Главная База знаний "Allbest" Программирование, компьютеры и кибернетика Исследование использования программ дистанционного обучения для подготовки учебно-методической документации

Исследование использования программ дистанционного обучения для подготовки учебно-методической документации

Дистанционное обучение с использованием интернет-технологий, методика и технологии его применения. Программы "eLearning Server 3000", "Lotus LearningSpace", "Батисфера", "SunRav TestOfficePro". Представление информации и система проверки знаний.

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 13.05.2009
Размер файла 2,4 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Импорт тестов. Тесты могут быть импортированы из текстовых файлов (подготовленных, например, в программе MS WORD) и таблиц MS Excel.

Экспорт тестов. Тесты могут быть экспортированы в форматы RTF, TXT, XML.

Объединение нескольких тестов в один тест.

Создание "Бумажных тестов". Тесты можно распечатать на бумаге для того, что бы пользователи тестировались без компьютеров. Возможна генерация нескольких тестов из одного таким образом, что набор вопросов каждого теста будет отличаться.

Установка различных параметров сразу для нескольких вопросов.

Установка шрифта вопросов/вариантов ответов сразу для всех вопросов/вариантов ответов.

Проверка теста. Перед тем, как тест будет сохранен, происходит его проверка на правильность, что позволяет избежать создания тестов, например, с вопросами, в которых нет ни одного правильного варианта ответа и т.п.

Запуск теста. Тест можно запустить в программе tTester для того, что бы посмотреть, как будет выглядеть тестирование.

Многоязычный интерфейс. На данный момент программа переведена на русский, украинский и белорусский языки.

Программа tTester предназначена для проведения тестирования и обладает следующими возможностями.

Безопасность. Для того чтобы изменить параметры программы нужно знать пароль.

Внешний вид программы можно очень гибко настроить. Возможно отключение меню и/или инструментальной панели. Визуальный стиль программы можно изменять.

Информация по ходу тестирования. В тесте можно определить, что нужно показать пользователю во время тестирования: Ф. И.О. испытуемого, кол-во вопросов в тесте, номер текущего вопроса, кол-во правильных ответов, оставшееся время до окончания тестирования.

Подача звукового сигнала после окончания тестирования поможет преподавателю на слух определить, что кто-то уже закончил тестирование.

Удобная система ответа на вопрос.

Удобная система выбора тестов.

Командная строка. Большое кол-во параметров командной строки. Это позволяет:

Настраивать ярлыки, что позволяет минимизировать действия пользователя для начала тестирования.

Использовать ссылки из различных документов, что позволяет интегрировать tTester в состав различных электронных учебников и т.д. Например, в учебниках, созданных с помощью пакета SunRav BookOffice.

С примером этого использования можно ознакомиться в Центре по разработке обучающих программ

Отправка результатов по почте. По окончании тестирования, результаты могут быть отправлены по электронной почте. Это может быть полезным при тестировании заочников или студентов, обучающихся по системе дистанционного обучения.

Запись тестов на диск. Тесты могут быть записаны на CD или DVD диск для того, что бы пользователь смог пройти тестирование, не устанавливая никаких программ - достаточно просто вставить диск и выбрать тест.

Результаты тестирования. Результат тестирования можно сохранить в тестовом файле и/или распечатать (администратор может отключить эти возможности). Можно гибко настроить то, в каком виде пользователь получит результаты тестирования:

Вообще не получить никакого сообщения.

Получить результат тестирования по определенным темам и по тесту в целом.

Получить список самых неудачных тем.

Получить подробный лог тестирования: текст вопроса и ответ на него, а также информацию о правильности ответа.

Регистрация пользователей. Администратор может разрешить или запретить самостоятельную регистрацию пользователей.

Процесс тестирования. Администратор может:

Запретить выходить из программы до окончания тестирования

Отключить доступ к рабочему столу и панели задач. При этом программа может работать в полноэкранном режиме.

Настроить программу таким образом, что после одного тестирования она сразу закроется.

Пропущенные вопросы. Возможно настроить программу так, что пользователь будет иметь возможность пропускать вопросы и/или сможет возвращаться к предыдущим вопросам.

Многоязычный интерфейс. На данный момент программа переведена на русский, украинский и белорусский языки.

Программа tAdmin предназначена для просмотра результатов тестирования отдельных пользователей и создания отчетов по группам пользователей обладает следующими возможностями.

Работа с пользователями. С помощью программы можно создавать новых пользователей, редактировать данные пользователей, а также удалять пользователей.

Отчеты по пользователям. Программе доступна вся информация по каждому тестируемому - каждый его шаг фиксируется. Если пользователь начал тестирование, не закончил его и начал новое тестирование - это будет отражено в программе tAdmin.

Результаты тестирования состоят из:

Оценки, полученной за тест (включая оценки по всем темам).

Общей информации по тестированию: дата тестирования, время начала и окончания тестирования, количество заданных и отвеченных вопросов, количество правильных ответов и баллов, а также процент правильных ответов.

Подробный отчет по ответам пользователя: какие вопросы он получил, как на них ответил, сколько времени раздумывал над ответом, сколько получил балов за ответ и дал ли он правильный ответ.

Отчеты по группам пользователей. Программа может создавать отчеты сразу по нескольким группам и/или тестам. В отчет помещаются следующие данные: ФИО, группа, название теста, результаты тестирования, баллы, количество правильных ответов, количество попыток, среднее количество набранных баллов за все попытки тестирования, процент правильных ответов и дата тестирования. Возможно создание отчетов, соответствующих определенным параметрам:

Дата тестирования. Можно задать диапазон дат или точную дату тестирования.

Количество правильных ответов. Можно задать диапазон или точное значение.

