Образовательная информационная среда факультета ВМК Казанского федерального университета: опыт формирования и развития

Образовательная информационная среда

факультета ВМК Казанского Федерального Университета: опыт формирования и развития

В.М. Гостев, Р.Х. Латыпов, Казанский федеральный университет

Разработка и внедрение в образовательный процесс современных инфокоммуникационных технологий (ИКТ) является одним из важнейших направлений развития Казанского федерального университета (КФУ). В соответствии с университетской Концепцией информатизации, основу информационной инфраструктуры вуза должна составить высокотехнологичная единая образовательная информационная среда (ЕОИС), органично интегрированная в региональную и федеральную ЕОИС [1].

В целях апробации разработанных концептуальных положений и технологий развития ЕОИС на факультете вычислительной математики и кибернетики (ВМК) формируется образовательная информационная среда (ОИС) как составная часть ЕОИС Казанского университета [2].

Основу ОИС ВМК образует факультетская компьютерная сеть, объединяющая около 100 рабочих станций (на кафедрах и в компьютерных классах) и 15 серверов различного назначения (включая серверы HP ProLiant и Sun Blade). Коммуникационная подсеть построена на высокопроизводительном и надежном коммуникационном оборудовании производства компании Cisco Systems - технологического лидера в области разработки оборудования и программного обеспечения данного типа.

Являясь частью корпоративной компьютерной сети Казанского университета, сеть ВМК обеспечивает пользователям выход в Интернет, а также доступ к внутриуниверситетским ресурсам (порталу КФУ, интегрированной автоматизированной информационной системе КФУ, информационной системе научной библиотеки КФУ и др.). Компьютерная сеть и обширный компьютерный парк стали неотъемлемыми частями факультетской инфраструктуры, обеспечивающей информационно -технологическую поддержку основных видов деятельности факультета. В результате того, что сеть сделала мировое информационное пространство доступным для всех студентов, на ВМК сложилась определенная культура обучения с использованием Интернета. Интернет стал полноценным «участником» образовательного процесса: на всех кафедрах имеются курсы, преподаваемые с использованием современных инфо-

коммуникационных технологий. Скорость передачи данных в сети позволяет сотрудникам и студентам в режиме реального времени использовать базовые Интернет-технологии в образовательной и научной деятельности, включая разработку и экспериментальную реализацию научно-образовательных проектов.

Основные работы по сопровождению и развитию компонентов ОИС ВМК (включая непрерывный мониторинг состояния сети и серверов) выполняет учебно-исследовательская лаборатория «Сетевые информационные технологии» (УИЛ СИТ). Лаборатория оснащена современным оборудованием и программным обеспечением (в том числе - получаемым по программе Microsoft Developer Academic Alliance - Developer AA). Оснащенность лаборатории позволяет проводить исследования по актуальной проблематике развития и применения ИКТ в образовательной и исследовательской деятельности.

Для отработки технологий развития ОИС в лаборатории создана экспериментальная площадка (ЭП) на базе серверов, работающих под управлением операционных систем разных типов (MS Windows Server 2003/2008, ОС семейства Unix). К настоящему времени на базе ЭП разработаны и реализованы технологии интеграции электронных образовательных ресурсов в единый информационный комплекс «Виртуальная кафедра» [3].

Виртуальная кафедра (ВК) представляет собой учебно -методическую и организационно-технологическую среду, обладающую широким спектром возможностей для организации эффективного учебного процесса в различных учебных подразделениях университета (как естественнонаучных, так и гуманитарных) с использованием технологий дистанционного обучения. ВК позволяет повысить качество учебного процесса за счет оперативного представления комплектов учебных материалов, формирования индивидуальных образовательных траекторий, повышения эффективности самостоятельной работы студентов.

Технологической основой ВК является система дистанционного обучения (СДО) на базе платформы Moodle. Система позволяет организовать полноценный учебный процесс за счет обеспечения доступа к материалам лекций, онлайн-семинаров, обмена заданиями и решениями между преподавателями и студентами, ведения календаря учебных занятий, контроля успеваемости и т.д.

