Радченко Игорь Михайлович
ТамбовЦНИТ ТГТУ Начальник сектора мультимедиа-технологий Красильников Владимир Евгеньевич
ТамбовЦНИТ ТГТУ Ведущий программист сектора мультимедиа-технологий
Репозиторий учебных объектов педагогического Интернет-клуба работников образования Тамбовской области
Концепция построения репозиториев обучающих объектов в ТГТУ
Понятие учебного объекта.
Концепция учебных объектов является фундаментальной, когда мы говорим о возможности многократного использования и адаптирования учебных ресурсов.
Учебный объект - относительно молодое понятие в образовательных технологиях. Учебный объект по определению комитета по стандартам обучающих технологий IEEE (IEEE LTSC) - это "любой объект, цифровой или нецифровой, который может использоваться многократно, на который можно делать ссылки при использовании соответствующей обучающей технологии". Главными характеристиками учебного объекта являются возможность многократного использования и разметка метаданными.
Возможность многократного использования - это самая большая выгода (и мотивация) в применении учебных объектов. Учебные объекты делают возможным создание независимых компонентов образовательного контента, которые обеспечивают реализацию образовательных целей. Хотя учебные объекты являются самодостаточными и изолированными, они могут содержать ссылки на другие компоненты, их можно объединять или использовать последовательно для формирования законченных курсов.
Чтобы полностью реализовать эти выгоды, необходимо решить множество проблем: стандарт/язык для определения учебных объектов, размер учебного объекта и стандарт метаданных. Возможность многократного использования не является абсолютной целью. Учебный объект можно считать многократно используемым, если система авторской разработки может неоднократно объединять учебные объекты при создании совокупностей (последовательностей) учебных объектов. Сегодня предпринимаются значительные усилия, чтобы определить возможные общие стандарты для учебных объектов. Применение общепринятых стандартов в проектировании и разработке учебных объектов облегчит разработку автоматизированных систем для создания учебных курсов из учебных объектов, хранящихся в электронных репозиториях и библиотеках.
Размер учебного объекта - другая важная проблема. С одной стороны, чем меньше размер учебного объекта (в смысле информации), тем больше вероятность того, что объект будет полезным для кого-то еще и будет использоваться многократно. Но, с другой стороны, если учебный объект слишком мал, тогда есть опасность, что он станет бессмысленным для многократного использования. По этой причине существует множество классификационных схем для описания степени детализации дискретных объектов.
IMS и SCORM обеспечивают детальные стандарты и рекомендации для учебных объектов. В то время как спецификация IMS была возможно первой обеспечивающей описание прототипа учебного объекта, SCORM сейчас обеспечивает более детальную спецификацию учебных объектов, что делает его наиболее популярным.
Учебные объекты, учебные модули и электронные курсы
Структура SCO включает в себя разные элементы контента, называемые активами: электронные представления медиа, текста, изображений, звука, web-страниц, тестовых вопросов или других кусочков данных, которые можно доставить клиенту по сети.
Обучающие модули это определенные знания о предмете или определенный навык, которые должен получить обучающийся.
Это знание обычно включает в себя несколько обучающих объектов. Обучающие модули определяются преподавателем и хранятся в репозитории обучающих модулей, тогда как разработчики контента проектируют и применяют SCO, которые хранятся в репозитории учебных объектов.
Электронный курс планируется, определяя процесс обучения с использованием ряда обучающих модулей, каждый из которых содержит в себе определенные образовательные цели. Результат (Электронный курс) - это набор электронных уроков, каждый из которых является учебным модулем, составленным из учебных объектов. Поэтому, каждый учебный модуль (Learning Objective (LO)) будет определен набором взаимосвязанных SCO, которые имеют дело с очень специфическим элементом знания: образовательным контентом, заданиями, упражнениями для решения или оценивающими упражнениями.
Использование стандарта IMS обеспечивает возможность обмена учебными ресурсами между различными системами и инструментальными средствами с помощью упаковки контента, но не определяет, как описать учебный объект в репозитории. Согласно концепции упаковки контента, репозитории учебных объектов составлены из двух элементов:
- Манифест репозитория. Это - файл с XML содержимым, которое описывает метаданные архива:
учебные объекты, из которых он состоит, отношения между этими объектами и ресурсами, входящими в состав каждого SCO.
- Физические файлы. Они представляют контент учебных объектов (SCO), хранящихся в репозитории и описанных в манифесте.
