Создание обучающей системы с использованием интернет-технологий
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 6
1 Постановка задачи и обзор существующих решений 8
1.1 Требования
к системам дистанционного
1.2 Обзор
некоторых существующих решений
1.3 Выбор
и обоснование решения
1.4 Основные
преимущества и возможности
2 Разработка системы 20
2.1 Проектирование структуры системы 20
2.2 Создание базового приложения Rails 20
3 Реализация
дополнительной
3.1 Идентификация пользователей 32
3.2 Контроль уровня доступа 33
3.3 Загрузка файлов на сервер и работа с ними 34
3.4 Работа с комментариями 36
3.5 Начальная настройка 36
3.6 Создание пользователя 37
3.7 Обслуживание системы 38
4 Технико-экономическое
обоснование разработки клиент-
4.1 Краткая
характеристика программного
4.2 Расчет сметы затрат, себестоимости и отпускной цены ПО 39
4.3 Расчет
экономического эффекта от
4.4 Вывод 52
5 Реализация
эргономических требований к
конструкции и организации
5.1 Характеристика
трудового процесса
5.2 Выбор
и обоснование рабочего
5.3 Проектирование
сенсомоторного поля рабочего
места, т.е. пространства с
Заключение 61
Список использованных источников 62
Приложение А (обязательное) Листинг классов моделей, используемых в системе 63
Приложение Б (обязательное) Листинг контроллера модели Lecture 64
Приложение В (обязательное) Листинг отображения метода Show контроллера Lecture 69
Приложение Г (обязательное) Листинг контроллера Comment 70
Введение
Постоянное усовершенствование новых технологий и огромные объёмы информации, создаваемые различными источниками, поднимают проблему качественного актуального образования. Использование таких средств предоставления данных, как интернет, имеет несколько сильных положительных сторон. В отличие от печатных изданий, использование электронных средств распространения информации позволяет решить проблему предоставления обучающемуся современных учебных материалов практически без задержки во времени. При необходимости, может производиться корректировка уже имеющихся материалов без существенных затрат. Доступ к учебным материалам может быть получен в любом месте нахождения студента в произвольный момент времени.
На использовании интернет-
- предоставление информации наиболее удобным образом: текст, аудиозапись, видеоматериал и т.п.;
- применение упражнений «обучения на собственном опыте (learning by doing);
- наличие возможности персонализировать курс к индивидуальным особенностям обучаемых;
- выбор обучаемым размера и очередности предоставления учебного материала;
- обеспечение технологической основы для гибкого взаимодействия между обучаемыми и преподавателями;
- эффективное обучение выполнению «механических» операции.
Дистанционное обучение работает там, где трудно организовать любое другое. Традиционно с его помощью на предприятиях решают вопросы массового обучения сотен сотрудников навыкам работы с различными офисными приложениями, например с программой. Крупной корпорации дистанционное обучение позволяет организовать одновременную подготовку и переподготовку кадров во всех своих филиалах независимо от их удаленности от главного офиса.
Дистанционное обучение, как никакое другое, легко адаптируется к специфике деятельности конкретной организации и даже к уровню индивидуальной подготовленности каждого сотрудника. Система тестирования подскажет новому слушателю, с какого раздела ему стоит начать обучение. Если обновляется технология или версия курса, то систему можно быстро адаптировать к таким изменениям. Таким образом, дистанционное обучение позволяет избежать устаревания знаний и потери квалификации специалистов компании, что важно в условиях динамично меняющихся технологий.
Итак, основными достоинствами дистанционного обучения являются: снижение стоимости обучения, существенное увеличение удобности учебного процесса, массовость, актуальность, гибкое расписание.
1 Постановка задачи и обзор существующих решений
В дипломном проекте поставлена задача создания обучающей системы с использованием интернет-технологий.
Данная система должна
обеспечивать создание и выдачу учебного
материала по выбранной дисциплине.
Обучающую систему следует
- регистрация новых пользователей;
- разделение пользователей на категории: администратор, преподаватель, студент;
- составление учебного материала преподавателем прямо в браузере;
- импорт учебного материала из документов различных типов;
- поддержка аудио и видеоматериалов;
- выдача учебного материала студент;
- возможность оставлять закладки и комментарии в учебном материале.