Программный комплекс с открытым кодом Moodle является специализированной системой управления учебным процессом, предназначенной для использования в сети Интернет. Система используется для организации дистанционных курсов, для поддержки очного обучения, а также «смешанно-дистанционного» обучения (Blended Distance

Learning), сочетающего в себе преимущества традиционных очных форм и дистанционного обучения.

Система Moodle позволяет создавать курсы, эффективно проводить сетевое обучение на основе современных дистанционных образовательных технологий. Использование сети Интернет в качестве канала обмена информацией дает возможность реализовать сетевой учебный процесс посредством встроенных расширенных сервисов интерактивного диалога между учащимися и преподавателем и контроля знаний на разных этапах сетевого учебного процесса. В процессе обучения учащиеся получают доступ к широкому спектру учебных ресурсов, а преподаватели могут организовать учебный процесс, используя такие возможности Moodle, как проведение индивидуальных заданий, тестов, заполнение рабочих тетрадей и многое другое.

У студента есть следующие возможности: знакомиться с программой курса и методическими рекомендациями по его изучению, вопросами для самоподготовки и т.д.; консультироваться у преподавателя-тьютора в форуме; отправлять преподавателю рефераты, контрольные, курсовые и выпускные работы, а также различные отчеты; изучать дополнительную литературу, рекомендованную в программе курса, в электронной библиотеке. В процессе обучения по отдельным дисциплинам учебного плана студенты работают с базовым учебником (хрестоматией) и проходят три ступени контроля знаний:

• тренировочное тестирование (тренинг; самоконтроль с указанием на разделы, по которым были даны неверные ответы);

• контрольное тестирование - по разделу (модулю) курса, обеспечивающее переход к изучению следующего раздела только при получении положительной оценки;

• итоговое тестирование (аттестация: зачет или экзамен), по результатам которого формируется типовая зачетно-экзаменационная (или аттестационная) ведомость.

Система Moodle представляет собой традиционное клиент-серверное приложение. Все данные пользователей и учебные курсы хранятся на сервере. Реализация СДО представляет собой набор плагинов, которые разрабатывались как стандартные модули под Moodle с учетом объектно-ориентированной парадигмы Moodle. Язык программирования - php. База данных Moodle - MySQL. Для установки серверной части системы Moodle используются две комбинации «Операционная система - Вебсервер - СУБД»: «Linux/SUSE - Apache - MySQL» и «Windows Server 2008 - IIS 7.0 - MySQL».

К настояшему времени реализована пилотная версия портала «Виртуальная кафедра». В процессе создания и наполнения портала были разработаны технологии формирования, сопровождения и развития ин-

формационного обеспечения системы. В портале размещены курсы и отдельные модули, разработанные преподавателями факультета ВМК («Алгебра матриц», «Введение в комплексные числа», «Основы теории многочленов», «Оптимизация и математические методы принятия решений», «Кодирование информации и криптография» и др.), геологического факультета («Геофизика», «Историческая геология» и др.), механико-математического факультета, факультета журналистики и социологии, факультета татарской филологии и истории, кафедры английского языка, кафедры психологии. Курсы доступны всем зарегистрированным пользователям (студентам, преподавателям, тьюторам) и используются в реальном учебном процессе.

Открытость Moodle дает возможность изменять систему под особенности конкретного образовательного проекта, а при необходимости и встраивать в нее новые модули. Для поддержки разработок по функциональному развитию системы Moodle, а также отработки технологий использования СДО ВК в учебном процессе, в составе экспериментальной площадки создан пул специализированных виртуальных серверов, работающих под управлением операционных систем разных типов. Разработчики имеют доступ к ресурсам этих серверов с целью проведения экспериментов по функциональному расширению базового комплекса Moodle. На базе экспериментальной площадки отработаны основные технологии администрирования системы Moodle (установка, настройка, мониторинг, управление контентом, управление пользователями). В частности, разработаны и реализованы технологии интеграции электронных образовательных ресурсов факультета ВМК (кафедры системного анализа и информационных технологий, кафедры экономической кибернетики) в единый информационный комплекс на базе системы ВК.

