Современные
информационные технологии/
1.Компьютерная
инженерия
Д.п.н Криворучко
В.А., магистрант Еркебұлан Г.Т.
Павлодарский
государственный университет им. С. Торайгырова, Казахстан
Разработка
электронного обучающего курса по дисциплине магистратуры «Проектирование
инфраструктуры информационных систем»
В Государственной программе развития образования Республики
Казахстан на 2011 – 2020 годы (далее – Программа), отмечается, что: «Повышение конкурентоспособности
образования, развитие человеческого капитала путем обеспечения доступности качественного
образования для устойчивого роста экономики». В ней четко поставлены конкретные
цели и финансовые вложения, по которым можно судить об актуальности создания электронных
обучающих курсов.
Так, в Программе заложено развитие образования по десяти
направлениям, одним из которых является электронное обучение «e-learning». Целевым индикатором
которого является достижение следующих показателей: использование системы электронного
обучения в организациях образования в 2015 г. – 50 %, 2020 г. – 90 %.
Разработка, адаптация и тиражирование электронных учебно-методических материалов
в Казахстане на различных носителях информации поручена Акционерному Обществу «Национальный
центр информатизации» (далее – АО «НЦИ») [1]. Однако АО «НЦИ» охватывает в основном
разработку электронных обучающих курсов в общеобразовательных школах республики.
Высшие учебные заведения создают интерактивные электронные
пособия собственными силами. Поэтому мы поставили целевую установку разработать
электронный обучающий курс по дисциплине магистратуры «Проектирование инфраструктуры
информационных систем», в связи с отсутствием
такого пособия в цифровом формате.
На начальном этапе исследования мы проанализировали большое количество электронных пособий и выработали критерии разработки электронных обучающих курсов (ЭОК): режимы работы, регистрация пользователей, способы представления информации, навигация, технологии реализации и типы заданий [2].
Раскроем
содержательные аспекты полученных критериев:
-
основными режимами
работы, используемыми в ЭОК, являются обучение, самоконтроль, контроль знаний или
тестирование, справочник и помощь. Согласно данному критерию мы разделили
режимы работы в ЭОК на обучение (лекции и практические работы),
тест-самоконтроль, тест-контроль знаний, глоссарий (поиск по ключевым словам по
главам) и справку (информация о работе с ЭОК);
-
большинство ЭОК
предусматривает регистрацию пользователей, причем возможны такие классы пользователей,
как студент (обучаемый), преподаватель, автор и администратор. Мы осуществили
разделение прав на роль «Администратор», роль «Преподаватель» (объединена с
ролью автора), роль «Студент»;
-
основными средствами
представления учебного материала являются гипертекст и изображение, а также вызов
специальных программ, в отдельных случаях используются анимация и видео. В
нашем случае мы решили создать ЭОК в системе управления контентом «Друпал 6»,
где информация представляется в совокупности гипертекста и вставками
изображений, видео и анимаций в виде всплывающих подсказок и кнопок быстрого
перехода. Раздел «Тест-самоконтроль» реализовывался в специальной среде «Айрен
2.3»;
- для реализации ЭОК, как правило, используется несколько языков и/или технологий. Наиболее часто применяются HTML, Macromedia Flash и JavaScript. Для реализации ЭОК мы использовали HTML, PHP, расширяемые модули и ядро «Drupal 6», программу для тестирования «Айрен 2.3», «Adobe Flash» для анимаций и программу для создания и корректировки изображений «Macromedia Fireworks 8».
Определившись с режимами работы и средой разработки, мы перешли непосредственно к проектированию структуры и содержания ЭОК по дисциплине «Проектирование инфраструктуры информационных систем», а также к реструктуризации его контента.
Проектирование иерархии содержания начали с
анализа лекционных материалов, после которого в качестве модулей дисциплины «Проектирование
инфраструктуры информационных систем» было отобрано 10 тем с дальнейшей их структуризацией
[3]:
Тема 1. Основные понятия технологии проектирования
информационных систем (ИС)
Тема 2. Жизненный цикл программного обеспечения
ИС
Тема 3. Организация разработки ИС
Тема 4. Анализ и моделирование функциональной
области внедрения ИС
Тема 5. Спецификация функциональных требований
к ИС
Тема 6. Методологии моделирования предметной
области
Тема 7. Информационное обеспечение ИС
Тема 8. Моделирование информационного обеспечения
Тема 9. Унифицированный язык визуального моделирования
Unified Modeling Language (UML)
Тема 10. Этапы проектирования ИС с применением
UML
Для освоения работы с UML (Тема 9 и Тема
10) добавлены практические задания по работе
с программой объектно-ориентированного моделирования UML Modeler» и «Создание диаграммы
вариантов использования и действующих лиц». Также подобраны видеоматериалы «Знакомство
с языком UML», «Построение диаграммы классов», «Диаграмма прецедентов», «Построение
диаграммы последовательности» и др.