1.1
Требования к системам дистанционного
обучения
Решение для дистанционного обучения должно удовлетворять следующим требованиям:
- быть комплексным, то есть охватывать все этапы обучения и всех участников процесса обучения – студентов, преподавателей и родителей (начальников);
- быть настраиваемым, то есть должно адаптироваться к потребностям заказчика, как с помощью изменения настроек, так и с помощью дополнительных программных компонент;
- иметь простой и понятный интерфейс пользователя для студентов и преподавателей, которые, вполне возможно, не являются профессионалами в области информационных технологий;
- предоставлять максимальное количество вариантов коммуникаций между студентами и преподавателями, таких как личные сообщения, форум, аудио и видеосвязь, интеграция с социальными сетями.
1.2 Обзор некоторых существующих решений
1.2.1 Microsoft Learning Gateway
Microsoft Learning Gateway представляет
собой интегрированную
Для обеспечения взаимодействия между преподавателями, родителями и учащимися и организации процесса обучения в Microsoft Learning Gateway Refresh включены следующие веб-части:
- Выгрузка IMS.
- Поиск по мета-данным.
- Мои классы.
- Мои дети.
- Мой планировщик.
Основные возможности Microsoft Learning Gateway Refresh:
- Усовершенствованная платформа (совместимость с Microsoft Offise SharePoint Server (MOSS), SharePoint Portal Server 2007 и WSS 3.0, обновления процедуры развертывания для ISA 2006, SQL 2005 и Exchange 2007, дополнительный компонент Forms Server, проверка подлинности на базе форм ISA 2006).
- Управление обучением (дополнительные возможности для родителей в SharePoint Learning Kit (SLK), поддержка Class Server, поиск по мета-данным в библиотеке документов на основе хранилища объектов обучения (Learning Object Repository).
- Взаимодействие с новыми возможностями MOSS (блоги, вики- и мои узлы, обсуждения, опросы и списки, усовершенствованная навигация, усовершенствованные возможности работы с аудиториями для документов, новостей и списков).
- Усовершенствованная информационная структура (портал верхнего уровня в контексте портала для нескольких школ, неограниченного количество ролей, заменяющих стандартные роли "Преподаватель", "Родитель" и "Учащийся", усовершенствованные возможности совместной работы для ролей).
- Возможности по доработке и настройке (настройка Masterpage ASPX, обновленные инструкции по развертыванию, компетентные ресурсы партнеров).
1.2.2 LearningSpace
LearningSpace – это уникальная
программная обучающая среда,
использующая современные web-
LearningSpace представляет из
себя новейшую, полноценную, гибкую
платформу дистанционного
- самостоятельное контролируемое обучение (учащийся в индивидуальном режиме получает доступ к учебным материалам и может самостоятельно работать в среде обучения с широким набором возможностей);
- асинхронное совместное обучение (обучение в богатой возможностями интерактивной среде с учебными пособиями, упражнениями и обсуждением различных вопросов – практически как в обычном “живом” классе, но без ограничений времени и пространства);
- синхронное совместное обучение (в режиме реального времени) (в виртуальном классе преподаватели могут быстро и просто предлагать классу материалы любого типа с помощью стандартных средств организации традиционных текстовых, аудио- и видеоконференций).
Пять специализированных баз данных позволяют студентам решать задачи, проводить обсуждения и участвовать в классной работе, в полной мере учитывающей требования группового обучения.
- база данных Schedule представляет собой центральный модуль системы, позволяющий участникам просматривать учебные материалы и упражнения, участвовать в тестах, решать задачи и проводить исследования. База данных Schedule отражает структуру курса обучения, созданную преподавателем;
- в базе данных MediaCenter хранятся статьи, новости, главы книг, рефераты и сводки. Через нее можно получить доступ к сети World Wide Web и другим внешним источникам информации. База данных MediaCenter может также хранить дополнительную информацию, которая выходит за рамки курса обучения и позволяет студентам проводить индивидуальные исследования в соответствии с личными наклонностями и требованиями;
- база данных CourseRoom представляет собой интерактивную среду, в которой студенты ведут дискуссии между собой и с преподавателем, а также совместно решают задачи и выполняют различные задания;
- база данных Profiles содержит информацию о студентах и преподавателях, в том числе данные для контактов (адрес, номер телефона и т.д.), фотографии и сведения о ходе обучения, полученном опыте и увлечениях;
- база данных Assessment Manager является средством, с помощью которого преподаватели оценивают работу каждого студента и сообщают ему результаты. Материалы для контрольных работ, зачетов и экзаменов направляются студентам через базу данных Schedule, а выполненные работы передаются для проверки по электронной почте в базу данных Assessment Manager.
