Информатизация инженерного образования (выпуск 1)

Ч А С Т Ь 2. СРЕДСТВА ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

ного обеспечения большинства бизнес-процессов, связанных с подготовкой специалистов в системе высшего образования. ИРИС ООП обеспечивает хранение и доступ к базовой информации, определяющей процесс подготовки специалистов.

Сведения об организационной структуре учреждения образования представлены в виде, позволяющем учитывать множественное подчинение, нерегулярность структуры, наличие равноправных и неравноправных филиалов учреждения образования и т.п.

Исчерпывающие сведения о персоналиях, участвующих в процессе подготовки специалистов:

• преподавателях и сотрудниках, совместителей и привлеченных преподавателей;

• студентах всех форм обучения, выпускников, отчисленных, находящихся

в академическом отпуске;

•аспирантах всех форм обучения;

•абитуриентах.

Сведения об образованиях, получаемых в конкретном образовательном учреждении (специальность, область знаний, форма и т.п.). ИРИС ООП для исчерпывающего обозначения образования вводит термин «профиль образования».

Сведения об учебных планах, на основании которых осуществляется подготовка специалистов.

ИРИС ООП позволяет вводить и хранить данные о персоналиях, месте жительства, адрес электронной почты, сведения обо всех предыдущих образованиях (как в данном учреждении, так и в других), паспорте, удостоверении личности, загранпаспорте, водительском удостоверении, аттестате, дипломе и т.п.

Иными словами, степень подробности описания личности определяется не техническими ограничениями системы, а возможностью организации ввода данных. Помимо базовой информации ИРИС ООП поддерживает сведения об отношениях между информационными объектами базовой информации.

Привязка персоналий к организационной структуре. Для этого используется стереотип ролей персоналий. В частности, один и тот же человек может быть как студентом, так и сотрудником, например лаборантом на кафедре.

Изменение состояний персоналий. При этом автоматически формируются юридические документы, обосновывающие это изменение состояния (приказы, распоряжения и т.п.). Сохраняется вся история изменения состояния персоналий и копии юридических документов.

Сведения о выполнении студентом учебных планов на основании результатов контрольных мероприятий, например зачетных и экзаменационных сессий. ИРИС ООП обеспечивает подготовку документов, сопровождающих контрольные мероприятия и документов, подтверждающих полученное образование. ИРИС ООП обеспечивает электронный документооборот в объеме, необходимом для обеспечиваемых поддерживаемых бизнес-процессов. Реализация электронного документооборота предусматривает хранение единственного экземпляра документа (или информационного объекта, заменяющего документ) и обеспечивает движение документа посредством помещения ссылки на него в зону ответственности должностных лиц.

ИРИС ООП обеспечивает информационную безопасность, посредством многоуровневого контроля логической целостности данных, фиксации истории изменения данных, мониторинга активности пользователей.

202

Г л а в а 6. Единая образовательная информационная среда технического университета

Взаимодействие пользователей с ИРИС ООП осуществляется через графический оконный интерфейс, построенный на основании рекомендаций Microsoft.

Регистрация пользователей ИРИС ООП осуществляется на основании сведений о персоналиях (т.е. для соответствующих сотрудников помимо факта исполнения ими определенных должностных обязанностей фиксируется наличие доступа к определенным функциям ИРИС ООП). Определение функциональных полномочий пользователя в ИРИС ООП реализовано посредством изменения настроек.

6.5.Принципы организации учебного процесса

всреде ЕОИС

6.5.1. Концепция комплексной информатизации системы образования в вузе

Основой ЕОИС является широкое применение средств вычислительной и телекоммуникационной техники и специализированных программно-технических средств обеспечения учебного процесса и управления университетом. Комплексная информатизация предполагает:

•организацию систематического изучения и использования в учебном процессе современных средств вычислительной техники, информационных и коммуникационных технологий;

•стимулирование, организацию и методическое обеспечение самостоятельной работы студентов, увеличение времени их индивидуального общения с преподавателями;

•работу преподавателей по созданию необходимых учебно-методических средств;

•совершенствование организации учебного процесса с учетом новых возможностей, открываемых эффективным применением информационных технологий.

