Разработка системы автоматизации функций формирования SCORM совместимых метаданных для информационных ресурсов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ

(Технический университет)

Кафедра Информационно-коммуникационных технологий

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к дипломной работе

На тему: «Разработка системы автоматизации функций формирования SCORM совместимых метаданных для информационных ресурсов»

Студент: Овчинников Денис  Вадимович

Руководитель проекта: к.т.н., доцент Сергеев Александр  Сергеевич

Допущен к защите    «____» ______________ 2011- г.

 
Консультанты проекта:  

Специальная часть	П.А. Горин
Охрана труда	Е.Б. Михайлов
Зав. Кафедрой д.т.н., профессор	В. Н. Азаров

 

Оглавление

 

1. Введение

1. Актуальность темы

В образовательных бизнес-процессах  создается и используется множество  разнообразных информационных ресурсов, отличающихся по содержанию, характеру  информации, ее знаковой природе и способу представления, объему, структуре, типу носителя, функциональности, исходному целевому назначению и другим атрибутам. Информационные ресурсы являются неотъемлемой составляющей любой информационно-образовательной среды.

Эффективность современной системы образования во многом зависит от обеспеченности ее потребностей качественными информационными ресурсами. Особую роль играют цифровые информационные ресурсы в технологиях электронного обучения

В условиях информатизации образования России и связанного с ней широкого внедрения информационно-образовательной среды не только значительно увеличивается общее количество информационных ресурсов, но и расширяется спектр их разновидностей. Информационные ресурсы реализуются в разных формах и форматах. Их поиск, доставка и применение осуществляются на основе разнообразных технологий. К числу последних относятся доступ к сетевым информационным ресурсам в режиме on-line, загрузка и работа с локальными версиями информационных ресурсов, прием потоковых компонентов информационных ресурсов, распространение информационных ресурсов на электронных носителях (компьютерных средств обучения, справочных материалов, базах денных, аудио- и видеозаписей), традиционное распространение печатной продукции, услуги, предоставляемые библиотеками и медиатеками, и др.

Обеспеченность потребителей информационными ресурсами определяется не только фактическим существованием ресурсов, но и наличием механизмов, позволяющих находить нужные информационные ресурсы и получать доступ к ним. Подобные механизмы включают средства формирования и публикации метаданных (описаний) информационных ресурсов, каталогизации информационных ресурсов, ведения хранилищ (репозиториев) метаданных и информационных ресурсов, поиска информационных ресурсов по метаданным, управления доступом к информационным ресурсам и др. В свою очередь, создание перечисленных средств связано с решением общей проблемы систематизации информационных ресурсов для сферы образования.

 

2. Постановка задачи

В соответствии с подходом принятом в Министерстве Образования и Науки Российской Федерации и в соответствии с международными стандартными в Республиканском Мультимедиа Центре разрабатываются электронные учебные модули, распространяемые в виде дистрибутивного пакета снабженного метаданными.

В данной работе необходимо реализовать  алгоритм функционирования системы  автоматического изменения метаданных электронных учебных модулей. Алгоритм должен автоматически изменять версию электронного учебного модуля при загрузке в базу.

Для проверки алгоритма разработать электронный учебный модуль содержащий, интерактивную панораму 504 аудитории кафедры Информационные Коммуникационные Технологии Московского Института Электроники и Математики.

 

2. Обзорно-аналитическая  часть

1. Источники формирования структуры метаданных

Источниками для наполнения профиля служат готовые нормативные технические документы - международные, межгосударственные и российские стандарты, спецификации профессиональных консорциумов, а также работы по адаптации и локализации данных нормативно-технических документов и развитию нормативно-технического обеспечения информационно-образовательной среды (ИОС).

На начальном этапе построения профиля первостепенное значение имеют источники, представляющие концептуальные положения, требующие отражения в структуре. Помимо результатов анализа предметной области, к таким источникам относятся интегрированные технологические решения и комплексные нормативно-технические документы - архитектурные спецификации, эталонные модели и другие профили.

Ниже приведена краткая характеристика ряда комплексных прикладных нормативно технических документов и лежащих в их основе принципов, которые целесообразно учесть при определении общей структуры профиля.

