Информатизация инженерного образования (выпуск 1)

Ч А С Т Ь 2. СРЕДСТВА ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

Поле Лимит ошибок позволяет определить максимальное число ошибок, которое можно допустить в тесте. Программа может контролировать ответы учащихся, формируя страницу Результаты тестирования.

Создаваемая тестирующая система не предполагает генерацию случайной последовательности вопросов. Это сделано намеренно: система играет роль инструмента для самопроверки, передаваемого пользователю на компакт-диске в качестве составной части компьютерного учебника. Объективная оценка знаний должна осуществляться либо с использованием тестирующих систем на сайте учебного центра, либо при очном собеседовании с преподавателем системы дистанционного обучения.

Работу тестирующей системы можно проверить сразу после ввода любого вопроса.

Заключительным этапом разработки учебного курса является создание дистрибутива. На этом этапе программа отделяет учебный курс от среды разработки и выделяет его в самостоятельную программу. В результате получается готовый к использованию и закрытый для редактирования учебный курс, который можно тиражировать для последующего распространения учащимся.

9.4.3. Система дистанционного обучения «Прометей»

Система «Прометей» разработана для организации процесса дистанционного обучения и/или проверки знаний.

Подсистема тестирования реализует проверку учебных достижений слушателей, которые оцениваются в режиме самопроверки или экзамена. Эта подсистема подсчитывает набранный балл и выдает отчет о результатах. Кроме того, в подсистеме предусмотрены режим работы над ошибками и нелинейное выполнение теста (возможность возвращаться к пропущенным вопросам).

Дизайнер тестов представляет собой средство создания и редактирования тестов. Реализует проверку формальной корректности тестов.

Тест состоит из секций или тематических разделов. Каждая секция, представленная пользователю, может содержать любое число вопросов.

Возможные типы вопросов:

•один из многих — выбор одного варианта ответа из предложенных;

•многие из многих — выбор нескольких вариантов ответа из предложенных;

•поле ввода — предлагается поле ввода, в котором следует указать ответ;

•соответствие — предлагается установить соответствие между парами значений;

•упорядочение — предлагается упорядочить элементы последовательности;

•да/нет — выбор положительного или отрицательного ответа на вопрос;

•область на рисунке — выбор в качестве ответа области на предложенном рисунке;

• развернутый ответ — слушателю предлагается дать развернутый ответ в письменном виде. В этом случае обязательно участие преподавателя при оценке ответа;

•несколько пропущенных слов — заполнение пропусков;

•несколько полей ввода — предлагается набрать несколько значений. Вопросу теста всегда соответствует вес (коэффициент сложности). Вариантам

ответов также разрешается присваивать веса или коэффициенты точности

302

Г л а в а 9. Средства разработки и применения электронных образовательных ресурсов

(в процентах от веса вопроса). По умолчанию сумма весов правильных ответов равна 100 % веса вопроса. Вопросу теста соответствует значение порога. Порог — это минимальная сумма весов вариантов ответов, которую необходимо набрать, чтобы система засчитала ответ в качестве верного. Если порог достигнут или превышен, слушатель получает долю от общего веса вопроса, соответствующую сумме коэффициентов точности (в процентах) для указанных вариантов.

Программа Дизайнер курсов предназначена для быстрого создания структурированных мультимедийных курсов в формате Интернета (в виде набора связанных HTML-страниц). Она может использоваться как в рамках системы дистанционного обучения «Прометей», так и самостоятельно, например для создания мультимедийных компакт-дисков.

Автор создает структуру курса, а затем заполняет ее содержимым (текстом, иллюстрациями, мультимедийными файлами, ссылками на Интернет-страницы и др.). По завершении работы курс переводится в HTML-формат, причем все рутинные операции (построение оглавлений, ссылок между разделами и т.п.) выполняются автоматически.

Достоинством Дизайнера курсов является простота в освоении и эксплуатации. Автору достаточно обладать начальными навыками работы в Интернете и знать немного программу Microsoft Word (или аналогичную), чтобы своими силами создать полноценный Интернет-курс.

В этой программе под курсом понимается набор иерархически связанных Webстраниц (разделов). Каждый раздел может иметь один или несколько подразделов. Число уровней вложенности не ограничено, но на практике не рекомендуется превышать пять-шесть уровней.

Разделы курса образуют древовидную структуру. Каждый раздел может иметь подразделы, которые по отношению к нему являются разделами более низкого уровня. Все разделы автоматически нумеруются.

Дизайнер курсов прежде всего предназначен для «сборки» электронного курса на основе заранее подготовленного материала, хотя никто не запрещает набирать и редактировать текст средствами самой программы.