Целью комплексной информатизации является подготовка обучающихся к профессиональной деятельности в условиях современного информационного общества, характеризующегося непрерывным обновлением технологий производства и требующего постоянного обновления ранее полученных знаний.

Концепция комплексной информатизации образовательного процесса в вузе разработана как основа для планирования и организации всех мероприятий, необходимых для достижения этой цели.

Предполагается, что реализация положений концепции осуществляется при организации и проведении образовательного процесса на очном отделении вуза и его филиалов, с дальнейшим распространением полученных результатов на очно-заоч- ное отделение, на послевузовское и открытое образование российских и иностранных студентов.

В основе концепции положены следующие принципы организации учебного процесса:

•выполнение основных требований действующих государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования;

•открытость для всех желающих полной информации обо всех доступных образовательных ресурсах, рекомендуемом порядке и технологиях их приме-

203

Ч А С Т Ь 2. СРЕДСТВА ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

нения в образовательном процессе, преподавателях, доступных средствах обеспечения учебного процесса;

•выбор содержания и продолжительности отдельных этапов учебного процесса, позволяющий наиболее полно учитывать индивидуальные особенности и потребности учащихся (реализация этого принципа связывается с возможностью организации учебного процесса по индивидуальным учебным планам и программам);

•возможность выбора места, форм, сроков и технологий обучения, включая применение компьютерных технологий удаленного доступа к информационным и техническим ресурсам;

•обеспечение готовности обучающихся к систематической самостоятельной работе путем структуризации учебных дисциплин, методической проработки технологий обучения и введением индивидуального систематического контроля результатов обучения;

•создание условий для продуктивной самостоятельной работы участников образовательного процесса в университете и дома;

• организация индивидуального и группового консультирования учащихся

с применением возможностей компьютерных сетей, включая речевое общение;

•основным средством самостоятельной учебной работы учащихся должны стать учебно-методические комплексы, которые формируются и сохраняются в виде файлов на компьютерных носителях;

•предоставление проректору по учебной работе права утверждать предложения кафедр и институтов по изменению технологий организации учебного процесса при разработке учебно-методических комплексов и их составных частей;

•все рубежные виды учебного контроля знаний и умений учащихся производятся в очной форме.

Основополагающими принципами развития программно-технических средств поддержки информационной структуры должны быть:

•многофункциональность, возможность решения информационно-администра- тивных задач для всех участников образовательного процесса;

•обеспечение открытого доступа к информационным, программным и техническим ресурсам;

•поддержание многоплатформенного подхода при внедрении программных и технических средств на ИВЦ и кафедрах университета;

•развитие средств телекоммуникаций и сетевого программного обеспечения;

•внедрение и развитие мультимедийных средств;

•развитие систем и средств информационной безопасности участников учебного процесса;

•внедрение и развитие лицензионно чистого программного обеспечения;

• создание в университете многофункциональных компьютерных классов

исистем с учетом уровня развития различных образовательных технологий.

Ворганизации образовательного процесса важную роль играют учебно-методи- ческие комплексы обеспечения учебного процесса.

Объектом УМК является совокупность научно обоснованных положений, закономерностей, алгоритмов и технологических приемов, а также физических объектов (лабораторных стендов, промышленных установок и т.п.), изучаемых или исследуемых в рамках определенной учебной дисциплины или ее разделов. Работа

204

Г л а в а 6. Единая образовательная информационная среда технического университета

учащихся с распределенными образовательными ресурсами, включаемыми в состав УМК, а также с преподавателями и другими учащимися осуществляется посредством компьютеров (автоматизированных рабочих мест), объединенных средствами телекоммуникации.

