Создание структурированного курса дистанционного обучения в среде Moodl

Тема проекта:

«Создание структурированного курса дистанционного обучения в среде Moodle»

 

Пищухина Елена Владимировна

Введение

Moodle относится к классу LMS (Learning Management System) — систем управления обучением. В нашей стране подобное программное обеспечение чаще называют системами дистанционного обучения (СДО), так как именно при помощи подобных систем во многих вузах организовано дистанционное обучение. Moodle — это свободное программное обеспечение с лицензией GPL, что дает возможность бесплатного использования системы, а также ее безболезненного изменения в соответствии с нуждами образовательного учреждения и интеграции с другими продуктами. Moodle — аббревиатура от Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment (модульная объектно-ориентированная динамическая обучающая среда). Благодаря своим функциональным возможностям система приобрела большую популярность и успешно конкурирует с коммерческими LMS. Moodle используется более чем в 30 000 учебных заведений по всему миру и переведена почти на 80 языков, в том числе и на русский. Более подробную информацию о Moodle можно узнать на официальном сайте проекта (http://www.moodle.org/).

Moodle дает возможность проектировать, создавать и в дальнейшем управлять ресурсами информационно-образовательной среды. Интерфейс системы изначально был ориентирован на работу преподавателей, не обладающих глубокими знаниями в области программирования и администрирования баз данных, -сайтов и т.п. Система имеет удобный интуитивно понятный интерфейс. Преподаватель самостоятельно, прибегая только к помощи справочной системы, может создать электронный курс и управлять его работой. Практически во всех ресурсах и элементах курса в качестве полей ввода используется удобный WYSIWYG HTML редактор, кроме того, существует возможность ввода формул в формате TeX или Algebra. Можно вставлять таблицы, схемы, графику, видео, флэш и др. Используя удобный механизм настройки, составитель курса может, даже не обладая знанием языка HTML, легко выбрать цветовую гамму и другие элементы оформления учебного материала.

Преподаватель может по своему усмотрению использовать как тематическую, так календарную структуризацию курса. При тематической структуризации курс разделяется на секции по темам. При календарной структуризации каждая неделя изучения курса представляется отдельной секцией, такая структуризация удобна при дистанционной организации обучения и позволяет студентам правильно планировать свою учебную работу.

Редактирование содержания курса проводится автором курса в произвольном порядке и может легко осуществляться прямо в процессе обучения. Очень легко добавляются в электронный курс различные элементы: лекция, задание, форум, глоссарий, wiki, чат и т.д. Для каждого электронного курса существует удобная страница просмотра последних изменений в курсе. Таким образом, LMS Moodle дает преподавателю обширный инструментарий для представления учебно-методических материалов курса, проведения теоретических и практических занятий, организации учебной деятельности школьников как индивидуальной, так и групповой.

Администрирование учебного процесса достаточно хорошо продумано. Преподаватель, имеющий права администратора, может регистрировать других преподавателей и студентов, назначая им соответствующие роли (создатель курса, преподаватель с правом редактирования и без него, студент, гость), распределять права, объединять студентов в виртуальные группы, получать сводную информацию о работе каждого ученика. С помощью встроенного календаря определять даты начала и окончания курса, сдачи определенных заданий, сроки тестирования. Используя инструмент Пояснение и Форум, публиковать информацию о курсе и новости. Ориентированная на дистанционное образование, система управления обучением Moodle обладает большим набором средств коммуникации. Это не только электронная почта и обмен вложенными файлами с преподавателем, но и форум (общий новостной на главной странице программы, а также различные частные форумы), чат, обмен личными сообщениями, ведение блогов.

Moodle имеет не только многофункциональный тестовый модуль, но и предоставляет возможность оценивания работы студентов в таких элементах курса как Задание, Форум, Wiki, Глоссарий и т.д. Причем оценивание может происходить и по произвольным, созданным преподавателем, шкалам. Существует возможность оценивания статей Wiki, глоссария, ответов на форуме другими участниками курса. Все оценки могут быть просмотрены на странице оценок курса, которая имеет множество настроек по виду отображения и группировки оценок.

