Организация техногенной образовательной среды на базе технологии Wi-Fi: управление учебной деятельностью и информационными потоками различных форматов

Организация техногенной образовательной среды на базе технологии wi-fi: управление учебной деятельностью и информационными потоками различных форматов

Нуриев Наиль Кашапович профессор, д.п.н., заведующий кафедрой информатики и прикладной математики, Казанский национальный исследовательский технологический университет, ул. К.Маркса, 68, г. Казань, 420015, (843)2314119 nurievnk@,mail. ru

Ахметшина Динар Агзямович ассистент кафедры информатики и прикладной математики, Казанский национальный исследовательский технологический университет, ул. К.Маркса, 68, г. Казань, 420015, (843)2314119 dinaron007@mail.ru

Старыгина Светлана Дмитриевна доцент, к.п.н., доцент кафедры информатики и прикладной математики, Казанский национальный исследовательский технологический университет, ул. К.Маркса, 68, г. Казань, 420015, (843)2314119 svetacd kazan@mail.ru

Аннотация

Рассматривается реализованный способ управления интернет ресурсами с добавлением потока информации различных форматов при передаче данных по технологии Wi-Fi. На базе типового оборудования спроектирован аппаратно-программный комплекс, который в рамках вуза позволяет организовать техногенную образовательную среду для быстрого профессионального развития.

We consider the method for managing Internet resources with the addition of the flow of information in various formats for data transmission technology Wi-Fi. On the basis of standard equipment is designed hardware-software complex, which in the framework of the university allows you to organize technogenic educational environment for rapid professional development.

Ключевые слова

технология Wi-Fi, поток, управление ресурсами, образование, среда быстрого развития, подготовка инженера

Wi-Fi technology, stream, resource management, education, rapid development, training engineer

Очевидно, независимо от нашего желания образовательная среда революционными темпами превратилась в техносферу. Во многом, из-за инертности преподавательского состава, сложилось ситуация, когда в этой среде студент чувствует себя гораздо комфортнее, чем преподаватель. При этом в вузе, как правило, имеется множество точек доступа в Интернет по технологии Wi-Fi, в которой информационные потоки никак не модулируются с образовательной целью. В результате имеем, что в учебное время студенты в массовом порядке становятся жертвами информационной развлекательной индустрии и что, обидно ВУЗ затрачивает на это немалые свои средства.

Рассмотрим две различные модели (схемы) организованного доступа в сеть Интернет по технологии Wi-Fi. Схема 1 (рис. 1) отражает общепринятую ситуацию неуправляемого (ни по количеству, ни по содержанию информации) доступа в сеть в рамках ВУЗа, где имеется n точек этого доступа и при этом к первой точке доступа «привязаны» k1 студентов, ко второй - k2, к точке с номер n при вязаны kn студентов.

Интернет

Wi-Fi

технология

доступа

Ч Точка доступа 2 I Точка доступа 3 I Точка доступа . . . Ч Точка доступа

-S« -3«

-?<2) -?<2) -£<2'

-£<3) -?<3) -?<3) -£<3)

- +

Рис. 1. Модель 1 управляемого доступа в интернет по технологии Wi-Fi

В схеме 2 (рис. 2) рассматривается создаваемая нами управляемая ситуация, где это управление осуществляется с помощью специально спроектированного нами промежуточного блока администрирования (на рисунке блок заштрихован). Причем блок скомпонован из типового оборудования и оснащен специальным программным обеспечением. В целом, промежуточный блок функционирует следующим образом:

1. Пользователь со своим гаджетом (ноутбуком, планшетником, телефоном и т.д.) подключается к открытой точке доступа.

2. Подключившись к этой точке доступа, пользователь изначально ограничен в интернет-соединении. При введении любого интернет-адреса в программе браузера, система его автоматически перенаправляет на промежуточный блок администрирования. Далее этот блок автоматически собирает данные о клиентском гаджете (платформа, место подключения и т.д.).