Необходимо подчеркнуть, что есть фундаментальное различие между манифестом репозитория учебных объектов SCO и манифестом упаковки контента IMS. В манифесте учебного объекта репозитория SCO недостает представления организации (структуры): XML элемента, который описывает, как организован контент в манифесте, и который определяет главы, темы, разделы и другие компоненты учебного контента. Это происходит, потому что архив учебных объектов SCO определяет онтологическую, а не образовательную структуру знания, что означает, что нет никакой необходимости определять, как организовано обучение образовательному контенту. Построенный по такой схеме репозиторий учебных объектов SCO, стимулирует многократное использование учебных объектов SCO, поскольку они могут быть использованы для создания различных электронных курсов.
Контент, хранящийся в репозиториях учебных ресурсов ТГТУ, содержит информацию метаданных, адаптированную из описания EdNA элементов Dublin Core. Это метаданные использовалось как основание для цифрового архива.
Важно понимать различие между эффективностью механизма поиска и потенциальной эффективностью использования метаданных. Когда метаданные используются при разработке цифровых ресурсов, они обеспечивают возможность идентификации и извлечения ресурсов, основанной на поиске по ключевым словам. Эффективность поиска в большой степени зависит от качества метаданных и правильности их использования.
Как уже упоминалось выше в ТГТУ функционируют две мультимедийные системы управления обучающим контентом. Одна используется в учебном процессе университета (http://vitalms.tstu.ru), другая используется в основном как инструмент авторской разработки учебного контента преподавателями средних и средне-специальных учебных заведений Тамбовской области, членами педагогического Интернет-клуба и слушателями Тамбовского регионального центра Федерации Интернет Образования (http://vitahost.tambov.ru/vitalms2). Каждая из этих систем имеет свой репозиторий электронных учебных курсов.
За многие годы кафедрами и подразделениями университета было создано большое количество электронных обучающих ресурсов по разным специальностям и отраслям знаний, которые опубликованы в сети Интернет на кафедральных серверах и серверах подразделений, хранятся на локальных компьютерах, CD. Эти учебные ресурсы представляют собой как полные электронные курсы по предметам, так и различные учебные объекты: виртуальные лабораторные работы, тестовые задания, мультимедийные библиотеки 3D объектов, видео лекции, презентации и т.п. Для интеграции этих ресурсов был создан отдельный репозиторий объектов многократного использования SCO (в виде пакетов SCORM).
За шесть лет работы Тамбовского регионального центра Федерации Интернет Образования слушателями центра было создано около 6000 сайтов, представляющих из себя учебные материалы по школьным предметам и внеклассным мероприятиям. Для интеграции этих материалов и хранения их в виде объектов многократного использования SCO (в виде пакетов SCORM) был также создан отдельный репозиторий.
Таким образом в ТГТУ сложилась система репозиториев, представленная на рисунке 1.
Рисунок 1. Система репозиториев ТГТУ.
При интеграции в репозиториях учебных ресурсов возникают проблемы, связанные с тем, что эти ресурсы могут иметь разные имена, атрибуты, единицы измерения и т.д., т.е. существует проблема формирования согласованной онтологии и классификации. Так как эти ресурсы создавались без учета их возможного использования в системах управления обучением, также возникает комплекс задач, связанных с формированием метаданных для этих ресурсов. Создание метаданных - это одна из основных проблем при формировании репозиториев. Другим важным моментом является возможность поиска и доступа к ресурсам репозитория.
Для решения этой проблемы были разработаны специальные инструменты:
- инструменты формирования метаданных учебных ресурсов, помещаемых в репозитории (формирование пакета SCORM);
- инструменты поиска и доступа к ресурсам репозитория университета.
При выборе набора классификационных элементов, на основании которых организуется упорядочивание репозитория учебных ресурсов ТГТУ и посредством которых организуется доступ к информации о ресурсе или доступ к самому ресурсу, принималась во внимание концепция, реализованная при создании репозиториев федерального портала http://www.edu.ru.
Репозиторий учебных ресурсов педагогического Интернет-клуба и регионального центра федерации Интернет образования http://lor.tambov.ru
В репозиторий педагогического Интернет-клуба учебные ресурсы добавляются преподавателями, разработчиками или лицами, уполномоченными выполнять данную операцию, которые при регистрации в репозитории получают данные полномочия от администратора репозитория. Учебными ресурсами являются интерактивные учебные курсы, учебные модули (отдельные разделы курса, тестовые задания, практические задания) или активы (отдельные медиа файлы, например текст, графическое изображение, аудио или видеофайл).