Далее были составлены тестовые задания для
разделов «Тест-самоконтроль» и «Тест-контроль знаний», а также список ключевых слов
с определениями для раздела «Глоссарий».
При определения структуры
ЭОК мы придерживались принципа модульной технологии
конструирования [4]. Проектирование структуры ЭОК привело к созданию
блочной разметки внутренней страницы в соответствии с рисунком 1, где 3 – блок с кнопками для увеличения,
сброса к первоначальному, уменьшению размера шрифта, 4 – блок «Поиска» по содержимому ЭОК. Блочная
разметка сама по себе очень удобна для масштабирования, внесения корректировок
и в расположении навигации.
Рисунок 1 – Схема построения электронного обучающего
курса: внутренняя страница
При планировании общей структуры ЭОК (рисунок
2) мы разделили ее на пять смысловых блоков: режим обучения, режим
самоконтроля, режим контроля знаний, глоссарий и справку.
Для создания раздела «Тест-самоконтроль» мы выбрали
бесплатную программу «Айрен» [5], позволяющую создавать тесты для проверки знаний
и проводить тестирование в локальной сети, через интернет или на одиночных компьютерах.
Однако для того, чтобы провести сетевое тестирование, программа «Айрен» должна
быть включена на компьютере преподавателя во время отправки ответов на сервер.
Ее сетевая реализация удобна лишь для сети внутри одного здания, одного
учебного класса, но не для сети Интернет. Поэтому данная программа, ввиду своей
большой функциональности, была выбрана только для раздела «Тест-самоконтроль»
для индивидуального и локального контроля.
Рисунок 2 – Структура ЭОК
Для того чтобы контролировать усвоение знаний
по сети был создан раздел «Тест-контроль знаний». Мы разработали его с помощью
модуля «Drupal 6» «Quiz» [6], в котором все варианты ответов и баллы, набранные
магистрантами по определенному лекционному блоку, сохраняются в базе данных.
Преподаватель может в любое удобное время просмотреть отчет по определенному
тесту, отметить дату начала и дату окончания тестирования, а также настроить
различные опции.
Чтобы сконструировать раздел «Глоссарий
(поиск по ключевым словам по главам)» мы создали термины таксономии с
описаниями. Таксономия – это встроенный классификатор добавляемых в «Drupal 6» материалов.
Таксономия позволяет создавать словари и термины, которые входят в словари. Термин
по отношению к словарю – подтип. Например, словарь «справочники» может содержать
термины «телефоны» и «адреса» [7]. Для создания «Глоссария» мы создали словарь
таксономии «Глоссарий», который наполнили терминами с описанием ключевых слов и
словосочетаний с каждого подпункта лекций. Для возможности их упорядочивания мы
в начале каждого наименования поставили номер пункта/подпункта. Таким образом,
пройдя, например, лекционный материал по пункту 2.1 магистрант может
отсортировать в «Глоссарии» все ключевые слова и словосочетания данной лекции в
соответствии с рисунком 3, а затем просмотреть все ли он усвоил. Кроме того,
таким способом можно освежить и закрепить в памяти прочитанную информацию.
Рисунок 3 – Вывод всех ключевых слов и словосочетаний по пунтку 2.1
Для ввода в
эксплуатацию была разработана страница «Справка», которая позволяет
пользователю быстро освоиться с работой с ЭОК.
Для подключения интерактивного блока «Поиск по содержимому» спрограммирован вывод подробного поиска в определенном виде: в окне результатов идет перечисление ссылок на лекции с подчеркиванием желтым фоном искомого слова.
Разработав все
функциональные модули и наполнив ЭОК контентом, мы разместили его на хостинге
Hoster.kz, после чего приступили
к тестированию.
21 мая 2014 года
было проведено тестирование ЭОК на сайтах www.loaddy.com, www.analyze.websiteoptimization.com и www.gtmetrix.com, которые
проверяют онлайн нагрузочное тестирование и мониторинг сайта. По результатам тестирования
ЭОК мы сделали следующие выводы. ЭОК можно вводить в эксплуатацию, сайт
спокойно выдерживает нагрузку в 50 пользователей, но для увеличения скорости загрузки страниц следует пересмотреть
разметку шаблона в сторону использования CSS sprites.