Средства УМК и информационно-образовательной среды, в которой УМК реализован, должны выполнять следующие основные функции и включать подсистемы:

•регистрации учащихся и их действий;

•консультационной поддержки действий учащихся со стороны преподавателей и других учащихся;

•предоставления учащимся учебных материалов для самостоятельного изучения;

•тестирования и контроля знаний и умений, полученных учащимися в процессе обучения;

•удаленного доступа к информационным ресурсам учебного заведения, которые можно использовать как дополнение к основным учебным материалам, предоставляемым учащимся в составе УМК;

•поддержки выполнения индивидуальных практических заданий, включая необходимые пакеты прикладных программ и средства компьютерного моделирования;

•автоматизированного лабораторного практикума удаленного доступа. Общие дидактические требования к УМК определяются тем, что учащиеся

могут работать с учебно-методическими материалами самостоятельно при необходимой консультационной поддержке преподавателей и постоянном индивидуальном контроле над результатами обучения.

6.5.2. Применение ОСЭП в учебном процессе

ОСЭП — это корпоративная почтовая система. Она ориентирована на упрощение обмена электронными сообщениями между студентами, сотрудниками, преподавателями и аспирантами вуза. Эта система позволяет организовать единое информационное сообщество вуза. Все студенты, сотрудники, преподаватели и аспиранты МЭИ (ТУ) занесены в базу данных ОСЭП и имеют статус «не зарегистрирован» или «зарегистрирован» (последних будем называть абонентами ОСЭП). Каждому члену информационного сообщества вуза в ОСЭП создается уникальное имя абонента, а также регистрационный номер. Эта информация, необходимая для регистрации в ОСЭП, по административным каналам доводится до сведения каждого члена информационного сообщества вуза. Чтобы отправить сообщение абоненту ОСЭП не требуется знать адрес его электронной почты. Для этого достаточно обратиться к системе поиска или к адресной книге ОСЭП.

Каждому абоненту предоставлена возможность переадресации. При этом сообщение, отправленное абоненту по его адресу в ОСЭП, на самом деле попадет в почтовый ящик другой почтовой системы, адрес которого абонент указал при переадресации как более предпочтительный. Кроме того, ОСЭП поддерживает списки рассылки для подразделений, кафедр и студенческих групп вуза, что существенно упрощает связь преподавателя со студентами учебной группы. Списки рассылки позволяют, например, разослать сообщение всем студентам группы. С помощью ОСЭП можно организовать доведение условий учебных заданий до сведения студентов, вопросов студентов до преподавателей, ответов преподавателей до студентов, а также отчетов студентов о выполненных заданиях до преподавателей.

205

Ч А С Т Ь 2. СРЕДСТВА ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

Сделать доступными для студентов информационные материалы преподавателя удобнее с помощью общих папок ОСЭП. Преподаватель может создать общую папку в ОСЭП, отправлять сообщения с прикрепленными файлами, а также удалять находящиеся в ней сообщения. Все прочие абоненты ОСЭП (в том числе и студенты) могут только читать сообщения, находящиеся в общей папке и получить, таким образом, доступ к информационным материалам преподавателя. Преподавателю не нужно рассылать сообщения всем своим студентам, а студенты могут иметь доступ к информационным материалам преподавателя в любое удобное для них время, и в то же время эти файлы не занимают объем памяти почтовых ящиков студентов.

Абонент ОСЭП может воспользоваться своим почтовым ящиком, чтобы отправить сообщения или прочитать поступившие сообщения, пользуясь не только компьютером на своем постоянном рабочем месте, но и любым компьютером, находящимся в любой точке земного шара, если он подключен к Интернет (этот компьютер даже может не иметь установленной клиентской почтовой программы). Это свойство обеспечивает web-сервер ОСЭП.