LearningSpace предоставляет возможность
простой записи учащихся на
курсы: сотрудник может
Чтобы в полной мере учесть в LearningSpace особенности содержания и структуры учебных программ, разработаны программы для подготовки составителей учебных курсов и преподавателей.
"Введение в разработку
учебных курсов в
Программа "Обучение в LearningSpace" была разработана специалистами в области дистанционного обучения, чтобы помощь преподавателям понять, что значит вести занятия в электронной среде для распределенной аудитории. Эта программа включает практические занятия по использованию административных и учебных средств LearningSpace в интересах методики обучения и передачи студентам необходимых материалов знаний. Особое внимание уделяется роли и опыту удаленного преподавателя, а также стратегии распределения, управления и оценки работы в распределенной среде с упором на групповую учебную работу.
Трехуровневая архитектура LearningSpace может быть настроена так, чтобы решение работало на одном сервере или на нескольких серверах.
1.2.3 Macromedia Authorware
Пакет Authorware предназначен для создания компактных мультимедийных приложений, предусматривающих совместное использование различных форм подачи материала: текста, рисунков, видео и звукового сопровождения. Также этот инструмент можно использовать для подготовки «обычных» электронных презентаций, аналогичных тем, которые изготавливаются с помощью Power Point. Однако Authorware ориентирован в первую очередь на создание электронных обучающих систем. В связи с этим его возможности существенно шире, чем возможности пакетов для подготовки презентации. Входящие в состав Authorware средства позволяют практически в полном объеме реализовать современные требования к построению и организации систем электронного обучения. При этом пользователь, который будет работать с такой обучающей системой, может вообще ничего не знать об Authorware. Дело в том, что конечный продукт, созданный в Authorware, представляет собой независимое приложение, которое может быть либо записано на диск (на CD или на дискету, в зависимости от размера), либо опубликовано в Интернете. При размещении учебного курса в Интернете обеспечивается возможность удаленной регистрации пользователей с последующей обработкой информации об их успехах в изучении курса с помощью системы управления обучением – LMS, размещенной на сервере. Для «упаковки» пересылаемых данных в состав Authorware включен специальный XML-редактор, который называется SCO Metadata Editor.
В среду встроена поддержка стандартов дистанционного обучения AICC, SCORM, ADL.
Authorware обладает широкими
возможностями импорта и
Работа в Authorware во многом напоминает работу с конструктором Lego. Вам предлагаются разнообразные детали, из которых вы можете собрать ту или иную композицию. Различных видов деталей немного – чуть более десятка. Вместе с тем, это нисколько не ограничивает ваши возможности.
В Authorware применяются различные виды тестов:
- бинарный выбор (True/False Question) – в качестве ответа на вопрос обучаемый должен выбрать один из двух вариантов – «да» или «нет»;
- выбор «один из многих» (Single Choice Question) – обучаемый должен выбрать один (правильный) из нескольких предложенных вариантов;
- множественный выбор (Multiple Choice Question) – обучаемый должен выбрать все правильные варианты из числа предложенных;
- множественный выбор с неизвестным числом вариантов (Hot Spot Question) – обучаемому предъявляются графические объекты, которые он должен переместить (с помощью мыши), в соответствующую область на экране;
- упорядочивание объектов (Hot Objects Question) – обучаемый должен выбрать предъявленные объекты в соответствии с некоторым признаком;
- манипулирование объектами (Drag-drop Question) – обучаемый должен переместить предъявленные объекты в соответствии с некоторым правилом; отличие от предыдущего вида тестирования состоит в том, что от обучаемого требуется не только знание правил, но и наличие необходимых моторных навыков;
- заполнение бланка (Short Answer Question) – обучаемый должен ввести в текстовое поле ответ в свободной форме, но с использованием определенных ключевых слов (терминов, используемых в рассматриваемой предметной области).
В Authorware предусмотрена возможность экспорта разработанного курса во все возможные форматы «одним щелчком». Указанная процедура инициируется командой Publish (Публикация). В результате выполнения этой команды вы получаете сразу три выходных файла: исполняемый файл (с расширением .exe), файл для плеера Authorware (с расширением .a6r) и HTML–файл, обеспечивающий загрузку курса в окно Web-броузера.
Также в Authorware предусмотрены средства, которые должны упростить освоение Authorware и повысить эффективность работы с ним.
