Transcript Generic E-Learning Environments and Paradigms for the New

Архитектура за
еОбучение с интегриран
Microsoft Class Server
Елена ШОЙКОВА, Владислав ДЕНИШЕВ,
НИЛ “Технологии на еОбучение”,
Технически Университет - София
Национален семинар по електронно обучение
“Софтуерни платформи за електронно обучение”,
26.05.2005, София
Съдържание
Потребности
Сравнение между IEEE LTSA и Microsoft
Class Server
Дефиниране на изискванията - Use
Case анализ и моделиране
Синтез на архитектура
Реализация
Пилотно тестване
Етапи в използването на ИТ:
Първи етап: създаване на институционална
технологична инфраструктура
Втори етап: богато педагогическо,
административно и управленско използване
на тази инфраструктура
Трети етап (стратегическо използване на
ИТ): фокусът е върху различните целеви
групи във висшето образование –
традиционните студенти и обучаваните през
целия живот
Картината в ТУ-София:
В повечето случаи
факултетите/департаментите сега са в
преход от фаза на богато
експериментиране отдолу в катедрите
към фаза на институционално
използване на ИТ за учебни цели,
администриране и управление
Комбиниран мета-модел
Комбиниран модел за
инженерно образование
Управление на обучението
в технологично-базирана среда
Традиционни методи
за обучение
Електронно обучение
Самообучение
Лекции
Wеб-базирани инструкции
Упражнения
Електронно учебно съдържание
Проекти
Оценяване на знанията
Консултации
Асинхронна/синхронна
комуникация
Виртуални лаборатории за
симулации, измерване и
проектиране
Трите извода:
Промените във висшето образование са бавни, не
радикални, но към по-голяма гъвкавост в
традиционните университетски среди
Информационните технологии се прилагат широко
в преподаването и обучението за повишаване на
неговото качество и ефективност, но като част от
комбиниран модел, а не като подмяна на
традиционните методи и форми
Преподавателите, когато използват
информационните технологии в преподаването и
обучението работят повече, за което е необходима
значителна подкрепа от институцията.
Microsoft Class Server –
сравнение с IEEE LTSA
IEEE Learning Technology System
Architecture (LTSA)– организация на
компонентите
Обучаеми
Оценяване
Доставяне
Учебни
ресурси
4 процеса
2 хранилища
Преподавател
Записи за
обучаемия
13 информационни потока
между компонентите
IEEE Learning Technology System
Architecture (LTSA)– организация на
компонентите
Обучаеми
Оценяване
Доставяне
Учебни
ресурси
Преподавател
Записи за
обучаемия
(1) Стилът, стратегията и методите на обучение се договарят
между обучаемия и преподавателя и се установяват
неговите предпочитания.
IEEE Learning Technology System
Architecture (LTSA)– организация на
компонентите
Обучаеми
Оценяване
Доставяне
Учебни
ресурси
Преподавател
Записи за
обучаемия
(2) Обучаемият е наблюдаван и оценяван в контекста на
мултимедийните взаимодействия.
IEEE Learning Technology System
Architecture (LTSA)– организация на
компонентите
Обучаеми
Оценяване
Доставяне
Учебни
ресурси
Преподавател
Записи за
обучаемия
(3) Оценяването води до оценка на постиженията и създава
информация за обучаемия.
IEEE Learning Technology System
Architecture (LTSA)– организация на
компонентите
Обучаеми
Оценяване
Доставяне
Учебни
ресурси
Преподавател
Записи за
обучаемия
(4) Информацията за прогреса на обучаемия се съхранява в
база данни.
IEEE Learning Technology System
Architecture (LTSA)– организация на
компонентите
Обучаеми
Оценяване
Доставяне
Учебни
ресурси
Преподавател
Записи за
обучаемия
(5) Преподавателят преглежда резултатите от оценяването,
информацията за обучаемия (неговите предпочитания,
постижения и бъдещи цели).
IEEE Learning Technology System
Architecture (LTSA)– организация на
компонентите
Обучаеми
Оценяване
Доставяне
Учебни
ресурси
Преподавател
Записи за
обучаемия
(6) Преподавателят търси в учебните ресурси чрез въпроси и
каталожна информация, най-подходящото учебно
съдържание и формира локатор.
IEEE Learning Technology System
Architecture (LTSA)– организация на
компонентите
Обучаеми
Оценяване
Доставяне
Учебни
ресурси
Преподавател
Записи за
обучаемия
(7) Преподавателят изпраща локатора с подготвения план на
урока към процеса доставяне.