3. В зависимости от полученных данных генерируется соответствующая web-страница, попавшая под фильтр условий параметров выдачи страницы.

4. На текущей (появившейся) web-странице размещена кнопка, которая осуществляет разрешение доступа клиента в Интернет

5. Пользователь, нажимает кнопку активации и может использовать интернет-соединение в течении определенного времени (продолжительность пребывания назначается администратором системы). Во время посещения всех

страниц у пользователя в нижнии части экрана автоматически генерируется информационный блок (поток информации различных форматов) с 15% заполнением от высоты рабочего окна программы веб-браузера.

Интернет

БЛОК ПРОМЕЖУТОЧНОГО АДМИНИСТРИРОВАНИЯ

Wi-Fi

1 I Точка доступа

-3 -3 -3

-3

технология

2 Точка доступа

-3 -3 -3

-3

доступа

3 Точка доступа

-3 -3 -3

-3

n I Точка доступа

-3 -3 -3

-3

Рис. 2. Модель 2 управляемого доступа в интернет по технологии Wi-Fi

Таким образом, созданный аппаратно-программный блок промежуточного администрирования позволяет инкапсулировать часть интернет-пространства с добавлением потока информации различных форматов (звук, видео и т.д.). В целом, все это позволяет организовать специальную информационную операционно-инструментальную техногенную среду для организации учебной деятельности.

При организации техногенной образовательной среды блок промежуточного администрирования по технологии Wi-Fi позволяет:

1. Отфильтрировать из сети Интернет только необходимые сайты для организации образовательной среды.

Комментарий. Оболочку (интерфейс) образовательной среды «организует» блок промежуточного администрирования. В эту среду, например, могут входить несколько образовательных сайтов, средства on-line общения типа SCAPE, причем в пределах оболочки может быть предусмотрен собственный сервис (справочные, диагностические, вычислительные и т.д. средства). Из всех этих сайтов и инструментальных средств «сплетается» единая среда деятельности, в рамках которой может быть развернута целенаправленная корпоративная работа, результаты которой могут протоколироваться и архивироваться.

2. Ограничить работу пользователей во времени при их избытке.

Комментарий: В любой точке доступа 1, 2, 3, ... n (см рис. 2) количество

пользователей k1, k2, k3, ... kn может быть в избытке, т.е. возникает ситуация

насыщения системы. В этом случае администратор ограничивает продолжительность t=a работы в сети, чтобы остальные пользователи тоже имели бы возможность поработать. Для расчета значения величины t=а используется комплекс математических моделей системы массового обслуживания. Описание этих моделей и соответствующих расчетов приводится в работах [1-5].

3. Организовать дополнительный экран с информацией на фоне работающего в рамках техногенной среды сайта.

Комментарий: Эта функция позволяет актуализировать и организовать текущую работу, например, поставлять дополнительную информацию организационного плана для самостоятельной работы, организовывать групповую (командную) деятельность, сделать звуковое сопровождение сайта и т.д.

4. Идентифицировать с какой точки доступа пользователь зашел и какое у него устройство, MAC-адрес пользователя и т.д.

Комментарий: Статистика и контроль над учебной деятельностью студента с идентификацией его устройства, также является необходимой составляющей при организации самостоятельной работы.

На рис. 3 приводится принципиальная схема функционирования блока промежуточного администрирования.

Рис. 3. Блок-схема работы информационный системы

Рассмотрим галерею скриншотов с комментариями, демонстрирующих возможности системы (рис. 4-12) для информационной поддержки бизнес и образовательных процессов.