При формировании HTML-курса Дизайнер курсов выполняет ряд операций, которые перечислены ниже.

1.Автоматическая сборка оглавлений. Оглавления строятся в соответствии со структурой дерева курса и помещаются на заглавных страницах курса и всех разделов, имеющих вложенные подразделы. Элементами оглавлений являются ссылки на соответствующие разделы.

2.Вставка навигационных ссылок, снабженных подсказками. Навигационные ссылки вставляются в верхней области каждой страницы. Они указывают на вышерасположенный раздел в структуре курса, а также на следующий и предыдущий разделы, позволяя пользователю «перелистывать» страницы курса, как в обычной книге.

3.Вставка заголовков разделов. В верхней части каждого раздела вставляется заголовок, взятый из структуры курса.

4.Копирование файлов, составляющих курс. Все файлы (картинки, аудио- и видеофрагменты, документы PDF, ZIP и др.), на которые есть ссылки в материалах курса, копируются в подкаталог media.

5.Преобразование гиперссылок в относительный формат. Все гиперссылки, за исключением ссылок на Интернет-страницы, преобразуются в относительный формат. Это позволяет свободно копировать HTML-курс без необходимости вносить какие бы то ни было изменения в него.

303

Ч А С Т Ь 2. СРЕДСТВА ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

Система дистанционного обучения «Прометей» позволяет решать следующие задачи:

•организовать проверку знаний через Интернет, в корпоративных и локальных сетях;

•организовать учебный процесс с различной степенью соответствия классической модели университетского образования. При этом отдельные этапы учебного процесса и элементы модели могут оставаться незадействованными;

•создать распределенную образовательную сеть.

9.4.4. Система «Батисфера»

Эта система — отечественный продукт начального уровня для создания, в частности, КСО. «Батисфера» позволяет конструировать мультимедийные приложения, средства тестирования, дает ограниченные возможности для создания поддержки практических, лабораторных занятий и имитационного моделирования производственных, экологических и информационных систем. Кроме того, «Батисфера» позволяет разрабатывать мультимедийные рекламные презентации и ролики.

Система состоит из двух блоков. Первый блок Designer используется для создания, модернизации и передачи по сетям мультимедийных проектов. Он содержит перечисленные ниже независимые модули.

Конструктор страниц позволяет формировать электронные страницы, включающие в себя, кроме текста и графики, мультимедийные элементы.

Конструктор алгоритмов содержит набор инструментов, с помощью которых в рамке рабочего стола системы можно сконструировать блок-схему алгоритма, включающую в себя условные переходы и циклы.

Конструктор тестов позволяет создать тесты различного уровня сложности для проверки уровня знаний обучаемых с возможностью регламентации времени выполнения тестов, установлением порядка допуска к последующим заданиям, выбором вида оценки. Предусмотрена возможность занесения результатов тестирования в протокол с последующей печатью или отправкой по электронной почте.

С помощью конструктора проектов можно собрать в единую структуру отдельные информационные единицы, созданные другими конструкторами, оформить ее в виде системы вложенных меню или древовидной структуры, закрепив за каждым пунктом меню одно или несколько действий (исполняемых файлов).

Вторым блоком системы «Батисфера» является блок отображения, который используется учащимися для работы с проектами.

К достоинствам системы относится то, что она позволяет достаточно легко интегрировать в проект учебные материалы, выполненные в других программных средах, например, Excel, Word, Mathcad, Autocad. К сожалению, «Батисфера» требует полной загрузки проектов в компьютеры пользователей и не может работать как web-приложение.

Система позиционируется разработчиками в основном для школьного образования. Может функционировать только в локальном варианте.

304

Гл а в а 9. Средства разработки и применения электронных образовательных ресурсов

9.4.5.Система ВСА

Эта система используется в США как для поддержки обычного (очного) учебного процесса, так и для дистанционного обучения. Ежедневно сервер ВСА посещает свыше 50 тыс. пользователей примерно из 300 колледжей Америки.

В настоящее время система уже содержит более 200 тыс. тестов, задач, заданий по различным предметам и позволяет преподавателю дистанционно формировать индивидуальные курсы для студентов и контролировать их успехи. Это удобно для преподавателя, так как ВСА создана в соответствии с программами, на основании которых строятся учебные курсы в колледжах.