Поскольку основной формой контроля знаний в дистанционном обучении является тестирование, в LMS Moodle имеется обширный инструментарий для создания тестов и проведения обучающего и контрольного тестирования. Поддерживается несколько типов вопросов в тестовых заданиях (множественный выбор, на соответствие, верно/неверно, короткие ответы, эссе и др.). Moodle предоставляет много функций, облегчающих обработку тестов. Можно задать шкалу оценки, при корректировке преподавателем тестовых заданий после прохождения теста обучающимися, существует механизм полуавтоматического пересчета результатов. В системе содержатся развитые средства статистического анализа результатов тестирования и, что очень важно, сложности отдельных тестовых вопросов для студентов.

В дипломном проекте рассматриваются особенности создания структурированного курса дистанционного обучения в среде Moodle. При этом особое внимание уделено вопросам обеспечения качества образования, рассмотрены факторы, определяющие качество образования. Большое внимание уделено вопросам стандартизации и рассмотрению существующих стандартов, особенно SCORM (http://www.adlnet.gov/Pages/Default.aspx) - набору спецификаций и стандартов, которые представлены разными организациями. Они все сгруппированы в три основных категории: модель объединения содержания ("Content Aggregation Model (CAM)"), средства управления работой программы ("Run-Time Environment (RTE)") и последовательность и навигация ("Sequencing and Navigation (SN)) (представлена в SCORM 2004). Созданный при дипломном проектировании учебный курс «Схемотехника (цифровая)» размещен по адресу http://prokhoroviktor.ru/course/view.php?id=2

1. Аналитический обзор

Необходимо договориться о понимании часто используемых терминов дистанционное образование и дистанционное обучение.

Под дистанционным обучением (ДО) понимается учебный процесс, при котором все или часть учебных занятий осуществляется с использованием современных информационных и телекоммуникационных технологий при территориальной разобщенности преподавателя и студентов.

Термин образование в настоящее время имеет две различные интерпретации. В соответствии с БСЭ "образование - это совокупность знаний и связанных с ними навыков и умений, необходимых для практической деятельности". С другой стороны, мы во многих ситуациях понимаем под образованием отрасль общественной деятельности. Применительно к дистанционному образованию обычно придерживаются второй интерпретации, т.е. дистанционное образование – это образовательная система, обеспечивающая получение комплекса знаний, умений и навыков с помощью дистанционных технологий обучения. Это понятие включает в себя кадровый состав администрации и технических специалистов, профессорско-преподавательский состав, учебные материалы и продукты, методики обучения и средства доставки знаний студенту, объединенные организационно, методически и технически с целью проведения дистанционного обучения.

  1.1 Факторы, определяющие качество образования

Для выявления факторов, определяющих качество образования, целесообразно рассмотреть компоненты процесса обучения. На рисунке 1.1 приведена архитектура образовательной системы, введенная в международном стандарте IEEE P1484.1.

Рисунок 1.1 - Архитектура образовательной системы

Компонентами системы являются обучаемый, преподаватель (инструктор), учебные материалы (репозиторий), система доставки материалов обучаемому, система оценивания результатов учебы, модель обучаемого (его профиль). 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.

Фактором, влияющим на качество образования, от компонента обучаемый является качество предварительной подготовки абитуриента, его способности. Этот фактор в системе управления качеством может быть использован частично при организации работы приемной комиссии в вузе и различных форм довузовской подготовки.

Фактор от компонента инструктор - квалификация преподавателей. При ДО имеется несколько категорий преподавателей – это:

·  авторы учебных материалов,

·  преподаватели-консультанты,

·  преподаватели-тьюторы.

