Проектирование системы обмена учебно-методической информацией между участниками учебного процесса

В статье проведен анализ задач виртуальной аудитории, и предложен подход к проектированию системы сетевого обмена учебно-методической информацией между участниками учебного процесса при подготовке студентов для различных направлений подготовки в специализированной виртуальной аудитории на основе перспективных телекоммуникационных технологий.

In article the analysis of problems virtual class-room is carried out and the approach to designing of system of a network exchange by the methodical information between participants of educational process is offered by preparation of students for various directions of preparation in specialized virtual audience on the basis of perspective telecommunication technologies.

Keywords: distance training, multimedia, virtual class-room, web conference, telecommunication technologies

Ключевые слова: дистанционное обучение, мультимедиа, виртуальная аудитория, веб-конференция, телекоммуникационные технологии

Нововведения, или инновации, характерны для любой профессиональной деятельности человека и поэтому естественно становятся предметом изучения, анализа и внедрения. Инновации сами по себе не возникают, они являются результатом научных поисков, передового педагогического опыта отдельных преподавателей и целых коллективов

Применительно к педагогическому процессу в профессиональном образовании инновация означает введение нового в цели, содержание, методы и формы обучения, организацию совместной деятельности преподавателей и студентов.

Учебно-методическая база, образовательно-информационные технологии любого ВУЗа таковы, что они вообще не зависят от того, дневная ли это форма обучения, или заочная, или удаленная. Если знания, весь учебный материал, вся его дидактическая составляющая оформлены и находятся в формализованном электронном виде, то все равно, в принципе, куда подать эти знания: то ли в аудиторию (соответственно оснащенную), то ли находящемуся за пределами учебного заведения пользователю.

В виртуальных аудиториях, построенных на основе современных информационно-коммуникационных технологий студенты и преподаватели могут взаимодействовать на уровне, сравнимом с реальной аудиторией в ВУЗе.

В основе заложена коммуникативная модель очной аудитории, и использовал коммуникации типа «от одного ко всем» – лекция, «от двух ко всем» – опрос студента (семинар). Для создания аналога этих коммуникаций при дистанционной форме существует ряд инженерных решений, например прямой перенос коммуникаций аудиторного типа в телекоммуникационную среду.

Посмотрев на задачу реализации со стороны пользователя сети интернет (то есть из непосредственной среды использования), вполне очевидно, что создаваемая виртуальная аудитория должна максимально приближенно к реальности проецировать происходящее в реальной аудитории. В итоге можно сказать, что создаваемая виртуальная аудитория может представлять собой видео чат, совмещенный с функционалом текстового чата, работающие по определенной логике взаимодействия между преподавателем и студентами.

Очевидно, что при наличии двух явных ролей: преподаватель и студент, для более четкой и понятной реализации необходимо функциональное разделение программы на два интерфейса: преподавательский и студенческий. Такое разделение поспособствует разграничению функциональных возможностей, а так же повысит уровень защищенности программного продукта от попыток в получении несанкционированного доступа к преподавательскому интерфейсу со стороны пытливых студентов.

Задачи виртуальной аудитории

1. Обеспечение визуального контакта между студентами и преподавателем или студентами на других сайтах в «реальном времени».
2. Поддержка и использование разнотипных медиа-компонентов. Медиа доски объявлений, рукописные документы и видео материалы могут быть комбинированы на всех сайтах.
3. Установка связи с экспертами в других географически удаленных регионах.
4. Обеспечение дополнительного доступа к студентам на удаленных сайтах.

Система должна удовлетворять следующим требованиям:

• обеспечение мультипотоковой передачи видео и аудио данных для преподавателя и нескольких студентов;
• видео обмен данными с веб-камеры в реальном времени;
• синхронизированный с видео обменом аудио обмен данными с микрофона преподавателя и вызванного отвечать студента в реальном времени;
• возможность размещать и читать текстовые сообщения в реальном времени.