К таким средствам относятся:
- мультимедийный вводный курс по Authorware;
- электронный справочник по технологии применения Authorware в целом (реализован в виде набора HTML-страниц, отображаемых на экране с помощью Web-браузера, установленного на вашем компьютере);
- электронный учебник, поясняющий технологию применения Authorware на примере создания несложного, но завершенного приложения;
- система контекстных подсказок по основным компонентам и элементам интерфейса Authorware;
- подборка примеров, поясняющих особенность выполнения определенных типов задач;
- техническая поддержка пользователей, реализуемая через Интернет в онлайновом режиме;
- средства настройки пользовательского интерфейса с учетом индивидуальных потребностей пользователя и особенностей решаемой задачи.
1.2.4 Moodle
Moodle (модульная объектно-
Moodle распространяется бесплатно
в качестве программного
Moodle переведен на десятки языков, в числе и русский и используется в 197 странах мира.
Moodle написан на PHP с использованием SQL-базы данных (MySQL, PostgreSQL, Microsoft SQL Server и др. БД - используется ADO DB XML). Moodle может работать с объектами SCO и отвечает стандарту SCORM.
Он может быть запущен на операционных системах Windows или Mac и многих разновидностях Linux (например, Red Hat или Debian GNU). Есть много людей, сотрудничающих с Moodle, которые обладают достаточными знаниями, чтобы помочь Вам, и даже посодействовать в создании Вашего собственного сайта Moodle.
Широкие возможности для коммуникации – одна из самых сильных сторон Moodle. Система поддерживает обмен файлами любых форматов - как между преподавателем и студентом, так и между самими студентами. Сервис рассылки позволяет оперативно информировать всех участников курса или отдельные группы о текущих событиях. Форум дает возможность организовать учебное обсуждение проблем, при этом обсуждение можно проводить по группам. К сообщениям в форуме можно прикреплять файлы любых форматов. Есть функция оценки сообщений – как преподавателями, так и студентами. Чат позволяет организовать учебное обсуждение проблем в режиме реального времени. Сервисы «Обмен сообщениями», «Комментарий» предназначены для индивидуальной коммуникации преподавателя и студента: рецензирования работ, обсуждения индивидуальных учебных проблем. Сервис «Учительский форум» дает педагогам возможность обсуждать профессиональные проблемы.
Важной особенностью Moodle
является то, что система создает
и хранит портфолио каждого
Преподаватель может создавать и использовать в рамках курса любую систему оценивания. Все отметки по каждому курсу хранятся в сводной ведомости.
Moodle позволяет контролировать “посещаемость”, активность студентов, время их учебной работы в сети.
При подготовке и проведении занятий в системе Moodle преподаватель использует набор элементов курса, в который входят:
- глоссарий;
- ресурс;
- задание;
- форум;
- wiki;
- урок;
- тест и др.
Варьируя сочетания различных элементов курса, преподаватель организует изучение материала таким образом, чтобы формы обучения соответствовали целям и задачам конкретных занятий.
Глоссарий позволяет организовать работу с терминами, при этом словарные статьи могут создавать не только преподаватели, но и студенты. Термины, занесенные в глоссарий, подсвечиваются во всех материалах курсов и являются гиперссылками на соответствующие статьи глоссария. Система позволяет создавать как глоссарий курса, так и глобальный глоссарий, доступный участникам всех курсов.
В качестве ресурса может выступать любой материал для самостоятельного изучения, проведения исследования, обсуждения: текст, иллюстрация, web-страница, аудио или видео файл и др. Для создания web-страниц в систему встроен визуальный редактор, который позволяет преподавателю, не знающему языка разметки HTML, с легкостью создавать web-страницы, включающие элементы форматирования, иллюстрации, таблицы.
Выполнение задания – это вид деятельности студента, результатом которой обычно становится создание и загрузка на сервер файла любого формата или создание текста непосредственно в системе Moodle (при помощи встроенного визуального редактора).
Преподаватель может оперативно проверить сданные студентом файлы или тексты, прокомментировать их и, при необходимости, предложить доработать в каких-то направлениях. Если преподаватель считает это необходимым, он может открыть ссылки на файлы, сданные участниками курса, и сделать эти работы предметом обсуждения в форуме. Такая схема очень удобна, например, для творческих курсов.
Если это разрешено преподавателем, каждый студент может сдавать файлы неоднократно – по результатам их проверки; это дает возможность оперативно корректировать работу обучающегося, добиваться полного решения учебной задачи.
Все созданные в системе тексты, файлы, загруженные студентом на сервер, хранятся в портфолио.
Форум удобен для учебного обсуждения проблем, для проведения консультаций. Форум можно использовать и для загрузки студентами файлов – в таком случае вокруг этих файлов можно построить учебное обсуждение, дать возможность самим обучающимся оценить работы друг друга.