2. Ссылочная модель совместно используемых объектов контента (SCORM)

Ссылочная модель совместно используемых объектов контента (SCORM) фактически представляет собой функциональный профиль стандартов и спецификаций для систем электронного обучения. Она определяет принципиальные технические решения для ИОС, в которой реализуются процессы электронного обучения на основе web-технологий.

SCORM базируется на концепции образовательных объектов (learning objects – электронный учебный модуль (ЭУМ)), предусматривающей декомпозицию учебного материала на относительно небольшие единицы контента, рассчитанные на многократное применение в разных контекстах. Под ЭУМ понимается автономный в техническом и содержательном отношениях электронный ИР, представляющий часть учебного материала и предназначенный для динамического формирования агрегированных единиц контента, соответствующих урокам, разделам, модулям, курсам и т.п., в расчете на конкретные образовательные потребности. ЭУМ компонуются в виде стандартных дистрибутивных пакетов, которые имеют унифицированное описание (манифест), включающее метаданные, и размещаются в Интернет-хранилищах (репозиториях) ЭУМ. Выбор ЭУМ из репозиториев, построение из них агрегированных средств и предоставление последних для работы учащимся (доставку контента) обеспечивают LMS.

Концепция ЭУМ в SCORM реализуется на основе обобщенной архитектуры ИОС, базовыми компонентами которой являются хранилища ЭУМ, LMS и клиентская среда исполнения (СИ) приложений (для учащегося - среда взаимодействия с ЭУМ). Ключевую роль в организации электронного обучения играет LMS - серверное приложение, реализующее комплекс функций администрирования учебной деятельностью, управления контентом (выбора ЭУМ из хранилищ и агрегации контента), доставки его учащемуся, управления навигацией по контенту, контроля за ходом и результатами работы учащегося, формирования отчетов и др.

LMS обеспечивает поддержку планирования учебного процесса и составления заданий для учащихся, а также взаимодействия учащихся и преподавателей. Именно LMS определяет, какой контент и когда должен быть предоставлен учащемуся с учетом целей его подготовки, индивидуального задания, степени его выполнения (результатов предыдущей работы), сделанных ранее настроек интерфейса и предпочтений, зафиксированных в персональном профиле. LMS также отвечает за регистрацию и авторизацию пользователей и обмен информацией с другими системами ИОС.

В SCORM выделены семь основных сервисов в составе LMS:

• администрирование учебной деятельности  (Course Administration);

• управление контентом (Content Management);

• доставка контента (Delivery);

• планирование и управление навигацией по контенту (Sequencing);

• тестирование   и   оценивание   учащегося   (Testing/ Assessment);

• контроль хода и результатов работы учащегося (Tracking);

• ведение профиля учащегося (Learner Profile).

Наряду с ними LMS реализует два интерфейса: с репозиторием ЭУМ и с отдельным ЭУМ, функционирующим в клиентской среде исполнения (по умолчанию - web-браузере учащегося). Второй интерфейс -SCORM RTE - обеспечивает передачу LMS информации о ходе и результатах работы учащегося, которые заносятся в его персональный профиль (в составе базы данных LMS) и используются для оценивания выполнения задания и приобретенной компетенции, управления навигацией по контенту, планирования и управления обучением.

SCORM имеет весьма прагматичный характер. В ней рассматриваются только ключевые аспекты технологий электронного обучения, являющиеся критическими для обеспечения интероперабельности систем и обладающие достаточной зрелостью в плане готовности решений к унификации. К числу таких направлений в отнесены:

• компоновка дистрибутивных пакетов информационных ресурсов (ЭУМ);

• методы агрегации и дезагрегации контента;

• метаданные для информационных ресурсов;

• модели навигации, методы планирования и управления навигацией по контенту;

• интерфейс между LMS и ЭУМ.

В SCORM намечены направления ее дальнейшего развития, связанные как с совершенствованием представленных в ней компонентов и наращиванием их возможностей, так и с расширением состава охватываемых вопросов. При этом структура и способ описания модели не позволяют выявлять в ней пробелы и недостающие нормативно-техническая документация.