Таким образом, в процессе нашего исследования мы решили поставленные цели
и получили следующие результаты:
-
проанализировали
современные тенденции и критерии разработки электронных обучающих курсов (ЭОК),
создаваемых в Казахстане и за рубежом;
-
на основе
проведенного анализа определили структуру, иерархию содержания ЭОК,
реструктурировали содержание;
-
создали раздел
«Тест-самоконтроль» для самостоятельной оценки усвоения лекционных материалов
обучающимися;
-
создали раздел
«Тест-контроль знаний» для отправки результатов тестирования на сервер;
-
разработали
разделы «Глоссарий», «Справка», «Поиск по содержимому»;
-
проверили
тестирование модель ЭОК на работоспособность при одновременном использовании
пятьюдесятью пользователями.
На основании
практического опыта и анализа методик по разработке ЭОК мы пришли к выводу, что необходимо сначала спроектировать модульную структуру
электронного пособия, сформулировать тексто-графическое содержание, а по
возможности добавить мультимедийное содержание и тесты, и только после этого
реализовать контент в формате электронного учебника (рисунок 4).
В настоящее время имеется
большое количество электронных учебников по различным предметам, но из
проведенного анализа электронных обучающих курсов, мы пришли к выводу, что
большинство из них (67%) предназначены для одного пользователя – студента.
Такие типы ЭОК применяются, в основном, при самостоятельной индивидуальной
работе студентов. Однако, сфера применения электронных учебников значительно
шире, т.е. ЭОК должен стать неотъемлемой частью учебного процесса во всех его
формах. Поэтому предпочтение следует отдать многопользовательским ЭОК,
реализованным в среде Интернета. Именно таким является разработанный нами
электронный обучающий курс «Проектирование инфраструктуры информационных
систем».
Рисунок 4 – Главная страница ЭОК
Данный
электронный учебник размещен в глобальной сети по адресу ebook.ainash.kz и
может работать как доступный удаленный сайт, но в ближайшее время он будет
перенесен также на внутренний сервер университета. В следующем учебном году
планируется использование ЭОК в учебном процессе в качестве источника
дополнительных материалов, представления лекций в альтернативных, анимационных,
более легких для усвоения формах, а также проведения онлайн-тестирования.
Благодаря тому, что мы разместили необходимые скрипты во внутреннюю структуру папок, электронное пособие также может функционировать как автономный продукт на компьютере, у которого нет подключения к Интернету, но установлен виртуальный сервер.
Кроме того, нами было предусмотрено сопровождение ЭОК уже
после ввода в эксплуатацию. Мы реализовали автоматический режим путем
сохранения резервных копий базы данных и файловой структуры с помощью
дополнительного модуля «Drupal 6» «Backup and Migrate»
[8], а также делегировали роли «Администратор» права ручного режима
(регистрация новых магистрантов, сводный анализ результатов тестирования).
В целом, созданный нами ЭОК можно
использовать в качестве шаблона для
формирования электронных обучающих курсов по другим дисциплинам. Все
функциональные возможности интерактивного учебника настроены и работают в
полноценном составе. Для других дисциплин требуется лишь создать свою структуру
учебных материалов, модули тестирования и ввести список обучающихся, что
существенно сэкономит время преподавателей и разработчиков. А освободившиеся
ресурсы преподаватели и разработчики смогут уделить разработке анимационных
решений конкретной дисциплины, на разработку которых требуется значительное
время.
Литература:
1.
http://www.nci.kz/ru/content/strategiya-razvitiya-ao-nacionalnyy-centr-informatizacii-na-2011-2020-gody
2.
http://www.ebiblioteka.lt/resursai/Uzsienio%20leidiniai/IEEE/Russian/2006/Nr%201/OTO_2006_1_03.pdf
3.
Грекул В.И. Проектирование информационных систем: учебное пособие /
В.И. Грекул, Г.Н. Денищенко, Н.Л. Коровкина. – 2-е изд., испр. – М.:
Интернет-Университет Информационных Технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний,
2008. – 300 с.: ил. – (Серия «Основы информационных технологий»).
5.
http://irenproject.ru/
6.
https://drupal.org/project/quiz
7.
http://онлайн-бизнес.su/tag/taksonomiya/
8.
http://xandeadx.ru/blog/drupal/219