Количество набранных баллов. Можно задать диапазон или точное значение.

Номер теста. Можно включить либо все тесты, соответствующие предыдущим параметрам, либо первый/последний/определенный тест.

Матрица ответов. Возможно создание матрицы ответов, состоящей из всех пользователей, попавших в отчет и значений их ответов. В матрице помещаются данные о самых сложных и самых легких вопросах.

Фильтры. Созданные групповые отчеты можно фильтровать по любому параметру.

Печать отчетов. Созданные отчеты (как пользовательские так и групповые) можно распечатать. Внешний вид отчетов определяется шаблонами, которые можно визуально редактировать во встроенном редакторе шаблонов.

Экспорт отчетов. Подготовленные с помощью шаблонов отчеты можно экспортировать в наиболее популярные форматы: Excel, XML, HTML, PDF, RTF, BMP, JPEG, TIFF.

Резервное копирование. tAdmin может создавать резервные копии важных данных (результаты тестирования, тесты и т.д.) как в ручном, так и в автоматическом режиме.

1.6 Представление информации в дистанционном обучении

Самым удобным средством предоставления информации в дистанционном обучении является электронный учебник. Обычно материалы электронного учебника разбивают на несколько частей. Изучение каждой части учебного материала завершается контрольным тестом. От правильности организации электронного учебника и подсистемы тестирования полученных знаний во многом зависит успех технологии дистанционного обучения.

1.6.1 Электронный учебник

В современных условиях появились специализированные средства предоставления информации - электронные учебники [7]. В состав конспекта лекций электронного учебника можно включать текстовые и графические фрагменты, анимацию, а также аудио- и видеофайлы. Преподаватель, избавившись от рутинного труда, поглощавшего львиную долю его рабочего времени, может внимательнее следить за скоростью и качеством текущего усвоения знаний студентами, тщательнее адаптировать учебные материалы, стремясь оптимизировать их качество.

С точки зрения скорости подготовки электронные учебники имеют существенные преимущества перед печатной книгой. Для тех учебных предметов, темой которых являются быстро меняющиеся технологии, скорость подготовки и модернизации учебных пособий является чрезвычайно важным фактором.

Существенных недостатков у электронного учебника два:

Необходимость специального дополнительного оборудования для работы с ним, прежде всего - компьютера с соответствующим программным обеспечением и качественным монитором, а иногда дополнительно также дисковода для компакт-дисков и/или сетевой карты или модема для работы в локальной или глобальной сети.

Непривычность, нетрадиционность электронной формы представления информации и повышенной утомляемости при работе с монитором.

Достоинств электронных учебников гораздо больше:

Возможность адаптации и оптимизации пользовательского интерфейса под индивидуальные запросы обучаемого. В частности, имеется в виду возможность использования как текстовой или гипертекстовой, так и фреймовой структуры учебника, причем количество фреймов, их размеры и заполнение могут изменяться. Вместо части фреймов, по желанию студента, можно использовать всплывающие окна с тем же самым содержимым, например, с рисунками или списком определений.

Возможность использования дополнительных (по сравнению с печатным изданием) средств воздействия на обучаемого (мультимедийное издание), что позволяет быстрее осваивать и лучше запоминать учебный материал. Особенно важным автору данной книги представляется включение в текст пособия анимационных моделей. Положительный эффект можно достигнуть и с помощью звукового сопровождения, соответствующего лекторскому тексту.

Возможность построения простого и удобного механизма навигации в пределах электронного учебника. В печатном издании таких возможностей две: оглавление и колонтитулы, иногда к ним также относят глоссарий. Однако для практической реализации этих возможностей необходимо листать страницы учебника. В электронном пособии используются гиперссылки и фреймовая структура или карты-изображения, что позволяет, не. листая страниц, быстро перейти к нужному разделу или фрагменту и, при необходимости, так же легко и быстро возвратиться обратно. При этом не требуется запоминать страницы, на которых были расположены соответствующие разделы.

Развитый поисковый механизм не только в пределах электронного учебника, но и вне его. В частности, по гипертекстовым ссылкам можно перемещаться по тексту издания, просматривать рисунки, обращаться к другим изданиям, ссылки на которые имеются в нем (литература и пр), даже написать электронное письмо автору пособия с просьбой объяснить те или иные положения учебника. При использовании сетевых обучающих структур возможно обсудить положения учебника с другими студентами (в электронном читальном зале), оставаясь на своем рабочем месте.

Возможность встроенного автоматизированного контроля уровня знаний студента, и на этой основе автоматический выбор соответствующего уровню знаний слоя учебника, как указано в следующем пункте.

Возможность адаптации изучаемого материала к уровню знаний студента, следствием чего является улучшение восприятия и запоминания информации. Адаптация основана на использовании слоистой структуры издания, причем в соответствии с результатами тестирования студенту предоставляется слой, соответствующий уровню его знаний.

Главное преимущество электронного учебника - это возможность интерактивного взаимодействия между студентом и элементами учебника. Уровень интерактивности может изменяться от низкого и умеренного (перемещение по ссылкам) до высокого (самостоятельное тестирование и личное участие студента в моделировании процессов). Если тестирование подобно собеседованию с преподавателем, то участие в моделировании процессов можно сопоставить с приобретением практических навыков в процессе производственной практики в реальных или приближенных к ним условиях производства (аналогично подготовке на специальных тренажерах).

С внедрением электронных учебников изменяются и функции библиотеки учебного заведения. В этом случае роль библиотеки переходит к электронному читальному залу, оборудованному компьютерами, объединенными в локальную сеть, которая связана с текстовой базой данных - хранилищем электронных учебников. Все читатели такой библиотеки без всякой очереди и ожидания могут самостоятельно выбирать и читать любые электронные учебники, в том числе и одинаковые, автоматически тиражируемые для них в любом количестве экземпляров.