На рисунке 2 приведена схема инструмента добавления учебного объекта в репозиторий университета.
Рисунок 2. Схема инструмента добавления учебного объекта в репозиторий педагогического Интернет-клуба.
Интерфейс пользователя представляет собой достаточно удобную форму с полями для ввода обязательной и необязательной информации.
На рисунке 3 приведена форма для заполнения при добавлении учебного ресурса в репозиторий.
Рисунок 3. Интерфейс инструмента добавления ресурса в репозиторий.
Поля формы, обязательные для заполнения, помечены звездочкой.
- Название (Title) - Название ресурса, данное ему автором.
- Описание (Description) - Краткое описание ресурса. Например, аннотация для курса или описание отдельного графического изображения, если в репозиторий помещается актив (Asset).
- Ключевые слова - Основные термины и понятия, встречающиеся в контенте ресурса. Ключевые слова используются для облегчения поиска ресурса в репозитории.
- Автор (Creator) - Лицо, несущее первичную ответственность за создание содержания ресурса. Автором может быть персона, организация или служба.
- Предмет (Subject) - Учебный предмет, в рамках программы которого используется данный ресурс. Значение предмета выбирается из контролируемого словаря.
- Тип ресурса (Type) - Природа или жанр содержания ресурса. Значение выбирается из контролируемого словаря. Например: учебный курс, учебный модуль, тест, практическое задание т.п.
- Язык (Language) - язык контента учебного ресурса. Значение выбирается из контролируемого словаря. Например: ru - русский, en - английский, fr - французский и т.д.
- Используется в (Relation) - Родственный ресурс или ресурс, в контенте которого может использоваться данный учебный объект. Элемент не является обязательным.
- Авторские права - Указание авторского права (Copyright), если таковое имеется. Например, это может быть регистрационный номер, присвоенный организацией, производившей регистрацию, имя организации или лица/лиц, владеющих авторскими правами на данный учебный ресурс. Элемент не является обязательным.
Остальные элементы, необходимые для формирования файла-манифеста дополняются "роботом", формирующим файл imsmanifest.xml, автоматически.
- Identifier (Идентификатор ресурса) - уникален для репозитория.
- Format (Формат) - формируется на основе анализа файлов, составляющих контент.
- Audience (Аудитория) - для разных уровней образования (высшее, среднее) существуют отдельные репозитории.
- Publisher (Издатель) - формируется на основе регистрационных данных пользователя репозитория.
- Date (Дата) - дата публикации.
- Coverage (Зона действия или охвата) - Россия.
В процессе добавления учебных ресурсов в репозиторий преподавателям и разработчикам предоставляется следующая альтернатива:
- добавить файлы контента учебного ресурса;
- добавить ссылку на ресурс, опубликованный в Интернете.
Тамбовский региональный центр федерации Интернет образования функционирует уже более 5 лет и за это время слушателями центра было создано более 5 000 веб ресурсов учебного назначения (методические разработки уроков, внеклассных мероприятий и т.п.). Все эти ресурсы помещаются в репозиторий учебных ресурсов педагогического Интернет-клуба и регионального центра федерации Интернет образования. Для каждого ресурса формируется информационная карточка, файл манифест и SCORM пакет. Поэтому при желании данные ресурсы могут быть импортированы в систему VitaLMS. В дальнейшем слушатели центра самостоятельно будут добавлять контент своих учебных ресурсов в репозиторий, используя инструмент добавления ресурсов в репозиторий.
Поиск ресурсов в репозитории учебных ресурсов педагогического Интернет-клуба
Ресурсы, содержащие метаданные, индексированы в базе данных. Поисковый запрос, введенный пользователем, транслируется в SQL запрос, который возвращает набор записей из индексированной базы данных. Этот набор записей обрабатывается и отображается web-браузером для просмотра пользователю.
Если ресурс представлен в репозитории в виде файлов контента с метаописаниями, то он хранится в репозитории еще и виде zip архива SCORM пакета контента. При просмотре результатов поиска по репозиторию учебных ресурсов ТГТУ пользователь может просмотреть метаописание ресурса (информационную карточку ресурса), просмотреть сам ресурс, скачать ресурс в виде отдельных файлов контента, скачать zip архив SCORM пакета ресурса (файлы контента, упакованные вместе с метаданными в один архив), скачать только метаданные учебного ресурса.