6.5.3. Применение ИРИС ООП для управления учебным процессом

Архитектура ИРИС ООП. ИРИС ООП реализуется в двухзвенной архитектуре клиент-сервер. В качестве сервера используется реляционная СУБД промышленного класса MS SQL 2000. Клиентская часть реализована в виде одного 32-разрядного Windows приложения. Функциональность приложения определяется учетной записью пользователя и настройками полномочий. Вся информация о функциональности хранится в базе данных (рис. 6.28).

Объем клиентского приложения составляет примерно 22 Мб. Для выполнения некоторых функций используются прикладные программы пакета Microsoft Office. Клиентское приложение может выполняться под управлением операционных систем Microsoft.

При проектировании и реализации ИРИС ООП использовались современные средства и методологии:

•архитектура клиент-сервер;

•объектно-ориентированное проектирование и программирование;

•язык моделирования UML;

•компонентная модель программного обеспечения;

•язык XML;

•система программирования Power Builder.

Универсальная оболочка ИС. ИС обеспечивает взаимодействие между объектами, которыми в ИС представляются реальные предметы и процессы. Управление объектами осуществляется посредством иерархически организованного дерева объектов. На каждом уровне иерархии располагается некоторое количество узлов (возможно один), представляющих объект в дереве. Для каждого узла определяется набор действий, соответствующий природе объекта, им представляемого. Каждое действие в терминологии ИС носит название метод. Совокупность методов отображается всплывающим контекстным меню. Таким образом, объект представляется в дереве узлом, с которым ассоциировано всплывающее меню. Список

206

Г л а в а 6. Единая образовательная информационная среда технического университета

Рис. 6.28. Архитектура ИРИС ООП

доступных методов работы с объектом отображается в контекстном меню и зависит от местоположения узла в дереве. Каждому объекту может соответствовать один и более узлов. Функциональность системы определяется набором контекстов. Контекст — вид дерева объектов, представленный на закладке окна дерева объектов. В соответствии с должностными обязанностями сотруднику может быть доступен один или несколько контекстов (см. рис. 6.31).

Использование дерева объектов. Дерево объектов является основным элементом интерфейса пользователя с ИС. С его помощью пользователь получает возможность доступа к требуемым функциям системы. С деревом объектов пользователь может осуществлять следующие действия:

•поиск нужных объектов;

•просмотр текущего состояния системы;

•вызов отдельных модулей, реализующих функциональные возможности конкретной системы.

Элементы дерева объектов — узлы — представляют собой отображение объектов предметной области на пользовательский интерфейс. Для каждого объекта определены методы, позволяющие осуществлять над данным объектом те или иные действия. Каждый объект может быть «раскрыт» в список подчиненных объектов, если таковые имеются (рис. 6.29). Чтобы «раскрыть» объект, следует сделать однократный щелчок левой кнопкой мыши на изображении + слева от соот-

207

Ч А С Т Ь 2. СРЕДСТВА ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

ветствующего ему узла. Для «свертки» списка подчиненных объектов достаточно щелкнуть на изображении – .

Перемещение по дереву выполняется с помощью мыши. Чтобы выделить узел следует выполнить на нем однократный щелчок мышью. Узел, выделенный таким образом (цветом фона), называется активным (см. рис. 6.29). Чтобы перейти на следующий уровень иерархии надо раскрыть интересующий объект и выполнить предыдущее действие.

Чтобы вызвать всплывающее меню необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши на нужном узле. Чтобы выполнить операцию с объектом надо выбрать один из методов в появившемся меню (рис. 6.30).

На рис. 6.31 показано дерево объектов пользователя, которому доступно несколько пользовательских контекстов. В нижней части дерева отображаются названия всех доступных контекстов. Для перехода от одного контекста к другому достаточно щелкнуть на названии того из них, к которому осуществляется переход. Активный (текущий) контекст выделяется жирным шрифтом и выводится на первый план.