В концепции открытых мультимедиа систем, в качестве образовательного объекта выступает электронный учебный модуль, который является агрегированным объектом.

Таблица 2.1

Возможностей SCORM 2004 по компонентам электронного обучения

Характеристика (компонент технологии электронного обучения)	Унифицированные технические решения SCORM 2004
Компоновка дистрибутивных пакетов ИР, агрегация и дезагрегация контента	SCORM Content Packaging (IMS Content Packaging v. 1.1.4)
Система метаданных	LOM (В России RUS_LOM)
Авторизация доступа к ИР	В SCORM не регламентированы, это прерогатива LMS
Планирование и управление навигацией по контенту (управление работой учащегося с ИР)	SCORM Sequencing and Presentation, Sequencing and Navigation (IMS Simple Sequencing)
Контроль за ходом и результатами работы учащегося с ИР	SCORM RTE
Тестовые материалы и сервисы компьютерного тестирования	ЭУМ К-типа
Поддержка сетевого учебного взаимодействия	В SCORM не регламентированы, это прерогатива LMS
Поддержка взаимодействия LMS с сетевыми ИР и web-приложениями	В SCORM не регламентированы, это прерогатива LMS
Представление информации об учащихся	В SCORM не регламентированы, это прерогатива LMS
Описание компетенции и учебных планов, связываемых с ИР и процессами электронного обучения	В SCORM не регламентированы, это прерогатива LMS
Управление доступностью ИР и сервисов ИОС	В SCORM не регламентированы, это прерогатива LMS

 

 

3. Метаданные для информационных ресурсов сферы образования

1. Роль метаданных в систематизации информационных ресурсов

В образовательных бизнес процессах создается и используется множество разнообразных ИР, отличающихся по содержанию, характеру информации, ее знаковой природе и способу представления, объему, структуре, типу носителя, функциональности, исходному целевому назначению и другим атрибутам. ИР являются неотъемлемой составляющей любой ИОС.

В системе образования ИР выполняют  разные функции. Во-первых, они могут  содержать учебный материал и служить предметным педагогическим инструментарием. К данному классу относятся компьютерные учебники, задачники, тренажеры, системы тестирования и другие виды компьютерных средств обучения, а также традиционные учебно-методические пособия и их электронные представления. Во-вторых, большое число ресурсов имеет информационно-справочное назначение. Третий класс ИР охватывает средства поддержки образовательных БП. В него входят как программные инструменты (LOM, КИС, средства разработки ИР, информационно-поисковые системы, АИБС и др.), так и информационные компоненты ИОС (БД, файловые массивы). Наконец, в-четвертых, ряд программных и информационных продуктов выступает в качестве предметов изучения.

Эффективность современной системы  образования во многом зависит от обеспеченности ее потребностей качественными ИР. Особую роль играют цифровые ИР в технологиях электронного обучения и ЭБ. В данном контексте их можно сравнить с топливом для механизмов, реализующих соответствующие БП.

В условиях информатизации образования и связанного с ней широкого внедрения ИОС не только значительно увеличивается общее количество ИР, но и расширяется спектр их разновидностей. ИР реализуются в разных формах и форматах. Их поиск, доставка и применение осуществляются на основе разнообразных технологий. К числу последних относятся доступ к сетевым ИР в режиме on-line, загрузка и работа с локальными версиями ИР, прием потоковых компонентов ИР, распространение ИР на электронных носителях (компьютерных средств обучения, справочных материалов, БД, аудио- и видеозаписей), традиционное распространение печатной продукции, услуги, предоставляемые библиотеками и медиатеками, и др.

Обеспеченность потребителей ИР определяется не только фактическим существованием ресурсов, но и наличием механизмов, позволяющих находить нужные ИР и получать доступ к ним. Подобные механизмы включают средства формирования и публикации метаданных (описаний) ИР, каталогизации ИР, ведения хранилищ (репозиториев) метаданных и ИР, поиска ИР по метаданным, управления доступом к ИР и др. В свою очередь, создание перечисленных средств связано с решением общей проблемы систематизации ИР для сферы образования.