Студенты выполняют при помощи сервера домашние задания, проходят тесты, повторяют пройденный материал. Система ВСА не имеет аналогов среди сетевых систем по разнообразию типов вопросов и задач и по реализованным возможностям компьютерного ввода ответов студентами. Эта система далеко ушла от обычного тестирования, использующего в основном выбор ответа из нескольких альтернативных вариантов и другие примитивные способы проверки знаний. Здесь, например, впервые реализован принцип свободного ввода студентом, работающим в онлайновом режиме, математических формул с использованием визуального редактора формул, а также имеются интерактивные приложения, позволяющие вводить ответы в виде таблиц, графиков, в том числе и трехмерных, химических формул, эскизов, логических выражений и, разумеется, просто в виде текста. Есть задания, для выполнения которых нужно выбрать правильный вариант из списка или требуется сконструировать что-либо из имеющихся деталей. Многие типы ответов проверяются системой автоматически, она же заносит результаты в электронный журнал успеваемости.

Алгоритмические задачи определенного типа, каждый раз видит новые численные значения, а неутомимый учитель-компьютер никогда не устанет их проверять. Удобны алгоритмические задачи и для автономной работы: например, при распечатке заданий для класса в одинаковых задачах во всех вариантах будут разные числовые значения.

Одна из задач, в частности, была такой: студенту, работающему в сети, в процессе ответа на вопрос надо ввести сложную формулу, содержащую показатели степени, квадратные корни и др. К тому же ставилось условие — компьютер должен автоматически проверить правильность такого ответа. Трудность этой задачи очевидна, так как формулу можно ввести разными способами, например, поменяв порядок слагаемых или умножив и разделив на одно и то же число.

В компании «Физикон» (российский разработчик учебных компьютерных программ для средней и высшей школы) была спроектирована технология, которая, обладая дружественным интуитивно понятным студенту интерфейсом для ввода формул, позволяет компьютеру «распознавать» формулу, оценивать по своей собственной логике правильность ответа, введенного разными способами.

Программисты компании создали уникальный инструментарий для введения в систему свыше 50 видов задач и тестов. За время сотрудничества с Thomson сформировалась большая группа редакторов математических задач, которые алгоритмизировали около 120 тыс. задач. Большинство редакторов — студенты и аспиранты Московского физико-технического института.

Тестирование ВСА проходило в колледже при МФТИ. В нем приняли участие около 100 учеников из девяти классов трех специализаций обучения — менедже-

305

Ч А С Т Ь 2. СРЕДСТВА ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

ры, дизайнеры и программисты. Целью тестирования было выявить те особенности сервера (интерфейса, системы регистрации, заданий, системы ввода ответа и др.), которые затрудняют его продуктивное использование, интуитивно не ясны и озадачивают пользователя, так как очевидно, что при разработке столь сложной системы возможны различные ошибки и/или недостатки интерфейса.

Школьникам предлагалось пройти тест по математике по трем разным учебным режимам. Первый режим — «Практика» — позволяет проходить тест сколько угодно раз и сразу узнавать, правильно ли они ответили на вопрос. Второй режим — «Опрос» — позволяет решать тест три раза; правильный ответ ученик видит только после того, как выполнит весь тест до конца.

И, наконец, третий режим — «Экзамен» — разрешает только одну попытку, а о ее результатах ученик узнает от учителя. В каждом варианте учащимся предлагалось 12 задач, на прохождение всех трех видов теста отводилось два урока.

На возникавшие по ходу вопросы тут же отвечали сотрудники компании «Физикон». Задания раздавались всем желающим в распечатанном виде на русском языке, а непривычные для российского школьника математические обозначения были выписаны на доске.

Во время тестирования специалисты компании внимательно наблюдали за реакцией школьников, все их вопросы записывались и тщательно обрабатывались, весь процесс снимался на видео. Так как в тестировании принимали участие ребята нескольких специализаций, естественно, что возникавшие затруднения были разного характера. И если менеджеры — наименее «продвинутые» пользователи ПК — в основном задавали такие вопросы, как, например, «как перейти к другому заданию?» и др., то программисты, быстро пройдя все тесты, интересовались системой безопасности и даже пытались взломать систему (однако безуспешно).

Всего от учеников было принято свыше 100 различных замечаний, отзывов, предложений. Сами организаторы тестирования сделали для себя около 40 заметок, столько же заметок поступило и от учителей. В процессе тестирования обнаружились некоторые затруднения, вызванные в основном тем, что российские школьники все же не так «компьютеризированы», как американские. В большинстве случаев сложности возникали с вводом ответа в виде графика или формулы.

В целом все ребята неплохо справились с электронным заданием, правильно решив до 80 % задач.