1.6.2 Система проверки знаний

Современное образование и, в особенности, дистанционное обучение немыслимо без применения автоматизированных методов оценки уровня подготовки студента, т.е. без системы тестирования с автоматической обработкой его результатов. Организовать тестирование проще всего через web-страницу, при этом результаты полученные в ходе тестирования автоматически обрабатываются на web-сервере и тестируемый получает незамедлительно получает ответ - сдал он тест или нет [7].

В то же время следует отметить ограниченные возможности тех систем тестирования, для которых характерна оценка знаний путем выбора ответа из некоторого множества вариантов. В дальнейшем следует, стремиться к разработке систем, обеспечивающих получение содержательного ответа на вопросы и последующего автоматизированного семантического анализа этих ответов. Здесь определенные возможности открывает технология составления тестов и обработки результатов тестирования на основе HTML-форм и скриптов. Эта задача достаточно сложна и объемна. И основное внимание следует уделить технологии составления HTML-форм и принципам их автоматизированной обработки.

1.7 Проблемы использования программ дистанционного обучения и методы их решения

Дистанционное обучение перспективно. Оно постоянно совершенствуется, но существует ряд проблем, исследование которых ведется в настоящее время. Появляются новые методы и пути их решения. Рассмотрим основные проблемы, связанные в той или иной степени с использованием программ дистанционного обучения. Практически во всех перечисленных программах эти проблемы либо не решены, либо решены частично. В основе технологии дистанционного обучения лежит целенаправленная подготовка студентов к сдаче экзаменов по той или иной теме с использованием различных средств, таких как видео и аудио кассеты, мультимедийные курсы на CD, электронные учебники, электронное тестирование. Обучение происходит посредством трех технологий - видео-технологии, кейс-технологии и интернет-технологии (сетевой технологии). Исследовав основные особенности, преимущества и недостатки различных технологий и программ дистанционного обучения, можно сформулировать ряд основных проблем, характерных для систем дистанционного обучения и дистанционного контроля [8].

Эти или подобные проблемы возникают у всех, кто занимается созданием систем дистанционного обучения. Большинство из них связано не с разработкой самих учебных материалов для студентов, а с способом контроля полученных знаний. Поэтому больше внимания в работе уделено тому, как преподнести учебную информацию студенту и как проконтролировать его самостоятельную работу. Форма преподнесения информации должна быть удобной, доступной и соответствовать основным принципам дистанционного обучения, а система контроля должна быть эффективной.

1.7.1 Проблемы использования программ дистанционного обучения

Сформулируем основные проблемы, связанных с защитой, и ряд других вопросов, относящихся к системам дистанционного обучения.

1 Отсутствие возможности достоверно определить, прошел ли студент тестирование самостоятельно. Для этой задачи он вполне мог использовать другого человека (например, более подготовленного студента).

2 Неизвестно, сколько раз студент предпринял попытку пройти тестирование. Студент имеет возможность устанавливать систему дистанционного обучения в нескольких экземплярах и/или копировать ее, тем самым сохраняя ее текущее состояние. Так студент получает возможность неограниченного количества попыток прохождения тестирования и возможность выбрать из них попытку с наилучшим результатом. Проблема характерна для кейс-технологии и практически отсутствует в интернет-технологии.

3 Очень важной проблемой в области организации самостоятельной работы и, особенно, компьютерного внешнего контроля является слабая защищенность образовательного программного обеспечения от "взлома" с целью доступа к правильным ответам и подделки результатов контроля. Существует возможность создания универсального редактора файлов результатов тестирования. Он может использоваться студентом для корректировки оценок выставленных программой тестирования. Эта проблема вытекает из того, что в основном современные контролирующие системы используют память компьютера для хранения эталонных ответов вместе с заданиями. Как правило, они шифруются, но, как показывает практика, их всегда можно расшифровать. Эта проблема особенно остро встала с появлением в России дистанционных технологий обучения, где внешний контроль знаний осуществляется в основном компьютером в отсутствие преподавателя.

4 Существует угроза создания универсальной программы просмотра файлов с заданиями и ответами. Тем самым, студент имеет возможность узнать верные ответы на вопросы в тестах.

5 Существует также проблема защиты обучающего программного обеспечения от модификации его кода, с целью изменения алгоритма оценивания результатов тестирования или другого кода. Слабая защищенность от "взлома" любых контролирующих систем создает трудности при проведении контроля в системах дистанционного образования. Внешний контроль на расстоянии исключен, так как никто не может гарантировать, что контролирующие программы не были "взломаны" в процессе выполнения контрольной работы.

1.7.2 Обзор методов решения проблем дистанционного обучения и обоснование выбора решения

1. Система дистанционного образования должна иметь достаточные средства защиты от несанкционированного вмешательства и подмены реальных студентов их дублерами. Практически отсутствует возможность определить, прошел ли студент тестирование самостоятельно. Для этой задачи он вполне мог использовать другого человека (например, более подготовленного студента) [8, 9].

В случае использования данной системы в аудиториях кафедры, никаких сложностей не возникает, так как студенты находятся под контролем преподавательского состава. Но ориентация образования на дистанционное обучение вносит свои коррективы. Возникает потребность в возможности использования данного программного обеспечения студентом на своей локальной машине. Это, пожалуй, самая сложная задача. Невозможно помешать студенту пойти к другу и попросить выполнить определенную лабораторную работу, пройти тестирование. Без применения специальной аппаратуры это практически нереально. Но, естественно, применение аппаратных средств невозможно в силу хотя бы своей высокой цены. Следовательно, такой вариант рассматриваться не будет. По крайней мере, он не реален да данном этапе состояния образования в нашей стране.