При добавлении нового форума
преподаватель имеет
Форум Moodle поддерживает структуру дерева. Эта возможность удобна как в случае разветвленного обсуждения проблем, так, например, и при коллективном создании текстов по принципу «добавь фрагмент» – как последовательно, так и к любым фрагментам текста, сочиненным другими студентами. Сообщения из форума могут, по желанию преподавателю, автоматически рассылаться ученикам по электронной почте через 30 минут после их добавления (в течение этого времени сообщение можно отредактировать или удалить).
Все сообщения студента в форуме хранятся в портфолио.
Moodle поддерживает очень
полезную функцию
Элемент курса «Урок» позволяет организовать пошаговое изучение учебного материала. Массив материала можно разбить на дидактические единицы, в конце каждой из них дать контрольные вопросы на усвоение материала.
1.2.5 Cетевая
образовательная платформа e- University
Сетевая образовательная платформа (СОП) e-University – это программная платформа поддержки Интернет-образования, комплекс средств для организации учебного процесса и управления им, создания учебных курсов, интегрированной коммуникации.
СОП e-University предназначена для решения следующих задач:
Дистанционное образование: организация обучения, консультирования и тестирования неограниченного числа слушателей посредством Интернет или Ethernet сетей; сочетание традиционных педагогических методов с новейшими коммуникационными и мультимедийными технологиями
Организация учебного процесса: эффективное взаимодействие преподавателей и учащихся в удобное для каждого время; самостоятельная подготовка студентов; тестирование и автоматическая оценка знаний; контроль организации обучения и его эффективности
Корпоративное образование:
обучение и тестирование квалификационных
знаний персонала и соискателей
на работу; поддержка концепции
В соответствии с ИТ-концепцией поддержки дистанционного обучения, СОП e-University предоставляет пользователям следующие функциональные возможности:
Администратор управляет учебным процессом, настраивает систему на структуру учреждения, создает библиотеку, управляет пользователями, курсами, связующими информационными потоками. Куратор управляет учебными группами и решает все организационные вопросы.
Преподаватель и его помощник, тьютор, разрабатывают учебные курсы: лекции, электронные учебники, аудио/видео материалы, систему тестирования и оценки знаний. Обучаемый самостоятельно изучает курс, взаимодействуя с преподавателем. В его распоряжении находятся учебные планы, лекции, электронные учебники, тесты, рейтинги, справочная система. Он получает рекомендации преподавателя, консультируется с ним, проходит контрольные тесты в удобное ему время.
Достоинства системы e-University:
- Цена ниже российских аналогов, при включении перечня бесплатных услуг и отсутствии политики лицензирования клиентских мест.
- Архитектура соответствует спецификациям по стандартизации образовательной деятельности (IMS, модель LTSA).
- Возможность работы с учебными материалами, соответствующими стандарту SCORM.
- Для функционирования не требуется закупка и установка лицензионных программных продуктов.
- Система усовершенствована по итогам экспертиз и рекомендаций представителей ВУЗов Беларуси.
1.3 Выбор и обоснование решения поставленной задачи
Для разработки обучающей системы была выбран язык программирования Ruby с web-фрэймворком Ruby on Rails.
Ruby on Rails – это полноценный,
многоуровневый фреймворк для
построения веб-приложений, использующих
базы данных, который основан
на архитектуре Модель-
Динамичный AJAX-интерфейс, обработка запросов и выдача данных в контроллерах, предметная область, отраженная в базе данных, – для всего этого Rails предоставляет однородную среду разработки на Ruby. Все, что необходимо для начала – база данных и веб-сервер.
Rails отлично работает со
многими веб-серверами и СУБД.
В качестве веб-сервера

- Создание общественных организаций
- Создание оптового отдела и развитие ООО „Ziedu bāze”
- Создание организационных документов для офиса
- Создание поздравительного видеоролика средствами Adobe Premiere Pro
- Создание презентации «Графика в WORD»
- Создание программного модуля обработки данных обследования работников предприятий региона
- Создание (разработка) сети 3G в г. Железногорске
- Создание контрактной системы в Российской Федерации как основы правового регулирования закупок товаров, работ и услуг
- Создание корпоративного портала
- Создание крестьянско-фермерского хозяйства
- Создание локальной вычислительной сети ООО "РАТИБОР"
- Создание модели игры «Шашки» в среде программирования Delphi
- Создание модели электронного документаоборота
- Создание новой организации ресторанно-гостиничного комплекса