Влияние авторов учебных материалов на качество обучения может быть учтено через контроль качества учебных материалов. Для контроля качества остальных представителей преподавательского корпуса можно использовать традиционные подходы, основанные на контроле наличия ученых степеней и званий, участия преподавателей в научных исследованиях и т.п.

Контроль качества средств доставки сводится к контролю количественных и качественных характеристик материально-технического обеспечения учебного процесса. В случае ДО это характеристики компьютеров и сетевого оборудования.

Компонент оценивание определяет эффективность контроля знаний студента и обратной связи студент-преподаватель. При оценке качества ДО эффективность связана с показателями качества тестирующих систем.

Наконец, качество образования зависит от качества учебных материалов, находящихся в репозитории.

  1.2 Типы учебных материалов, используемых при дистанционном образовании

Учебные материалы можно классифицировать по ряду признаков.

В зависимости от роли, выполняемой в процессе ДО учебные материалы подразделяются на:

·  учебники,

·  учебные пособия,

·  практикумы,

·  сборники лабораторных работ,

·  справочники,

·  методические указания,

·  сборники типовых заданий и упражнений,

·  типовых вопросов и ответов на них,

·  прикладное программное обеспечение.

Основная форма названных материалов – электронная, хотя часто возможно использовать также твердые копии.

Одной из интегрированных форм учебных материалов в традиционных формах обучения является учебно-методический комплекс (УМК), объединяющий большинство из названных материалов.

При ДО аналогом УМК становится электронный учебник (ЭУ). Например, предлагается под ЭУ понимать объединение частей, показанных на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – Состав электронного учебника

Однако степень интеграции в ЭУ может быть различной, в связи с чем обычно используется классификация ЭУ на несколько уровней (классов). Одна из так классификаций введена в международном стандарте АЕСМА 1000D, посвященном разработке интерактивных электронных технических руководств (ИЭТР) для авиационных отраслей промышленности.

В соответствии с этой классификацией учебные материалы класса 0 относятся к обычным документам, переведенным в электронный вид (например, с помощью редактора Word) и предназначенным для архивации. Класс 1 относится к документам, части которого индексированы и доступны по ссылкам из оглавления. Документы класса 2 – файлы в коде ASCII, внутри которых применена разметка с помощью тегов, что позволяет осуществлять навигацию внутри пособия. Документы класса 3 отличаются тем, что в них применена разметка с помощью языка SGML.

Документы классов 0-3 являются линейными в том смысле, что в них, как и в обычных бумажных пособиях, материал излагается последовательно страница за страницей. В отличие от них документы класса 4 имеют не линейную, а иерархическую структуру, и предназначены для интерактивных презентаций. Развитие класса 4 в направлении увеличения степени интеллектуализации приводит к классу 5, в котором имеются средства формирования версий пособий, адаптированных к запросам и уровню подготовленности пользователя.

Используется также ряд других стандартов. Это стандарт ISO 8879, посвященный языку разметки SGML, стандарт ISO 10744 (HyTime – Hypermedia / Time-based Document Structuring Language), а также спецификации министнрства обороны США MIL-87268…87270. Так, документ MIL-M-87268 (Interactive Electronic Technical Manual Content) определяет общие требования к содержанию, стилю, формату и средствам диалогового общения пользователя с интерактивными электронными техническими руководствами. В спецификации MIL-D-87269 содержатся требования к базам данных для интерактивных электронных технических руководств и справочников, описаны методы представления структуры и состава промышленного изделия и его компонент на языке SGML, даны шаблоны документов на составные части технической документации, перечислены типовые элементы документов.

  1.3 Стандарты в области образовательных технологий

В настоящее время продолжают разрабатываться методики создания электронных учебников, в том числе по федеральным научно-техническим программам. В них справедливо уделяется внимание вопросам широкого использования мультимедийных технологий, повышения эффективности тестирующих систем, учета психологических факторов при обучении и др. Необходимо в число требований к создаваемым средствам компьютерного обучения включать требования интероперабельности учебников, компиляции версий учебных материалов, адаптированных к индивидуальным особенностям обучаемых, целесообразно уделять большее внимание снижению временных и материальных затрат на создание версий учебников. Базой для реализации этих требований должны стать международные стандарты в области информационных технологий обучения и их творческое развитие в отечественных образовательных организациях.