Студент может посадить за компьютер вместо себя более осведомленного в предмете человека. Навигационная система ДО должна проверять, находится ли за удаленным компьютером именно тот обучаемый, за которого он себя выдает, то есть, произвести распознавание пользователя.

Каким образом сегодня решается эта проблема? Каждый поступающий на обучение в СДО человек получает свое входное имя и пароль для входа на сервер с учебными материалами. При обращении обучаемого к серверу о нем можно собирать информацию, полезную для преподавателя: перечень страниц, посещенных пользователем за сеанс работы; время, проведенное на каждой странице; активированные гиперссылки на данной странице; перечень файлов, которые были скопированы пользователем с учебного сервера; время тестирования и др. При необходимости администратор сервера СДО может с помощью собираемой информации восстановить любой сценарий сеанса работы какого-либо обучаемого.

Но вся собранная таким образом информация является косвенной. То есть, если в систему вошел человек по входному имени и паролю своего коллеги с целью отметиться и принять участие в тестировании, то его невозможно разоблачить. Другими словами, нужны прямые доказательства того, что данный сеанс обучения провел действительно тот пользователь, с чьим именем сопоставлены входное имя и пароль.

Другой вариант, в общении с компьютером индивидуальность пользователя проявляется в скорости, привычке использовать основную или дополнительную часть клавиатуры, характере "сдвоенных" и "строенных" нажатий клавиш, излюбленных приемов работы с компьютером, с помощью которых можно выделить конкретного человека среди работавших на данной машине. Разумеется, по двум-трем, даже по десяти нажатым клавишам отличить пользователя невозможно, нужна статистика.

При наборе ключевой фразы компьютер позволяет зафиксировать много различных параметров, но для идентификации наиболее удобно использовать время, затраченное на ввод отдельных букв. А повторив ввод фразы несколько раз, в результате будем иметь множество временных интервалов для каждого символа. На базе полученных значений всегда можно рассчитать среднее время ввода каждого символа, допустимое отклонение от среднего, и хранить эти результате в качестве эталонов для каждого пользователя. Это требует разработки сложных алгоритмов проверки и идентификации и значительных материальных затрат. К тому же это актуально при достаточно длительной работе пользователя на компьютере. В случае студента этого практически нет, при своей работе ему придется вводить совсем немного текстовых данных. Подобная идентификация студента для данной работы также не приемлема.

Можно осуществлять тестирование в подготовленной аудитории под контролем преподавателя, в оговоренное время, но это затрагивает основной принцип дистанционного обучения - возможность получения знаний и их контроля в удобном месте и в удобное время для каждого студента. Хотя этот вариант исключать нельзя, так как студент изучает материалы курса дистанционно.

На основании вышесказанного, кажется, что проблема идентификации студентов, вообще не имеет решения. Действительно, как уже отмечалось, пароли и иные атрибуты личной идентификации проблемы не решают, т.к студент заинтересован заменить себя дублером и располагает неограниченными возможностями такой подмены. Дешевое техническое решение для ее обнаружения придумать пока не удалось.

Выход может быть в создании постепенного поэтапного контроля знаний с целью формирования трудностей для подмены проходящего тестирование дублером. Последующий этап обучения и доступ к последующим материалам курса, будет доступен только при успешной сдаче контрольного теста предыдущего. Найти дублера на один экзамен намного проще, чем на весь период обучения. Такая задача может быть решена (и решается достаточно хорошо) с применением сетевых технологий. В такой системе студент заходит на сайт, изучает определенный раздел курса, проходит тестирование по этому разделу и только в случае успешной сдачи теста получает возможность двигаться дальше.

В любом случае должен присутствовать очный итоговый контроль, так как тестирование это лишь промежуточный этап, прохождение которого дает студенту допуск к зачету или экзамену. Итоговый контроль курса должен осуществляться при личном контакте преподавателя и студента.

2. Неизвестно, сколько раз студент предпринял попытку пройти тестирование. Студент имеет возможность устанавливать систему дистанционного обучения в нескольких экземплярах и/или копировать ее, тем самым сохраняя ее текущее состояние. Студент получает возможность неограниченного количества попыток прохождения тестирования и выбора из них попытки с наилучшим результатом [8].

Необходимо применение различных ухищрений при хранении информации о проделанной студентом работе. Решить эту проблему не просто. В любом случае невозможно узнать, что студент установил пакет программ дистанционного обучения на двух компьютерах, а затем использует один для тренировки и подбора правильных ответов, а второй уже для тестирования. При чем он может поступить проще и воспользоваться программой для создания множества виртуальных машин на одной физической. Такой программой, например, является WMware. Или может создать одну виртуальную машину и установить на ней программу, производящую тестирование. А затем, если результат прохождения тестирования его не будет устраивать, он сможет восстановить предыдущее состояние всей виртуальной системы, просто сделав откат.

Одним из методов решения данной проблемы может стать использование индивидуальной дискеты студента. Идея здесь та же, что и использовалась при защите программного обеспечения от несанкционированного копирования. Сейчас для этих целей все чаще используется технология электронных ключей (Hasp и т.д.). Смысл в том, что дискета форматируется, а затем используется особым образом. Т.е. работать с такой дискетой может только специальный набор программ. Стандартными методами такую дискету нельзя ни скопировать, ни просмотреть информацию на ней, так как она хранится в особом формате. Работать с такой дискетой могут только программы, входящие в состав системы дистанционного обучения. Без ключевой дискеты система работать не будет. На этой дискете можно отмечать количество попыток тестирование и т.д., тем самым, решая рассматриваемую проблему.