Рис. 6.29. Дерево объектов

Рис. 6.30. Применение контекстного меню

Рис. 6.31. Выбор контекста

208

Г л а в а 6. Единая образовательная информационная среда технического университета

Разграничение полномочий. Применяемая терминология. Контекст — это вид дерева объектов для конкретной прикладной задачи, решаемой данным пользователем. Контекст представляет собой вкладку.

Пользователь ИС — это человек, работающий с конкретной ИС, созданной на основе технологии универсальной оболочки. Пользователь определяется именем, вводимым при входе в ИС. Аутентификация пользователя осуществляется средствами СУБД.

Административная группа пользователей — это совокупность пользователей, обладающих одинаковыми правами доступа к определенным контекстам. Права доступа к контекстам задаются не для отдельных пользователей, а для групп. Один пользователь может входить в одну или несколько групп. Множество контекстов, доступных конкретному пользователю, определяется как объединение контекстов групп, в которые он входит.

Контекст как способ ограничения доступа. Контекст в технологии унифицированной оболочки является способом ограничения доступа пользователя к методам обработки информации. Например, методист деканата должен иметь доступ к одному набору функций, начальник учебного отдела — к другому; эти функции могут пересекаться. Один пользователь может работать с несколькими контекстами. С одним и тем же контекстом могут работать различные пользователи. Конкретному пользователю при работе доступна лишь та информация (контексты и пр.), на которую он имеет права доступа в соответствии со своей принадлежностью к определенным группам пользователей.

Административные группы пользователей ИРИС МЭИ. В настоящее время выявлены и созданы следующие виды административных групп:

•методист института (центра подготовки) факультета;

•методист УО;

•методист УВС;

•декан УВС;

•директор (декан);

•наблюдатель вуза;

•начальник УО;

•учебное управление;

•студенческий отдел кадров;

•проректор;

•проректор УВС;

•администратор ИРИС МЭИ.

Следует отметить, что для каждого факультета (института, центра подготовки) существуют свои административные группы.

Создание новых административных групп производится средствами ИРИС. Полномочиями на создание групп обладает администратор.

Подсистема платный блок (ППБ) представляет собой Интранет-систему с web-доступом, использующую общую актуальную базу данных студентов ИРИС ООП, и предоставляет пользовательский интерфейс к вводу, просмотру и редактированию информации о договорах и платежах студентов, созданию отчетных форм, а также обеспечивает разграничение доступа и аутентификацию пользователей в соответствии с их правами. ППБ написана с использованием новейшей технологии ASP.NET и функционирует на современном сервере с операционной системой Windows 2003 Server и мощной и производительной базой данных SQL

209

Ч А С Т Ь 2. СРЕДСТВА ИНФОРМАТИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ

Server 2000. Использование web-доступа не накладывает никаких ограничений на рабочие места пользователей и позволяет всегда использовать последнюю версию ППБ. Для обеспечения безопасности ППБ никогда не копируется на компьютер пользователя и всегда запускается только на сервере. Для работы с системой необходим ПК под управлением Microsoft Windows 95 или более поздней (98, NT, 2000, XP) с доступом в локальную сеть МЭИ и установленным браузером Internet Explorer версии не ниже 6.0.

Список литературы

6.1.Аметистов Е.В. Новые технологии образовательного процесса: Доклад на семинаре Минпромнауки РФ «Россия XXI век». М.: сайт www.mpei.ru, 2001.

6.2.Конин А.Л. Унификация информационного обеспечения деятельности вузов. Лекциядоклад // Серия материалов школы-семинара «Создание единого информационного пространства системы образования» / Под общей редакцией Н.А. Селезневой и И.И. Дзегеленка. М.: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 1998.

6.3.Попов А.И., Конин А.Л. Роль ОСЭП в организации единой среды общения университетского сообщества. Доклад на семинаре «Проблемы открытого образования» по теме «Корпоративные информационные системы управления учебным процессом». М.: сайт www.maoo.ru, 2001.