Надежное (устойчивое) функционирование программы должно быть обеспечено выполнением, владельцем виртуальной аудитории, совокупности организационно-технических мероприятий, перечень которых приведен ниже:

• организовать бесперебойное питание технических средств;
• обеспечить регулярное выполнение требований ГОСТ 51188-98. Защита информации. Испытания программных средств на наличие компьютерных вирусов;
• обеспечить аудит при изменении конфигурации технических и программных средств;
• использовать лицензионное программное обеспечение.

Время восстановления после отказа, вызванного сбоем электропитания технических средств (иными внешними факторами), не фатальным сбоем (не крахом) операционной системы, не должно превышать 30-ти минут при условии соблюдения условий эксплуатации технических и программных средств.

Время восстановления после отказа, вызванного неисправностью технических средств, фатальным сбоем (крахом) операционной системы, не должно превышать времени, требуемого на устранение неисправностей технических средств и переустановки программных средств.

Отказы программы возможны вследствие некорректных действий оператора (пользователя) при взаимодействии с операционной системой.

Во избежание возникновения отказов программы по указанной выше причине следует обеспечить работу конечного пользователя без предоставления ему административных привилегий.

Сравнение аналогов по функциональным требованиям

Обоснованием для реализации функционала описанного в требованиях подразделом выше, является отсутствие полных аналогов по функциональности среди уже реализованных программных продуктов. Для этого, я предлагаю провести сравнение наиболее популярных программ, с возможностью обмена аудио и видео потоками, сообщениями в режиме текстового чата, а так же провести аудит по функциональности разрабатываемого мной продукта (см. таблицу 1).

Таким образом, из таблицы 1 мы видим, что ни один из продуктов (DuDu, Skype, VZOChat) – функционально не соответствует необходимым характеристикам создаваемого продукта, а отсутствие открытых исходных кодов не дает нам возможность взять за основу ни один из заявленных продуктов для создания собственного. В связи с этим необходимость в реализации данного программного продукта является доказанной, и теперь необходимо определиться со средой разработки, а так же удостовериться, что весь задуманный функционал может быть в этой среде реализован.

Таблица 1

Сравнительная таблица продуктов, схожих по функциональности

Методические аспекты проведения учебных занятий

В классе дистанционного обучения некоторые студенты могут воспринять телевизионный курс, ожидая, что он развлекательный, а не обучающий. Снабдите курс хорошо спланированными объяснениями с акцентом на интерактивном общении преподавателя и студента.

Устранение отвлекающих моментов

Студентов всегда необходимо предупреждать о необходимости концентрироваться во время занятий, не отвлекаться на посторонние звуки и происходящее вокруг. Невнимательность сказывается на качестве обучения. Используя интерактивные возможности, разнообразьте учебный курс.

Преподаватель должен начинать курс с подготовки студентов к активной деятельности. Интерактивные видеоконференции — это интерактивные занятия, а не обычное телевидение. Студенты могут сделать свои занятия гораздо интереснее, если будут активно принимать в них участие.

Поддержание диалога

Задавая вопросы и следя за языком жестов, преподаватели могут удостовериться в интересе и степени понимания студентов на всех сайтах. Ваша внимательность поможет студентам чувствовать себя более комфортно.

Подготовка преподавателя

Важно, если преподаватель хорошо технически подготовлен. Тридцати минут работы с компьютером достаточно, чтобы преподаватель мог составить мнение о технических характеристиках компьютера. Это также полезно для быстрого ознакомления преподавателя с листом ссылок с выделенными функциями

Некоторые срочные операции, которые преподаватель должен уметь выполнить:

• включить кодек или мониторы;.
• дозвониться до удаленного сайта(ов), чтобы установить связь;
• контролировать фокус камеры и ее диапазон на домашнем и удаленных сайтах;
• установить необходимый уровень звука;
• дозвониться до удаленного сервера;
• выбрать необходимую скорость передачи данных;
• отрегулировать функцию отмены «эха»;
• переключить камеру с одного документа на другой;
• соединить и разъединить с выходом компьютера;
• использовать компьютер для создания и воспроизведения мультимедийных изображений;
• использовать VCR для трансляции видео изображения на удаленные сайты;.
• отключить связь с удаленным сайтом;
• отключить аппаратуру.