Но эта технология не является решением проблемы. Дискета может быть скопирована какой-либо программой, например, COPYWRIT, и т.п. Достаточно легко воспользоваться специализированными программами копирования или создать свой аналог. Отсюда можно сделать вывод, что разработка системы с использованием ключевой дискеты не рациональна. Подобный подход также повлечет массу сложностей. Например, не ясно, что делать в случае утери или порчи дискеты. Но, по всей видимости, в этом случае студенту придется проходить тестирование еще один раз, что явно неприемлемо.

Можно сделать вывод, что без использования специальных аппаратных средств, данная проблема также не имеет достаточно удовлетворительного решения. Но к ее решению можно постараться приблизиться, используя специфические методы хранения состояния (например, в реестре и т.п.), тем самым усложняя процесс махинации. Но в общем случае это опять не даст результата, если студент воспользуется виртуальной машиной, созданной, например, программой WMware.

Решением проблемы, может быть хранение попыток и результатов тестирования в базе данных, расположенной на web-сервере, доступ к изменению значений которой может получить только администратор системы. Это наиболее оптимальный и безопасный вариант.

3. Существует возможность создания универсального редактора файлов результатов тестирования. Он может использоваться студентом для корректировки оценок выставленных программой тестирования [8].

Здесь можно было воспользоваться идеей ключевой дискеты для сохранения результата. Тем самым модификация результата стала бы весьма затруднительной. Но этот метод имеет одно ограничение, которое делает его практически непригодным. Это необходимость использования для передачи результата дискеты. Т.е. вместо того, чтобы просто отослать результат по сети, придется доставлять его на дискете.

Но есть другой метод. Это использование шифрования. Как бы ни были сложны и надежны криптографические системы - их слабое место при практической реализации - проблема распределения ключей. Для того, чтобы был возможен обмен конфиденциальной информацией между двумя субъектами ИС, ключ должен быть сгенерирован одним из них, а затем каким-то образом опять же в конфиденциальном порядке передан другому.Т. е. в общем случае для передачи ключа опять же требуется использование какой-то криптосистемы.

Еще один вариант решения поставленной задачи - использование сети Интернет и web-интерфейса. Результаты сразу же передаются на web-сервер, и обрабатываются уже непосредственно там, тем самым исключается возможность редактирования результата, так как доступ к базе данных результатов тестирования имеет только администратор системы.

4. Существует возможность создания универсальной программы просмотра файлов с заданиями и ответами. Таким образом, студент имеет возможность узнать верные ответы на вопросы в тестах [8, 9].

Естественным выходом из данной ситуации является применение шифрования данных. Но принципиально данную проблему разрешить невозможно. Студенту необходимо задать вопрос и сверить с ответом, а для этого необходимо расшифровать данные с эталонными ответами. Для их расшифровки необходим ключ, который в любом случае надо где-то хранить. Следовательно, при желании, информацию можно получить в открытом виде.

Побочной проблемой является возможность внесения заинтересованным лицом несанкционированного изменения баз данных обучающих систем.

Решить эту проблему частично можно также, разграничив клиентскую и администраторскую части программного комплекса. В клиентской части нет возможности доступа к базе данных для ее изменения - это возможно из администраторской части при знании пароля доступа к базе данных. Для работы клиентской части необходима заполненная база данных тестовыми заданиями. Это должно быть заведомо сделано из части администратора.

Таким образом, существует защита от модификации, но нет защиты от просмотра. Так же, вполне очевидно, отсутствует и защита отчетов о результатах тестирования. Эту проблему можно решить, воспользовавшись преимуществами сетевой технологии, например, разместив базу данных вопросов и ответов на web-сервере, а доступ к ней организовать средствами какого-либо языка web-программирования, формирующего готовые страницы данных, запрашиваемые пользователем на стороне сервера. При этом просмотреть данные сможет только администратор системы, а пользователь получит только ту ограниченную их часть, которая предназначена конкретно для него.

5. Возможность модификации программного кода системы тестирования с целью изменения алгоритма выставления оценок [9].

Как ни странно, но столь важный вопрос защиты практически не рассматривается. Отчасти это понятно. Для систем построенных с использованием сети Интернет, его практически не существует. Так как контролирующая часть находится на стороне сервера, то данная проблема не актуальна. Для систем дистанционного обеспечения, предназначенных для локального режима использования, как это реализовано в кейс технологии, эта проблема практически сводится к широко известной проблеме защиты ПО от взлома.

Это еще один плюс использования сетевой технологии для решения задач, поставленных в данной работе.

Таким образом хорошим решением для многих из перечисленных проблем является:

1. Использование интернет-технологии и создание web-приложения;

2. Поэтапное преподнесение информации и поэтапный контроль знаний;

3. Очный итоговый контроль знаний;

4. Хранение вопросов и ответов, попыток и результатов тестирования в базе данных, расположенной на web-сервере, доступ к просмотру и редактированию которой есть только у определенного круга лиц;

5. Разграничение администраторской и клиентской частей приложения;

6. Использование для разработки системы скриптовых языков web-программирования, формирующих страницу с данными непосредственно на web-сервере. Пользователь системы получает страницу, содержащую текст подготовленный лично для него. Пользователь может изменить полученную страницу, но возможность редактирования самих данных, находящихся на сервере, у него отсутствует.