6.4.Попов А.И., Конин А.Л. Вопросы создания и использования единой образовательной информационной среды техничского университета: Доклад на Международной конференции «Информационные средства и технологии». М.: МЭИ, 2001.

6.5.Конин А.Л., Лемешко М.В. Научно-технические аспекты создания ИРИС ООП как системообразующей компоненты единой образовательной информационной среды: Доклад на Международной конференции «Информационные средства и технологии». М.: МЭИ, 2001.

6.6.Конин А.Л. Общеуниверситетская система электронной почты // Вестник МЭИ. 2002.

№1. С. 56—62.

6.7.Глаголев В.Б. Опыт применения университетской системы электронной почты при преподавании Информатики в вузе: Доклад на Международной конференции «Информационные средства и технологии». М.: МЭИ, 2001.

6.8.Глаголев В.Б. Опыт применения единой образовательной информационной среды МЭИ (ЕОИС) при преподавании Информатики: Доклад на Международной конференции «Информационные средства и технологии». М.: МЭИ, 2002.

6.9.Глаголев В.Б. Создание сайта учебной дисциплины — это просто: Доклад на Международной конференции «Информационные средства и технологии». М.: МЭИ, 2003.

6.10.Попов А.И., Конин А.Л. Проблемы реализации информационной системы обеспечения открытого образования. Доклад на Международной конференции «Информационные средства и технологии». М.: МЭИ, 2002.

6.11.Попов А.И. Конценция комплексной информатизации системы образования в МЭИ (ТУ): Доклад на Международной конференции «Информационные средства и технологии». М.: МЭИ, 2003.

210

Г л а в а 7

ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ОБУЧЕНИЯ

7.1.Задачи информационного обеспечения в системе преподаватель—обучаемые—администрация

При дистанционной организации процесса обучения преподаватели, студенты и администрация учебного заведения разнесены в пространстве, а иногда и во времени, поэтому для успешного функционирования учебного процесса необходимо решить следующие взаимосвязанные задачи:

•обеспечить своевременную доставку обучаемым учебных материалов;

•организовать дистанционное взаимодействие между обучаемыми, преподавателями и администрацией учебного заведения;

•обеспечить оперативное и надежное управление учебным процессом в условиях дистанционного взаимодействия.

7.2. Планирование доставки учебных ресурсов

Широкое использование мультимедийных электронных учебников и программного обеспечения учебного назначения обусловливает, что объем учебного материала в течение семестра может достигать нескольких гигабайт.

Основным средством доставки мультимедийных учебных материалов в настоящее время являются CD-ROM, но в ближайшие годы по мере оснащения применяемых в учебном процессе компьютеров устройствами DVD, данные будут передаваться и на DVD.

Авторы скептически относятся к доставке таких объемов данных через Интернет. Пусть для проведения учебного процесса необходимо передать каждому обучаемому 109 б данных, что соответствует 500 000 стр. текста. Если считать, что за передачу 1 Мб данных учебному заведению приходится платить 10 коп., а это ниже средней цены середины 2004 г., то стоимость передачи данных будет составлять 100 руб.

Стоит также помнить о том, что должна быть обеспечена работа каналов связи и оборудования в условиях взрывного роста трафика в периоды массовой загрузки учебных пособий по сети. Это может привести к необходимости дорогостоящей модернизации всей информационной инфраструктуры учебного заведения. Вспоминается анекдотичная ситуация, когда на одном из серверов МЭИ было устроено хранилище музыкальных файлов — исходящий трафик возрос более чем в два раза, что заставило срочно закрыть доступ к серверу. В то же время тиражирование электронных учебных ресурсов составляет не более 30 руб. на CD-ROM даже при малых тиражах, а при больших тиражах может быть в два раза меньше.

На стороне обучаемого получение такого объема данных вычислим, исходя из нижней оценки стоимости трафика 1 руб. за 1 Мб, что составляет уже 1000 руб.

211