  1.3.1 Причины появления и назначение стандартов в области информационных технологий обучения

Индустрия компьютерных средств обучения развивается на протяжении уже более двадцати пяти лет. На первых порах в учебном процессе использовались различные программно-методические комплексы для освоения студентами элементов информационных технологий. Примерами таких комплексов могут служить учебно-исследовательские САПР, создававшиеся в ряде вузов страны. Одновременно получили развитие компьютерные средства контроля знаний студентов. В конце 80-х годов стали создаваться компьютерные обучающие системы (КОС) на базе электронных учебников по различным дисциплинам с текстовыми и графическими фрагментами.

Появление Веб-технологий в первой половине 90-х годов стало очевидным стимулом для развития информационных технологий в обучении. Во второй половине 90-х годов началось становление дистанционного обучения, в том числе обучения на базе Internet. Появилась концепция открытого образования, как системы предоставления образовательных услуг с помощью средств, имеющихся в распределенной информационно-образовательной среде, выбираемых пользователем и адаптированных под его конкретные запросы.

Однако существовавшие к тому времени КОС не были приспособлены к реализации идей дистанционного обучения и открытого образования в силу своей уникальности, несовместимости форматов данных, структур электронных обучающих средств и т.п. Электронный учебник, созданный с помощью авторской подсистемы в одной КОС, не мог быть воспроизведен и использован в рамках другой КОС. Существующие электронные учебники не отличались гибкостью, отсутствовали технологии адаптации содержания электронных курсов к запросам конкретных обучаемых, что не позволяло в нужной степени удовлетворить требования индивидуализации обучения. Нерешенной оставалась проблема легкости сопровождения учебников, своевременного отражения в них современного состояния науки и техники.

Со всей очевидностью возникла проблема унификации архитектур обучающих систем, структур и форматов данных для представления учебных материалов, моделей обучаемых, средств управления учебным процессом и компиляции индивидуализированных версий учебных пособий, отражающих последние научно-технические достижения.

Для решения этой проблемы было создано несколько международных и национальных организаций, поставивших перед собой цель стандартизации компьютерных средств обучения на основе современных информационных технологий. Среди этих организаций выделяются:

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

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

AICC - Aviation Industry CBT Committee - комитет компьютерного обучения в авиационной промышленности;

ADL - Advanced Distributed Learning Initiative Network - 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.

  1.3.2 Спецификации IMS

Консорциум IMS 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 Metadata Specification - описание метаданных учебных материалов;

·  IMS Digital Repositories Interoperability - описание связей разных репозиториев;

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

·  IMS Digital Repositories - описание хранилищ цифровых данных

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 информационно-образовательной среды, 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 КОС, поддерживающих 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 (учебных пособия) показана на рисунке 1.3, а на рисунке 1.4 проиллюстрированы процедуры и роли участников учебного процесса, соответствующие концепции IMS.

Рисунок 1.3 - Структура пакета по IMS

Рисунок 1.4 - Процедуры учебного процесса и роли участников в концепции IMS.

Спецификация IMS Learner Information Package посвящена созданию модели обучаемого. Эта модель включает 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, учитывающей 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.

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. 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 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.

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.

  1.3.3 Спецификации IEEE LTSC

В комитете по стандартизации образовательных технологий Learning Technology Standards Committee (LTSC) в IEEE создан ряд рабочих групп с дифференциацией направлений работ. Эти группы занимаются разработкой и развитием следующих документов:

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

P1484.3 - терминологический словарь (Glossary);

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

P1484.12 - метаданные обучающих средств (Learning Objects Metadata);

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).