1.8 Преимущества использования интернет-технологии

Наиболее подходящей для организации дистанционного обучения является система World Wide Web (WWW). WWW построена на технологии, в основу которой положено понятие гипертекста. Эта система является одним из наиболее гибких средств поиска в Интернет. Гипертекстовая модель WWW может обеспечить для каждого элемента описание любого объема. Она также располагает более широкими возможностями в плане предоставления универсального интерфейса. Каждая статья содержит ссылки на другие сообщения. Программа просмотра преобразует материалы, полученные по электронной почте, в гипертекст, превращая перекрестные ссылки в гипертекстовые. Следовательно, Вы можете перемещаться между исходными статьями, статьями, продолжающими обсуждение, и по перекрестным ссылкам, используя установленные связи.

Указанные преимущества системы WWW позволяют создавать следующий спектр учебных систем с доступом через Интернет:

Интерактивные учебники и учебные пособия;

Анонимные квалификационные и пробные тесты;

Тесты и экзамены для студентов дистанционного обучения;

Организация обратной связи преподаватель - студент.

WWW позволяет комбинировать текстовый, графический, звуковой и видеоматериалы. Использование скриптовых языков web-программирования, таких как PHP или Java позволяет создавать приложения, загружаемые по сети, что снимает проблему обновления программного обеспечения. Переносимость обеспечивает корректную работу учебных программ на различных платформах без внесения изменения в исходный код.

1.9 Описание предметной области

Система дистанционного образования на сегодняшний момент является очень актуальной в рамках нашего института. В сфере последних новаций в преподавательской деятельности и требованиями, предъявляемыми к преподавателям, таких как уменьшение аудиторных часов проведения занятий и повышение уровня знаний у студентов необходимо разработать такую систему, которая позволила бы воплотить все эти требования в реальность, без ущерба к уровню знаний и заинтересованности учащихся к самообразованию.

Все это условия предрасполагают к созданию информационной системы в дополнение к уже имеющимся средствам АИС ВУЗ на базе нашего института.

Для построения системы дистанционного обучения, необходимо выбрать программные средства которые позволили бы разработать систему, полностью отвечающую требованиям системы ДО, что и было сказано ранее.

При проектировании и создании системы необходимо точно знать, что представляет из себя проектируемая среда. Систему дистанционного образования можно разделить на составляющие: информационно-образовательная среда, тьютор и слушатель.

Все они связаны через информационно образовательную среду и все они взаимодействуют между собой. Процесс взаимодействия описывает поток данных, исходящий от каждого из двух составляющих и образуя тем самым систему ДО.

Основным объектом в системе является студент специальности АСОИУ. Система дистанционного обучения позволит студенту в удобном месте в удобное время изучать учебные материалы курсов кафедры ВТИТ и проходить тестирование, при этом он может интерактивно общаться с другими студентами и задавать вопросы преподавателю посредством электронной почты или средств общения, таких как форум или чат (обратная связь). Это позволит снизить нагрузку на преподавателя, повысить уровень знаний студентов и приобщить их к самостоятельной работе. Предоставление учебной информации осуществляется в удобной форме электронного учебника, что позволяет структурировать знания и преподносить их поэтапно. Электронные учебники и тесты подготавливаются в учебном центре авторами учебных материалов и преподавателями, Размещением учебных материалов на сервере занимается администратор системы. Для доступа к системе дистанционного обучения студент должен иметь под рукой компьютер с доступом в Интернет. Все материалы курсов находятся на web-сервере, как и система тестирования. Подробная схема организации обучения представлена на рисунке 1.1

Рисунок 1.1 - Схема организации системы дистанционного обучения

Так как данная система ДО будет доступна для широкого круга людей через Интернет, все данные по курсам и тестированию будут храниться в базе данных, реализованной средствами популярного интернет-серверы баз данных MySQL. Это позволит более надежно хранить всю информацию, следить за работоспособностью сервера, на котором будет функционировать данная система и оперативно следить преподавателю за текущей успеваемостью всех "дистанционных" студентов.

Вся система построена не из одного компьютера, а из многих, что подразумевает под собой обработку информации в различных местах, как интрасети нашего института так и глобальной сети Интернет. За основную СУБД была выбрана система которая является одной из самых популярных систем, используемых в Интернет. Ее несомненные достоинства быстрота и эффективность. В связке с эффективностью языка web-скриптов PHP - получается мощное средство разработки, удовлетворяющее всем требованиям системы дистанционного обучения.

1.10 Постановка задачи

Основываясь на результатах исследования систем дистанционного обучения, преимуществ и недостатков технологий ДО, проблем ДО (в частности проблем организации системы контроля знаний), методов решения этих проблем и возможностей готовых программ ДО можно сформулировать задачу, а также основные и дополнительные требования к программному продукту.

Необходимо разработать систему, функционирующую в качестве web-приложения. Приложение должно быть написано на языке web-программирования PHP 4. Его взаимодействие с базой данных MySQL организовано средствами web-сервера Apache. Приложение предполагает обучение и тестирование студентов с использованием дистанционных методов, интерактивное общение студентов и преподавателей, а также представление различной информации для студентов, относящейся к кафедре ВТИТ. Необходимо обеспечить возможность получения доступа к web-сайту с любого клиентского компьютера с установленным Интернет-браузером без необходимости установки дополнительного программного обеспечения (ПО).