IEEE Learning Technology System
Architecture (LTSA)– организация на
компонентите
Обучаеми
Оценяване
Доставяне
Учебни
ресурси
Преподавател
Записи за
обучаемия
(8) Процесът доставяне извлича учебното съдържание от
хранилището за учебни ресурси чрез локатора и трансформира учебното съдържание в интерактивна мултимедийна
презентация за обучаемия.
Microsoft Class Server – сравнение с
IEEE LTSA
Цифрови хранилища:
Данни за обучаемия (R) – съществува,
форматът на информация не
съответства на никой стандарт, не
съществува единен профил, а отделни
записи
Учебни обекти (LR) – съществува,
форматът на обекта отговаря на
спецификацията Microsoft LRM
Microsoft Class Server – сравнение с
IEEE LTSA
Процеси:
Обучаем (LE) – съществува, профилът
не съответства на никой стандарт,
информацията не съответства на
изискванията на университетите в
България
Оценяване (E) – съществува, заданията
съдържат тестове, които могат да се
оценяват ръчно или автоматично
Microsoft Class Server – сравнение с
IEEE LTSA
Процеси:
Преподавател (C) – съществува
Сервиране на ресурси (D) –
съществува, учебните материали могат
да се разглеждат през LAN или Internet
Microsoft Class Server – сравнение с
IEEE LTSA
Потоци информация:
Поведение (B) между обучаем и процес на
оценяване – съществува, но няма
проследяване на поведението в реално
време, резултатите от тестването могат да се
оценяват ръчно и/или автоматизирано
Информация от оценяването (А) между
процес на оценяване и преподавател –
съществува, преподавателят може да
прегледа ръчно работата на студента, може
да изпрати забележки, може да генерира
статистика с резултатите на студентите
Microsoft Class Server – сравнение с
IEEE LTSA
Потоци информация:
Информация за обучаем (L1) между процес
на оценяване и запис на обучаемия –
съществува, няма единен профил на
обучаемия, но резултатите от тестовете се
следят и записват
Информация за обучаем (L2) между запис на
обучаемия и преподавател – съществува,
преподавателят може да прегледа
резултатите на студентите и да генерира
статистика
Microsoft Class Server – сравнение с
IEEE LTSA
Потоци информация:
Информация за обучаем (L3) между
преподавател и запис на обучаемия –
съществува, преподавателят може да
поставя оценки и коментари за работата на
обучаемия
Информация за обучаем (L4) между
обучаемия и преподавател – не съществува
процес по договаряне на предпочитанията на
обучаемия
Microsoft Class Server – сравнение с
IEEE LTSA
Потоци информация:
Запитване (Q) между преподавател и
хранилище за учебни обекти – съществува,
преподавателят може да избира подходящите
материали от своята библиотека или от
предоставените му от други преподаватели
материали
Каталожна информация (Q1) между
хранилище за учебни обекти и преподавател
– съществува, метаданните отговарят на
спецификацията Microsoft LRM
Microsoft Class Server – сравнение с
IEEE LTSA
Потоци информация:
Локатор (L5) между преподавател и система
за сервиране – не съществува, но
преподавателят може да намира и задава
статично подходящите материали на
обучаемите
Локатор (L6) между система за сервиране и
хранилище за учебни обекти – не
съществува, учебните ресурси се доставят
статично
Microsoft Class Server – сравнение с
IEEE LTSA
Потоци информация:
Учебно съдържание (LC) между
хранилище за учебни обекти и система
за сервиране – съществува, но
инструкторът задава необходимите
учебни ресурси
Информация за взаимодействие (IC)
между система за сервиране и
оценяване – не съществува
Microsoft Class Server – сравнение с
IEEE LTSA
Потоци информация:
Мултимедия (M) между система за
сервиране и обучаем – съществува,
като системата доставя на обучаемия
статични HTML страници, а
допълнителна мултимедия може да се
вградени чрез външни инструменти
Дефиниране на изискванията
С цел развитие и функционално обогатяване на MS Class
Server и с оглед на направения анализ са дефинирани
следните изисквания:
Входен офис с публична област, предоставяща
информация за дисциплините и възможност за onlineрегистрация;
Персонализирани home-страници за студенти,
преподаватели и администратори
Адаптиране на учебната област към модела на
българския университет
Комуникационна област с възможности за синхронни и
асинхронни комуникации
Вътрешен офис с възможности за управление на
потребителите и учебната работа адаптирана към опита
на българските университети
Методология за проектиране
Архитектурата се разработва съгласно
постановките на Унифицирания процес за
проектиране (Unified Development Process). В
своята същност това е инкрементален
процес, изграден върху идеята за прецеденти
(Use Cases), описващи сценариите за
взаимодействие между системата и нейните
потребители. Артефактите на системата са
визуално документирани с помощта на
унифицирания език за моделиране (Unified
Modeling Language).