Другой интересный вопрос, затронутый в эксперименте — возможность использования системы ВСА в России. В последнее время в российском образовании тестирование стало активно использоваться, например, введен Единый государственный экзамен (ЕГЭ). Специалисты компании «Физикон» уверены, что на базе технологий, использованных в ВСА, можно создать интеллектуальную тестирующую систему для подготовки и проведения ЕГЭ. Стало понятно, что при продуманной выборке из имеющейся обширной тестовой базы и переводе на русский язык можно составить значительный массив заданий, которые будут соответствовать пройденной программе и не окажутся слишком легкими для российских школьников. Можно сделать вывод, что в целом опробование системы на учащихся прошло достаточно успешно. Не исключено, что хорошие отклики об использовании системы в наших школах наведут руководителей компании Thomson Learning на мысль о «продвижении» системы СА в России.

306

Гл а в а 9. Средства разработки и применения электронных образовательных ресурсов

9.4.6.Система WebCT

Эта система была создана на кафедре компьютерных наук университета Британской Колумбии (Канада) под руководством Мюррея Гольдберга в августе 1996 г. В 1997 г. была образована компания WebCT, которая в декабре 1999 г. разработала версию 2.0 (сегодня это версия 4.1).

WebCT является инструментом, дающим возможность создавать профессиональную среду обучения, основанную на web-технологии, что достигается тремя путями:

•предоставлением интерфейса, позволяющего разрабатывать учебный курс (цветные схемы, текстовые страницы и т.п.);

•предоставлением набора учебных средств для возможности обучения, коммуникаций и совместной работы;

•предоставлением набора административных средств, помогающих преподавателю в процессе конструирования и сопровождения курса.

Система WebCT может быть использована для создания дистанционных курсов или для подготовки печатных материалов, улучшающих существующие курсы, и требует минимальной технической подготовки как со стороны разработчика курсов, так и со стороны обучающихся.

Создание условного курса, начиная с самого первого шага, разбивается на следующие этапы:

•настройка домашней страницы курса;

•создание страницы-приглашения;

•загрузка файлов в WebCT;

•добавление средств WebCT и оглавления курса;

•подготовка тематического словаря;

•создание индексов;

•добавление оценочных листов обучающихся;

•работа с коммуникационными средствами системы WebCT.

Для работы с пакетом необходимо иметь доступ к следующим программам:

•браузеру типа Netscape (версии 2 и выше) или Microsoft Internet Explorer (версии 4 и выше);

•JavaScript (должна вызываться web-браузером);

•«пустому» WebCT-курсу, с которым Вы можете работать.

Система WebCT является приложением типа клиент/сервер, которое с точки зрения пользователя открывает доступ к программам, находящимся на сервере, при использовании клиентами. Такая модель обладает существенной гибкостью: студенты, преподаватели, технические администраторы могут работать с WebCT без загрузки и инсталляции какого-либо дополнительного программного обеспечения. Все программное обеспечение резидентно находится на WebCT-сервере, что приводит к тому, что все изменения, сделанные внутри курсов, будут немедленно отслеживаться обучаемыми.

Все WebCT-курсы защищены паролями. Если используется курс в собственной организации, WebCT может создать курс с необходимостью ввода входного идентификатора (который совпадает с идентификатором курса) и пароля. Если создается индивидуальный курс на демонстрационном сервере WebCT можно самостоятельно определить курсовой идентификатор и пароль. При попытке подсоединиться к WebCT-курсу браузер предложит ввести имя пользователя и пароль.

307

Ч А С Т Ь 2. СРЕДСТВА ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

Система WebCT автоматически распознает тип пользователя по входному идентификатору. Таким образом, если входной идентификатор и пароль введены правильно, WebCT откроет разработчик курса, начиная с домашней страницы. Каждый «пустой» курс, создаваемый WebCT, в действительности не «пуст». На самом деле курс содержит некоторые начальные установки, которые Вы можете изменить по своему усмотрению.

В систему встроены удобные и простые средства для публикации учебных материалов и построения подсистем проверки знаний.

Используются три типа тестовых заданий:

•выбор правильного ответа из предложенных вариантов — закрытая форма;

•соответствие между множествами;

•самостоятельное написание правильного ответа — открытая форма с последующей проверкой преподавателем.

В WebCT введено понятие электронных пакетов, которые используются для оперативного обновления учебных планов, добавления дополнительных тем. Электронные пакеты содержат наборы настраиваемых диалоговых материалов, в том числе видео, мультипликацию, презентации, тесты, глоссарии и др. Имеется целая индустрия создания учебных материалов для WebCT. В настоящее время существует более 1250 электронных пакетов по 40 дисциплинам.