Рис. 5. Пример эпизода активированного доступа в интернет с 15% заполнением быстрых навигационных вкладок

В КНИТУ

Рис. 6. Пример личной страницы авторизованного студента в промежуточном

блоке администрирования

Рис. 7. Пример страницы друзей авторизованного студента

В КНИТУ

Рис. 8. Пример эпизода обмена сообщениями между студентами

Рис. 9. Пример страницы активных дисциплин для авторизованного

пользователя

В КНИТУ

Рис. 10. Пример эпизода обсуждения конкретный дисциплины между преподавателем и студентами

в КНИТУ

Рис. 11. Скриншот со страницы лекционные материалы выбранной

дисциплины

Изменения доступа к модулю

¿V ш—

„ми, „ тишш и.,—и тшпип_

Рис. 12. Скриншот страницы электронного кабинета преподавателя

Заключение

В целом, блок дополнительного администрирования на практике обработан. В первую очередь систему активно воспринял бизнес-сообщество в рекламных целях. Что касается образовательной сферы, внедрение происходит не так активно как хотелось бы разработчикам. По вопросам, внедрения блока и организации техногенной образовательной среды подготовки инженеров в метрическом компетентностном формате на основе организации доступа по технологии Wi-Fi, можно обратиться к работам [6-10], а также на кафедру информатики и прикладной математики КНИТУ

Литература

1. Нуриев, Н.К. Математическое моделирование эффективного администрирования системы доступа в интернет / Н. К. Нуриев, Е.А. Печеный, Д.А. Ахметшин // Фундаментальные исследования. - 2014. - № 9 (часть 12). -С. 2650-2654.

2. Ахметшин, Д.А. Математическое и имитационное моделирование работы системы беспроводной передачи данных с вырожденным потоком обслуживания // Вестник Казанского технологического университета. - 2014. №10 - С. 216-221.

3. Ахметшин, Д.А. Математическое моделирование системы аппаратно-программного комплекса промежуточной сети передачи данных / Д.А. Ахметшин, Е.А. Печеный, Н.К. Нуриев // Вестник Казанского технологического университета. - 2014. №4. - С. 283-285.

4. Ахметшин, Д.А. Использование промежуточных беспроводных сетей передачи данных с учетом географического положения пользователя / Д.А. Ахметшин // Фундаментальные исследования. - 2014. - № 6 (часть 5) . - С. 1163-Г166.

5. Нуриев, Н.К. Проектирование электронной образовательной среды быстрого развития инженеров - / Н.К.Нуриев, С.Д.Старыгина, Д.А.Ахметшин, А.А.Али // Ученые записки ИСГЗ. - 2014. - Т. 1. - № 1. - С. 312-318.

6. Старыгина, С.Д. Дидактическая инженерия как метрико-ориентированная методология инженерного образования / С.Д.Старыгина, Н.К.Нуриев // Международный электронный журнал "Образовательные технологии и общество (Education Technology & Society)" - 2014

(http://ifets.ieee.org/russian/periodical/journal.html) - V.17. - N 3. - С. 569 - 582 c. - ISSN 1436-4522.

7. Нуриев, Н.К. Проектирование программного обеспечения природосообразно-развивающего обучения / Н.К.Нуриев, С.Д.Старыгина, Т.Т. Туркиниджрес // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - № 4; URL: http://www.science-education.ru/104-6703 (дата обращения: 18.07.2012).

8. Нуриев, Н.К. Проектирование дидактических систем нового поколения с использованием облачных технологий / Н.К.Нуриев, С.Д.Старыгина, Г.М.Ильмушкин, Н.К.Шайдуллина // Международный электронный журнал "Образовательные технологии и общество (Education Technology & Society)" -2013 (http://ifets.ieee.org/russian/periodical/journal.html) - V.16. - N 4. - С. 412429 c. - ISSN 1436-4522.

9. Нуриев, Н.К. Эскизный проект дидактической системы природосообразно развивающего обучения / Н.К.Нуриев, С.Д.Старыгина // Альма-Матер - 2013. -№ 3. - С.51-55.

10. Нуриев, Н.К. Проектирование smart -системы для поддержки обучения «двойной диплом» / Н.К.Нуриев, С.Д.Старыгина // Вестник Казанского государственного технологического университета. - 2012. - № 19. - С.253-257.