Use Case анализ и моделиране
Use Case анализът е най-ефективният
метод за откриване на изискванията
към сложни софтуерни системи и
функционалното им специфициране.
Use Case анализ и моделиране
Основни потребители на системата:
Гост
Студент
Инструктор
Администратор
Основни потребители на системата
Потребители
Guest
Instructor
Student
Administrator
Разглежда публичната част – информация за курсове, регистрация
Достъп до персонална страница с бележник
Достъп до комуникационна област
Изпълнява
задания
Учебни ресурси
Задания
Права / роли
Управление
на курсове
Управление
на потребители
Use Case анализ и моделиране
Гост
Посещава сайта на университета и се
запознава с инициативата за
еОбучение. Преглежда списъка на
курсовете и информацията за тях.
Регистрира се в средата за еОбучение.
Use Case анализ и моделиране
Гост
View information about the
eLearning initiative
Guest
List Courses
View Course Information
Register
Use Case анализ и моделиране
Регистрация
Load
usernames
Enter details
Alert: invalid
registration request
Validate
form
Yes
Yes
Yes
Required fi eldsNo
are filled
No
Fields content
rules are met
Username
does not exi st
Passwords
match
Yes
Store profile
Yes
Set Status
"Active"
User exists in University
Information System
No
Set Status
"Disabled"
Notify Administrator
(email)
Noti fy user
(email)
No
No
Use Case анализ и моделиране
Студент
След аутентикация влиза в персонализиран
фронт офис, от където може да следи
разписанието на учебния процес, да
преглежда текущите и миналите си задания,
да решава тестове и да следи прогреса си.
Може да получава актуални съобщения, да
комуникира с дугите студенти и
преподаватели и да ползва личен бележник.
Use Case анализ и моделиране
Студент
View Announcements
Login
Course Information List Assignments
Communicate
Take notes
Complete Project
Assignment
Review Instructions
Complete
Student
Complete Test Assignment
Modify Personal Profile
View Marks
Review Progress
Review Schedule
Logout
Submit
Use Case анализ и моделиране
Login
Request homepage /
protected resource
No
Yes
User has been
authenti cated
User provides username
/ password
Yes
Username/pass
word are valid
Alert: Incorrect
user/pass
No
User is
authenticated
User is authorized
to access resource
Yes
Grant access
No
Alert: Access
denied
Use Case анализ и моделиране
Учебна програма
: Student
ListLectures
ListSeminar
s
ListLabs
ListStudents MapStudent
sToGroups
1: list(username)
2: getUserID(username)
3: userID
4: getGroupID(userID)
5: groupID
6: listOfLectures(groupID)
7: list(username)
8: getUserID(username)
9: userID
10: getGroupID(userID)
11: groupID
12: listOfSeminars(groupID)
13: list(username)
14: getUserID(username)
15: userID
16: getGroupID(userID)
17: groupID
18: listOfLabs(groupID)
Use Case анализ и моделиране
Инструктор
След аутентикация влиза в персонализиран
фронт офис, от където може да следи и
коригира разписанието на учебния процес, да
преглежда списък на студентите, учебните си
ресурси, задания, тестове и да следи
прогреса на студентите си. Може да създава
съобщения, да комуникира със студентите и
да ползва личен бележник.
Use Case анализ и моделиране
Инструктор
Modify Personal Profile
Login
Create / Edit LR
Preview LR
Communicate
Take notes
List Learning Resources
Share / Import Resources
Instructor
List Students
Assignment List / Calendar
Create Assignment
View Announcements
Create Group
Modify Announcements
Review Schedule
Mark Assignment
View Classes
View Groups
Modify Schedule
Delete Group
Logout
Marking Chart
View Students
Use Case анализ и моделиране
Създаване на
Учебен Ресурс
Select
Template
Select Visual
Theme
Set Title &
Metadata
Insert Page
Edit Page
No
Resource
completed
Yes
Use Case анализ и моделиране
Задание
Несъщ ествуващо
Архивирано
Create / Import
Незададено
(none)
Archive
Archive
Оценено (graded)
Assign
Зададено
(To Do)
Start
Re-Assign
Ръчно (manually
graded)
Manually grade
Manually grade
Auto grade
Незавършено
(incomplete)
Submit
Предадено
(submitted)
Автоматично
(autograded)
Use Case анализ и моделиране
Администратор
След аутентикация влиза в персонализиран
бек-офис, от където може да управлява
потребителите (студенти, преподаватели и
администратори), да създава класове и да
присъединява към тях преподаватели и
студенти, да променя настройките на
системата. Може да създава съобщения, да
комуникира със студентите и да ползва личен
бележник.