1.10.1 Основные требования к разрабатываемому ПО

Простой, удобный в навигации, интуитивно понятный студенту web-интерфейс, основанный на системе подменю;

Разграничение пользовательской и административной части программного комплекса;

Необходимо обеспечить возможность однократной регистрации студентов-пользователей в системе. Должна быть создана база данных студентов института, имеющих возможность дистанционного обучения. При регистрации требуется сверка шифра с этой базой данных. При несоответствии какого-либо параметра или повторной попытке регистрации выводится ошибка;

Зарегистрированный пользователь должен иметь возможность беспрепятственного входа в систему с использованием индивидуальных уникальных логина и пароля. При входе в систему он получает доступ к личной странице обучения;

Обучение по каждой отдельной дисциплине (курсу) происходит индивидуально. Количество одновременно изучаемых дисциплин ограничено (в данной работе по умолчанию это количество равно трем). Если студент полностью прошел обучение по отдельной дисциплине или "завалил" контрольный тест, он получает возможность регистрации другой;

Система должна обеспечивать изучение учебных материалов поэтапно и возможность промежуточного контроля студента. Итоговый контроль полученных знаний должен осуществляться очно при личном контакте студента и преподавателя;

Учебные материалы каждого курса должны быть заранее подготовлены, разбиты на несколько частей, для обеспечения последовательного поэтапного доступа к ним и выложены для доступа зарегистрированным пользователям на сервере;

Необходимо ограничить число возможных попыток прохождения каждого теста. Для сдачи теста студент предпринимает до трех попыток. При несдаче какого-либо теста, курс (дисциплина) считается не сданной. Результаты тестирования хранятся в базе данных на сервере;

Все личные параметры студентов, в том числе названия изучаемых дисциплин, текущий этап изучения каждой дисциплины, результаты прохождения тестов, а также данные для тестирования находятся на web-сервере. Права доступа на изменение данных, удаление и просмотр есть только у администратора;

Все скрипты программы тестирования находятся и выполняются на web-сервере и доступ к ним ограничен. Пользователь получает страницы содержащие только HTML-код. Реализовать эту возможность средствами языка PHP;

В качестве программного обеспечения, выбранного для разработки системы выбраны: средство разработки web-узлов Macromedia Dreamweaver MX 2004, web-сервер Apache 2, язык web-программирования PHP 4 и сервер баз данных MySQL 4.

1.10.2 Дополнительные требования к разрабатываемому ПО

Основываясь на выборе интернет-технологии дистанционного обучения можно также сформулировать дополнительные требования к разрабатываемому ПО:

Простота в освоении, требующая знаний и умений на уровне пользователя компьютера среднего уровня;

Открытость программного кода;

Отсутствие необходимости установки дополнительных программ для функционирования созданного продукта;

Web-совместимость (совместимость с различными браузерами).

Модификация web-приложения с незначительными финансовыми и трудовыми затратами;

Незначительный объем (компактность);

Обеспечение полного цикла самостоятельной работы с создаваемым web-приложением;

Обеспечение "на выходе" готового продукта, не требующего специальной доработки, но имеющего такую возможность, и пригодного к включению в образовательный процесс.

1.10.3 Требования к оформлению учебных материалов web-приложения

Теперь необходимо сказать несколько слов об оформлении учебного материала, используемого в процессе обучения.

Вообще, web-приложение предоставляет практически уникальные возможности творческого подхода к оформлению документов. Может быть выбрана любая удобная форма представления материала читателю. Это могут быть фотографии, графики, рисунки, текст, видеофрагменты и т.д. Все это может быть расположено на странице практически в произвольной форме. Но в данном случае, когда речь идет о чтении и рассмотрении материала с целью его понимания и запоминания, наверное, необходимо выработать единую концепцию оформления документов. Может быть, даже полезным будет определение подобия стандарта, который будет использоваться во всех без исключения случаях публикации учебного материала.

Уже доказано, что степень усваиваемости информации с экрана монитора на 25% ниже, чем при чтении с листа бумаги. Это обуславливает некоторые простые принципы, которые могут помочь при оформлении и публикации.

Прежде всего, не следует использовать никаких графических изображений, помещаемых на фон страницы. Фон, по всей видимости, должен быть монотонным. Если фон белый, то текст должен быть написан темным цветом, например, черным или темно-синим. Не стоит использовать темный фон и светлый шрифт - это будет утомлять глаза читателя. При подборе гарнитуры шрифта следует исходить из того, что читаемость текста, написанного гарнитурой без засечек, выше, чем текста, написанного гарнитурой с засечками. При этом следует полностью отказаться от использования мелких размеров шрифтовых гарнитур.

Нужно также учитывать, что страницы будут просматриваться в системах с разным графическим разрешением и глубиной цвета. Использование графических форматов, поддерживающих сжатие изображения (таких как GIF и JPEG), позволит сократить общий объем документов, передаваемых по сети для отображения.

Теперь остановимся на содержании документов. Удаленное обучение - это как раз тот случай, когда содержание документов должно преобладать над формой его представления. Форма всех документов должна быть как можно более строгой. Страница не должна содержать никакой лишней информации (графической или текстовой), которая могла бы отвлечь внимание читающего. Зона чтения документа должна быть как можно более узкой. Этому может способствовать создание полей по краям документа. Не следует создавать документы с горизонтальной прокруткой - читать и изучать их будет очень неудобно. Длина (объем) каждого отдельного документа не должна превышать 30-40 Кб, что позволит ускорить их загрузку.

Само собой разумеется, что все учебные материалы должны быть четко структурированы и по возможности должны предоставлять возможность интерактивного поиска среди них. Учебные материалы могут передаваться лицу, заинтересованному в их изучении, любым способом. Это может быть и непосредственная загрузка и чтение документа с web-сервера, и передача архива документов для просмотра программой-клиентом без подключения к Интернет, а также другими способами, которые будут обусловлены методикой учебного процесса.

1.11 Выбор программных средств

Современные web-приложения становятся все более сложными и все более перегружаются логикой. Раньше производительность таких приложений определялась, в основном, скоростью работы того или иного SQL-сервера и тем, существует ли для него достаточно эффективная реализация драйвера доступа к SQL-серверу для выбранного языка программирования. Это объясняется тем, что первое поколение web-приложений просто читало и писало информацию в базы данных. Пользователей при этом было относительно немного. Таким образом, время на отработку SQL-запроса составляло 70-90% от общего времени обработки HTTP-запроса.