Создание площадки позволило провести эксперименты по использованию других Интернет-технологий поддержки образовательного процесса. Так, с 2009 года на факультете ВМК регулярно проводятся Интернет-трансляции заседаний студенческих научных конференций. Для организации обратной связи со зрителями Интернет-трансляций на сайте ВМК создается веб-страница с формой для ввода и отправки сообщений. Вопросы задаются непосредственно во время выступлений, и студенты отвечают на них в online-режиме. По результатам работы конференций на сайте ВМК создана страница, на которой размещены видеофрагменты каждого выступления и соответствующие презентации докладов.

В ходе реализации проекта «Виртуальная кафедра» накоплен опыт разработки и реального применения в учебном процессе современных электронных образовательных ресурсов. Созданы и отработаны типовые технологии создания ЭОР для естественнонаучных и гуманитарных

направлений и специальностей, технологии сопровождения программного обеспечения системы «Виртуальная кафедра», а также обеспечения ее информационной безопасности. Разработанные технологии представляют собой базу для продолжения исследований в области повышения эффективности дистанционного обучения за счет объединения методов синхронного и асинхронного обучения.

Важнейшей особенностью классического университета является неразрывная связь науки с образованием: фундаментальные исследования составляют основу образовательного процесса. Широкое внедрение ИКТ открывает новые возможности для процесса интеграции образования и науки. В целях повышения эффективности этого процесса, а также повышения качества образования на базе ИКТ, в университете разработана концепция создания электронных научно-образовательных комплексов (ЭНОК) [4]. Система ЭНОК должна обеспечить комплексное научное сопровождение образовательного процесса; интеграцию инновационной научно-исследовательской и образовательной деятельности. В состав типового ЭНОК входят: тематический проблемно-ориентированный портал; электронная библиотека; средства организации и сопровождения форумов, конференций на базе ИКТ; средства поддержки коллективной проектной деятельности (в рамках учебных занятий, самостоятельной исследовательской работы студентов, совместной исследовательской деятельности преподавателей и студентов). Таким образом, система электронных научно-образовательных комплексов по различным направлениям обучения и исследований должна стать информационно-технологической базой факультетской ОИС.

Одним из основных компонентов формирующейся ОИС ВМК является ЭНОК «Сетевые информационные технологии» (СИТ) [5]. ЭНОК СИТ обеспечивает разностороннюю поддержку научно -образовательной деятельности в области СИТ - от учебных занятий (лекции, семинары и т.д.) с применением современных педагогических технологий до самостоятельной учебно-исследовательской работы студентов. Кроме того, комплекс служит технологической базой для дальнейшего развития и апробации элементов концепции ЭНОК: методик проектирования и создания аппаратного, программного, информационного, организационного обеспечения ЭНОК, экспериментальной оценки трудоемкости реализации разработанной архитектуры ЭНОК, оценки эффективности новых образовательных технологий.

Литература

1. Гостев В.М. Информатизация Казанского университета: организационные аспекты // Новые информационные технологии в университетском образовании: Материалы международн. науч.-методич. конф. (Новосибирск, 21 -23 марта 2000 г.). - Новосибирск, 2000. - С.9 - 10.

2. Гостев В.М. Об опыте формирования образовательной информационной среды факультета классического университета // Новые информационные технологии в образовании (НИТО-Байкал-2010): Материалы международн. науч.-практич. конф. (Улан-Удэ, 12-14 июля 2010 г.). - Улан-Удэ, 2010. -С.49 - 50.

3. Гостев В.М., Латыпов Р.Х., Михайлов В.Ю. Современные инфокоммуника-ционные технологии в образовательном процессе КГУ // Инфокоммуника-ционные технологии глобального информационного общества: Сб. трудов 7-й международн. науч.-практич. конф. (Казань, 10-11 сентября 2009 г.). - Казань: ООО «Центр оперативной печати», 2009. - С.309-319.

4. Гостев В.М., Михайлов В.Ю. Электронные научно-образовательные комплексы. Основные элементы и принципы разработки. - Казань: КГУ, 2008. -62 с.

5. Гостев В.М. Электронный научно-образовательный комплекс «Сетевые информационные технологии» // Телематика - 2010: Труды XVII Всеросс. на-уч.-методич. конф. (Санкт-Петербург, 21 - 24 июня 2010 г.). Том I. - СПб., 2010.- С.44 - 45.