Use Case анализ и моделиране
Администратор
Communicate
Take notes
Logout
Login
Modify Personal Profile
Administrator
View Announcements
Set System Options
List Courses
List Students
List Administrators
List Instructors
View Course Information
View Student Profile
Modify Announcements
View Administrator Profile
Create Courses
View Instructor Profile
Edit Course Homepage
Edit Profile
Адаптиране към модела на обучение
в българските университети:
School ↔ Факултет
Class ↔ Дисциплина
Group ↔ Адм. група
Student ↔ Студент
Проектиране – Class Diagram
База данни – концептуален модел
Contacts
Notepad
PersonalProfile
1
Skills
1
1
0..n
Role
1
1..n
Person 1
1
1 1
1
1
SystemOptions
1
1
ProfileStudent
PayingType
1
1..n
0..1
0..n
1..n
ProfileTeacher
1
AcadGroup
1
1
Faculty
1
1
1
1
1
1
0..n
1
EducationForm
1
EducationType
0..n
1
0..n
1
0..n
1
1..n
MapMetaData
0..n
Subject
1
1
1
0..n
MCSGroups
1..n
1
1
ProfileAdministrator
Semester
1
Map
Speciality
0..1
0..n
MetaData
0..n
База данни – потребителски изгледи
Notepad
Contacts
PersonalProfile
Role
Skills
Person
SystemOptions
ProfileStudent
PayingType
ProfileTeacher
AcadGroup
ProfileAdministrator
Semester
Instructor
Faculty
Map
Speciality
MetaData
MapMetaData
EducationForm
EducationType
Subject
Student
MCSGroups
Administrator
Архитектура – компоненти
Web browser
Public site
Application Form
Front office
Assignments
Learning Resources
Communications
Back office
Apache Tomcat
Sun Java VM
•Operating system
•Network connections
Student profiles
MS Class Server
MCS Student
MCS Teacher
MCS Administrator
Courses
Teacher profiles
MS SQL Server 2000
Internet Information
Server
(Windows 2000)
Microsoft Windows 2000 Server / Advanced Server
Архитектура – технологии
User Tier
Application Tier
Servers
Database
Tier
Applications
MS Class Server
ASP.NET
Web Server
IIS 5.0
HTTP
Mail Server
SMTP
JavaMail
Browser
HTTP
SQL
JSP/Servlet
engine
Tomcat 4.1
JSP
Servlet
Personal
Homepage
JDBC
SQL
Client: Java Applet
Server: Application
Chat & Guided Browsing
VLE-ECADELL
Database
MS SQL 2000
Внедряване и Тестване
ТУ-София
ТУ-Варна
Реализация – публична част
•Информация за
инициативата
•Анотация на
дисциплина
Реализация – публична част
•Учебни материали
•Форма за
online-регистрация
Реализация – студент
•Login (студент)
•Персонална
страница
(студент)
Реализация – студент
•Личен профил
(студент)
•График на
занятията
Реализация
•Персонален бележник
•Чат
Реализация – студент
•Microsoft
Class Server
Student
Реализация – инструктор
•Microsoft
Class Server
Teacher
Реализация – инструктор
•Microsoft
Class Server
Teacher
Реализация – инструктор
•Microsoft
Class Server
Teacher
Реализация – инструктор
•Microsoft
Class Server
Teacher
Реализация – инструктор
•Microsoft
Class Server
Teacher
Реализация – инструктор
•Microsoft
Class Server
Teacher
Реализация – инструктор
•Microsoft
Class Server
Teacher
Реализация – Вътрешен офис
•Управление на
потребителите
(инструктор)
•Профил на
потребител
•Управление на
потребителите
(администратор)
Изводи:
По-добро мотивиране на студентите
По-активно участие на студентите в
учебния процес
По-обективен процес за оценяване на
знанията
По-високи резултати в обучението
За контакти:
[email protected]
[email protected]
http://demlab.tu-sofia.bg