В некоторых институтах есть технические работники, которые помогают преподавателю в проведении видеоконференций. Однако преподаватель должен досконально знать весь процесс, так как технический работник не всегда может присутствовать.

Обучение студентов техническим навыкам также бесполезно, так как может понадобиться их помощь при работе с аппаратурой, если преподаватель находиться на другом сайте, или же недоступен, или приглашенному лектору понадобится помощник.

Интерактивные видеоконференции могут быть эффективным обучающим инструментом для дистанционного преподавателя. Вкупе с другими обучающими средствами его ценность непосредственно связана с пониманием преподавателя преимуществ, недостатков, и возможностей использования этого метода обучения.

Проектирование системы

Диаграмма вариантов использования (use case diagram) — диаграмма, на которой изображаются отношения между актерами и вариантами использования.

Диаграмма вариантов использования – это исходное концептуальное представление или концептуальная модель системы в процессе ее проектирования и разработки. Создание диаграммы вариантов использования имеет следующие цели:

Определить общие границы и контекст моделируемой предметной области на начальных этапах проектирования системы;

Сформулировать общие требования к функциональному поведению проектируемой системы;

Разработать исходную концептуальную модель системы для ее последующей детализации в форме логических и физических моделей;

Подготовить исходную документацию для взаимодействия разработчиков системы с ее заказчиками и пользователями.

Назначение данной диаграммы состоит в следующем: проектируемая программная система представляется в форме так называемых вариантов использования, с которыми взаимодействуют внешние сущности или актеры. При этом актером или действующим лицом называется любой объект, субъект или система, взаимодействующая с моделируемой бизнес-системой извне. Это может быть человек, техническое устройство, программа или любая другая система, которая служит источником воздействия на моделируемую систему так, как определит разработчик. Вариант использования служит для описания сервисов, которые система предоставляет актеру. Другими словами каждый вариант использования определяет набор действий, совершаемый системой при диалоге с актером. При этом ничего не говорится о том, каким образом будет реализовано взаимодействие актеров с системой и собственно выполнение вариантов использования.

На диаграмме последовательности изображены только те объекты, которые непосредственно участвуют во взаимодействии (рис. 2). Ключевым моментом для диаграмм последовательности является динамика взаимодействия объектов во времени.

На диаграмме последовательности имеет как бы два измерения. Слева направо объекты, а сверху вниз цикл их жизни. При помощи стрелок, все объекты на диаграмме последовательности образуют некоторый порядок действий, определяемый очередностью или степенью активности объектов при взаимодействии друг с другом.

Графически каждый объект изображается прямоугольником и располагается в верхней части своей линии жизни. Внутри прямоугольника записываются имя объекта.

Каждое взаимодействие описывается совокупностью сообщений, которыми участвующие в нем объекты обмениваются между собой.

Сообщение представляет собой законченный фрагмент информации, который отправляется одним объектом другому. Прием сообщения инициирует выполнение определенных действий, направленных на решение отдельной задачи тем объектом, которому это сообщение отправлено.

Предполагается, что время передачи сообщения достаточно мало по сравнению с процессами выполнения действий объектами, то есть, за время передачи сообщения с соответствующими объектами не может произойти никаких изменений.

В отдельных случаях объект может посылать сообщения самому себе, инициируя так называемые рефлексивные сообщения. Такие сообщения изображаются прямоугольником со стрелкой, начало и конец которой совпадают.

Рисунок1. Варианты использования виртуальной аудитории

Рисунок2. Диаграмма последовательностей