студентом на текущий момент. Эти знания должны использоваться в АОС для формирования версий ЭУ, адаптированных к уровню подготовки обучаемого. После заключительного тестирования по каждому предмету профиль обучаемого претерпевает соответствующие изменения.

Модель SCORM (Shareable Content Object Reference Model) - промышленный стандарт для обмена учебными материалами на базе адаптированных спецификаций ADL, IEEE, IMS, Dublin Core, and vCard. Цели создания SCORM: обеспечение многократного использования учебных модулей, интероперабельности учебных курсов (их использования в средах разных АОС), легкого сопровождения и адаптации курсов, ассемблирования контента отдельных модулей в учебные пособия в соответствии с индивидуальными запросами пользователей. В SCORM достигается независимость контента от программ управления.

Первая версия объектной модели разделяемых образовательных ресурсов SCORM была представлена организацией ADL Initiative в начале 2000 г. Модель SCORM стала результатом обобщения многих проводившихся работ в области стандартизации обучающих средств для Internet. Новая версия 1.2 появилась в октябре 2001 г.

Основой модели SCORM является модульное построение учебников и учебных пособий, близкое к концепции модульных учебников и электронных энциклопедий. Модуль SCO в SCORM - единица учебного материала, имеющая метаданные и содержательную часть. Совокупность модулей определенной предметной области, составляющая в системе БиГОР прикладную энциклопедию, в SCORM называется библиотекой знаний (Web-репозиторием). Модули могут в различных сочетаниях объединяться друг с другом в составе учебников и учебных пособий, для компиляции которых создается система управления модульным учебником (сервер управления контентом), наиболее часто используемое ее название - Learning Management System (LMS).

Несмотря на общность основных идей концепций ПЭЭ и SCORM, между ними имеются и определенные различия. Так, для ПЭЭ характерно наличие онтологии приложения и поддержка соответствующего тезауруса, на их базе развита система компиляции версий ЭУ. В модели SCORM рекомендуется максимально возможная автономность содержания SCO, что однако не всегда соответствует характеру излагаемого материала.

В SCORM используется язык XML для представления содержимого модулей, определяются связи с программной средой и API, даны спецификации создания метаданных.

Модель SCORM содержит три части (рис. 4):

1. Введение (общая часть), в котором описываются основы концепции SCORM и перспективы ее развития;

2. Модель агрегирования модулей CAM (Content Aggregation Model) в законченные учебные пособия;

3. Описание среды исполнения (Run Time Environment), представляющей собой интерфейс между содержательной и управляющей частями и использующей Web-технологии и язык JavaScript. Эта часть базируется на модель данных и концепцию API, разработанную в AICC.

Рис. 4. Структура SCORM

Модель агрегирования модулей содержит:

• метаданные (Metadata Dictionary) с описанием назначения и типа содержимого модуля, сведениями об авторах, цене, требованиями к технической платформе и др.; эта часть САМ заимствована из спецификаций IEEE;

• XML-данные (Content Structure) о структуре контента. Язык XML в SCORM используется в виде версии CSF (Course Structure Format). С помощью CSF представляется структура учебного курса, определяются все элементы и внешние ссылки, необходимые для интероперабельности в рамках концепций IMS, IEEE и AICC. CSF основан на модели AICC Content Model;

• данные (Content Packaging) о способах объединения модулей в пособия на базе спецификации IMS Content Packaging specification. При этом каждый элемент автоматически получает уникальный идентификатор.

Система управления LMS состоит из нескольких компонентов, выполняющих одноименные функции:

· управление контентом (Content Management Service);

· визуализация (Delivery Service);

· упорядочение материала (Sequencing Service);

· администрирование курсов (Course Administration Service);

· тестирование (Testing/Assessment Service);

· моделирование обучаемых (Leaner Profile Service);

· определение траектории обучения (Tracking Service);

· коммуникация с системной средой (API Adapter).

Предусмотрено тестирование SCORM-материалов, заключающееся в проверке адекватности представления материала с помощью CSF.

Благодаря модульной структуре, многократному использованию модулей в разных версиях учебных пособий и адаптации пособий к особенностям обучаемых достигается уменьшение стоимости обучения на 30...60%, времени обучения на 20...40%, повышается степень усвоения материала.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 Следующая ⇒