Петрозаводский государственный университет закончил локализацию WebCT 4.1 Campus Edition.

WebCT представляет собой прекрасное средство создания и управления образовательным контентом, поддержанное ведущими издателями учебной литературы, например McGraw Hill, Pearson, Thompson Learning, но в системе отсутствуют средства поддержки лабораторных практикумов и практических занятий.

В табл. 9.3. представлены основные свойства и стоимость сетевых инструментальных сред.

308

Г л а в а 9. Средства разработки и применения электронных образовательных ресурсов

Продолжение табл. 9.3

309

Ч А С Т Ь 2. СРЕДСТВА ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

Окончание табл. 9.3

При ме ча ние. В таблице приведены свойства, актуальные для сетевых инструментальных сред. Знак «+» означает наличие, знак «–» — отсутствие.

9.5.Приложения общего назначения

9.5.1.Microsoft Office

Вописании пакета использованы материалы [9.6—9.8]. Текстовый редактор Microsoft Word (самая известная и наиболее используемая многофункциональная программа обработки текстов в мире) предназначен для создания, корректировки, обработки через Интернет и выдачи (на печать или экран) текстовых документов.

Представление What You See Is What You Get (WYSIWYG) позволяет просмотреть на экране готовый документ, не осуществляя пробной печати. Благодаря специальному механизму связывания и встраивания объектов OLE (Object Linking and

310

Г л а в а 9. Средства разработки и применения электронных образовательных ресурсов

Embedding) в текст могут быть импортированы различные элементы (рисунки, иллюстрации, графики, фотографии и др.), подготовленные другими программами.

Microsoft PowerPoint — это инструмент подготовки и проведения презентаций в виде слайд-шоу, позволяющий четко структурировать, хорошо иллюстрировать и профессионально представлять идеи и достижения. Став частью интегрированного пакета Microsoft Office, этот модуль получил сегодня очень широкое распространение.

Специальный «мастер автосодержания» (AutoContent Wizard) помогает качественно и быстро подготовить профессионально оформленные презентации. Он задает несколько вопросов о том, как долго планируется выступление, о чем будет идти речь (жанр, характер выступления и т.п.), каким должно быть оформление и др. В результате при помощи корректировки автором создается «скелет» презентации, который необходимо наполнить содержанием, т.е. конкретным текстом.

Мастер автосодержания включает до 30 шаблонов, помогающих подготовить самые различные презентации (в том числе презентации в режиме онлайн), например, презентацию своего университета для дня открытых дверей или маркетингового исследования, плана, отчета и т.п.

Инструментальные средства «Хронометр» (Slide Meter) и «Записная книжка» (Meeting Minder) позволяют осуществлять контроль времени, записывать замечания и фиксировать последовательность событий во время просмотра презентаций аудиторией. А команда «Конференция» (Presentation Conference) обеспечивает проведение сетевых презентационных конференций.

Искатель слайдов (Slide finder) применяется для эффективной работы со слайдами разных презентаций, что позволяет использовать слайды нескольких презентаций для составления новой. Такой инструмент делает возможной эффективную групповую работу по подготовке одной общей презентации. Slide finder имеет встроенную функцию предварительного просмотра, что способствует отбору слайдов для будущей презентации и быстрому их сведению воедино для новой демонстрации без обращения к операциям «копировать — вставить».

В данном пакете также представлена библиотека шаблонов, включающая в себя заранее установленные анимационные эффекты для отдельных частей слайдов. В Microsoft PowerPoint реализованы новые эффекты анимации, обогащающие презентации неожиданными и впечатляющими вариантами воспроизведения отдельных элементов каждого слайда. Текст может появляться «наплывом» издалека в виде быстро приближающегося к смотрящему объекта. Предусмотрен и механизм фоновой проверки орфографии. В версии 7.0 реализованы и анимационные эффекты, а версия 2000 интегрирована с Internet Explorer.

Microsoft Access — это единственная программа из состава Microsoft Office, на базе которой может быть создан полнофункциональный электронный учебник. Программа позволяет реализовать интерактивные функции и ведение базы данных результатов обучения. Использование средств программирования, настроенных на работу с базами данных, дает возможность организовывать взаимодействие отдельных частей компьютерной программы, вести протокол работы обучаемого, запоминать текущее состояние и производить повторный запуск программы с того места, на котором было прервано ее выполнение. Еще одно преимущество такого подхода

— возможность сравнительно просто организовать эффективную защиту разработанных программных модулей. В системах такого рода, формирующих единый

311