С повышением требований к масштабируемости (увеличение количества пользователей) и наращиванием логики приложения требования к языку программирования и среде выполнения существенно возрастают. К этому следует также прибавить, что относительно недавно web-приложения перешли из мира Интернет в мир корпоративных приложений. Это снова повысило требования к эффективности среды выполнения.

В настоящие время для создания web-приложений существует множество различных языков программирования. Самые популярные из них - PHP, Perl, С# (DOT. NET), Java2. Классическая технология ASP становится историей, поскольку ASP DOT. NET практически вытеснило эту технологию на Windows-серверах в новых приложениях.

Для разработки в работе выбран язык PHP в связке с сервером баз данных MySQL. Для их работы требуется установка web-сервера Apache. В качестве среды разработки выбрано средство создания web-узлов Macromedia Dreamweaver MX 2004.

1.11.1 Преимущества использования PHP в сравнении с другими языками

PHP - это инструмент объектно-ориентированного программирования с открытым кодом (open source), язык серверных скриптов (server scripting language), встраиваемый в HTML, который интерпретируется и выполняется на сервере [11].

PHP является препроцессором HTML.Т. е. его работа построена по схеме, показанной на рисунке 1.2:

Рисунок 1.2 - Схема работы препроцессора PHP

До того, как сервер "отдаст" файл браузеру, его просматривает препроцессор-интерпретатор. Для того, чтобы это происходило, файлы, которые подвергаются обработке препроцессором, должны иметь определенное расширение (обычно это. phtml или. php, но эти значения можно поменять) и содержать (хотя это не обязательное требование) код для препроцессора. Перед отправкой страницы PHP-код проигрывается на сервере и браузеру выдается результат в виде опять таки HTML-страницы, которая может сильно отличаться от той, что хранится на сервере. Обычные же страницы, имеющие расширение. html/htm web-сервер будет отправлять браузеру без какой-либо обработки.

Основное отличие от CGI-скриптов, написанных на других языках, типа Perl или C - это то, что в CGI-программах вы сами пишете выводимый HTML-код, а, используя PHP - вы встраиваете свою программу-скрипт в готовую HTML-страницу, используя открывающий и закрывающий теги (в примере <? php и? >).

PHP называется языком серверных скриптов в отличие от JavaScript/Jscript/VBScript, которые являются языками клиентских скриптов. Это значит, что PHP-скрипт выполняется на сервере, а клиенту передается результат его работы, тогда как в JavaScript-код полностью передается на клиентскую машину и только там выполняется браузером.

Пользователи MS Internet Information Server найдут, что PHP очень похож на Active Server Pages (ASP), а пользователи Java скажут, что PHP похож на Java Server Pages (JSP). Еще некоторыми аналогами PHP являются языки ColdFusion и embPerl. Все эти языки позволяют размещать код, выполняемый на Web-сервере, внутри HTML-страниц. В результирующей web-странице нет и следа PHP-кода.

На PHP можно сделать все, что можно сделать с помощью CGI-программ. Например: обрабатывать данные из форм, генерировать динамические страницы, получать и посылать куки (cookies).

Кроме этого в PHP включена поддержка многих баз данных (databases), что делает написание Web-приложений с использованием БД до невозможности простым.

Вот неполный перечень поддерживаемых БД: Adabas D, InterBase, Solid, dBase, mSQL, Sybase, Empress, MySQL, Velocis, FilePro, Oracle, Unix dbm, Informix, PostgreSQL, ODBC.

Вдобавок ко всему PHP понимает протоколы IMAP, SNMP, NNTP, POP3 и даже HTTP, а также имеет возможность работать с сокетами (sockets) и общаться по другим протоколам.

Разработчикам web-приложений нет необходимости говорить, что web-страницы - это не только текст и картинки. Достойный внимания сайт должен поддерживать некоторый уровень интерактивности с пользователем: поиск информации, продажа продуктов, конференции и т.п. До недавних пор все это традиционно реализовалось CGI-скриптами, написанными на Perl. Но оказалось, что CGI-скрипты очень плохо масштабируемы. Каждый новый вызов CGI-скрипта, требует от ядра порождения нового процесса, а это занимает процессорное время и тратит оперативную память. PHP предлагает другой вариант - он работает как часть web-сервера, и этим самым похож на ASP от Microsoft или ColdFusion от Allaire.

Синтаксис PHP очень похож на синтаксис C или Perl. Люди, знакомые с программированием, очень быстро смогут начать писать программы на PHP. В этом языке нет строгой типизации данных и нет необходимости в действиях по выделению/освобождению памяти.

Программы, написанные на PHP, читаются достаточно легко. В отличие от Perl-программ PHP-код легко зрительно прочитать и понять.

В дополнение к своей бесплатности (хотя MySQL требует приобретения лицензии при использовании ее в коммерческих целях) связка PHP-MySQL является кросс-платформенной. Это значит, что вы можете, работая в Windows, разрабатывать приложения, предназначенные для работы под Unix. Кроме того, PHP может работать как внешний CGI-процесс, либо как обычный интерпретатор скриптов, либо как модуль, подключаемый к web-серверу Apache или IIS.

И наконец, так как данный продукт разрабатывается совместными усилиями, существует огромное количество документации и списков рассылки, к которым можно обратиться в случае возникновения каких-либо вопросов.

Найденные ошибки исправляются достаточно быстро, ваши предложения и замечания всегда выслушают, рассмотрят, и если они окажутся ценными - реализуют в новой версии.

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены