Основные проектные решения по формированию единой информационной образовательной среды Ямало-Ненецкого автономного округа

УДК 681.391.28

ОСНОВНЫЕ ПРОЕКТНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ЕДИНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ ЯМАЛО-НЕНЕЦКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА

Ю.П. Ехлаков, С.Н. Назаркин, Д.Н. Бараксанов

В статье представлено краткое описание основных компонентов единой образовательной информационной среды. Разработка проекта «Создание единой информационной образовательной среды Ямало-Ненецкого автономного округа» проводилась в соответствии с приказом Министерства образования № 3661 от 14 октября 2001 года.

1 Основные положения по формированию единой образовательной

информационной среды региона

Основные цели создания единой образовательной информационной среды округа были

сформулированы следующим образом:

- расширение сферы образовательных услуг для населения округа путем использования

новых образовательных технологий;

- повышение качества обучения в городских, сельских, малокомплектных школах, средних специальных, профессиональных учебных заведениях округа путем активного внедрения мультимедийных учебных материалов по предметам школьной программы, проведения лекций лучшими педагогами в режиме телеконференций;

- повышение качества профессиональной подготовки сотрудников и специалистов в системе образования, государственного и муниципального управления;

- увеличение доли студентов и лиц, имеющих высшее образование, в составе населения округа путем интенсивного внедрения дистанционных технологий обучения, повышение культурного уровня населения;

- экономия финансовых средств населения при получении образования за счет приближения образовательных услуг к месту жительства обучаемых.

Исходя из перечисленных выше целей в проекте выделены следующие направления

работ.

1. Создание единой образовательной информационной среды и образовательных информационных ресурсов.

2. Создание материально-технической базы региональной телекоммуникационной образовательной сети.

3. Создание системы сервисных центров. Программно-техническая поддержка функционирования и развития единой образовательной информационной среды Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО).

4. Повышение квалификации и профессиональная переподготовка сотрудников и специалистов системы народного образования, государственного и муниципального управления.

Единая образовательная информационная среда округа состоит из следующих основных

компонентов:

- организационная структура в виде системы ресурсных центров образования для образовательных учреждений всех уровней с региональным центром в городе Салехарде;

- сети передачи данных и средств информационного взаимодействия субъектов информационно-коммуникационной среды;

- инструментальные средства создания автоматизированных информационных образовательных ресурсов;

- автоматизированные информационные образовательные ресурсы, содержащие сведения и знания по основным базовым предметам систем начального, среднего, средне-

специального и высшего образования;

- информационные технологии учета, регистрации, ведения, защиты и обеспечения доступа к автоматизированным информационным образовательным ресурсам:

- нормативно-правовая база и организационно-экономические механизмы, регламентирующие деятельность всех субъектов информационной образовательной среды

2 Организационная структура системы ресурсных центров образования

Организационную структуру единой образовательной информационной среды планируется создать в виде распределенной системы регионального ресурсного центра образования (РРЦО) и территориальных (муниципальных) ресурсных центров образования (ТРЦО; МРЦО).

В проекте предполагается создать организационно-функциональную структуру ресурсного центра образования в виде следующих подразделений:

- отдел администрирования;

- отдел информационного обеспечения;

-отдел методической поддержки;

- отдел сетевого тестирования и контроля;

-лаборатория сертификации (в региональном центре);

- сервисный центр;

- центр дистанционного образования;

- центр коллективного доступа.

На первом этапе центры предполагается создавать в виде структурных подразделений департамента и управлений образования с последующим преобразованием их к 2003-2005 гг. в государственные либо муниципальные учреждения.

Функционирование ресурсных центров образования должно быть направлено не только на поддержку информационной образовательной среды, технологий дистанционного обучения, но и на повышение эффективности управления системой народного образования в целом.

3 Сети передачи данных и средства информационного взаимодействия

Интеграция образовательных информационных ресурсов, создание распределенной системы доступа к ним, быстрый и надежный обмен информацией между информационными центрами и учреждениями образования возможны только в условиях создания и поддержки функционирования сети передачи данных и средств информационного взаимодействия между ресурсными центрами образования.

Для реализации этого направления предусмотрена следующая система мероприятий:

- создание организационной структуры ресурсных центров образования;

- ввод в эксплуатацию регионального информационно-коммуникационного узла (РИКУ) и территориальных информационно-коммуникационных узлов (ТИКУ) сети;

- строительство магистральных каналов связи для организации магистральных сетей (МС) взаимодействия ресурсных центров образования;

- подключение информационно-коммуникационных узлов к магистральным сетям;

- создание вторичных корпоративных сетей (КС) передачи данных в населенных пунктах, объединяющих территориальный ресурсный центр образования с учебными заведениями;

- создание информационно-коммуникационных узлов учебных заведений (ИКУ);

- создание локальных сетей (ПС) в образовательных учреждениях (ОУ), объединяющих компьютерные классы, компьютеры администрации и информационно-коммуникационный узел учебного заведения;

- монтаж, тестирование, модернизация и запуск региональной телекоммуникационной образовательной сети ЯН АО и сети Internet.

Магистральные каналы связи планируется организовать в виде звездообразной структуры с центром в г. Салехарде на базе сетей доступа ОАО «Ямалтелеком» с использованием спутника «Ямал-100». Предусматривается использование спутниковых каналов связи от

128 КБит/с до 2 Мбит/с.

Сети передачи данных ориентированы на организацию информационного взаимодействия между информационно-коммуникационными узлами регионального ресурсного центра образования, территориальных ресурсных центров образования и информационно-коммуникационными узлами учебных заведений.

Основными функциями регионального и территориальных информационно-коммуникационных узлов являются:

- организация доступа в Internet;

- организация единой образовательной информационно-коммуникационной сети региона;

- объединение корпоративных сетей в магистральную сеть;

- обеспечение работы информационных образовательных центров;

- возможность использования ресурсов, баз данных и т.д. (мультимедиа, программное

обеспечение);

- проведение видеоконференций;

- обеспечение ресурсной поддержкой сети (доступ к электронной почте, Internet и т.д.);

- электронный документооборот.

Предлагаемая типовая структура информационно-коммуникационного узла центра представлена на рисунке.

Построение вторичных территориальных корпоративных сетей ориентировано на организацию взаимодействия ресурсных центров образования с учебными заведениями своего территориального образования. С учетом имеющихся в каждом территориальном образовании особенностей техническая реализация вторичных сетей должна базироваться на высокоскоростных радиоканалах с пропускной способностью не менее 10 Мбит/с (при невозможности организации радиоканала - на спутниковых каналах с пропускной способностью не менее 128 Кбит/с) и оптоволоконных каналах ВОЛС с пропускной способностью не менее 100 Мбит/с. В некоторых случаях для организации высокоскоростной передачи данных допускается

подключение учебных заведений по выделенным телефонным каналам связи с использованием технологий HDSL.

Комнзгнккационнык

сервер ^

Региональная матащюпъная сеть

Модемный пул

Он

О К

Структура информационно-коммуникационного узла

В малых населенных пунктах подключение к каналам спутниковой передачи данных будет осуществляться по витой паре при помощи высокоскоростных модемов (скорость до 2 Мбит/с).

Учитывая, что поток информации, передаваемой через город Салехард, будет существенно больше, чем обратный поток, для приема-передачи информации через канал спутниковой связи планируется использовать асимметричный канал.

Обратная передача информации от ОУ в населенных пунктах предполагается по симметричному каналу, организованному на базе оборудования \ZSAT. Предполагаемая скорость передачи данных на первом этапе до 512 Кбит/с (в малых населенных пунктах до 64 Кбит/с). В дальнейшем при переходе ко второму этапу предполагается повысить скорость до 1-2 Мбит/с (в малых населенных пунктах до 128-256 Кбит/с).

Вторичные корпоративные сети строятся на основе сетей ОАО «Ямалтелеком», сетей других провайдеров или самостоятельно администрацией муниципальных образований.

Информационное взаимодействие между информационными образовательными центрами осуществляется с помощью информационно-коммуникационных узлов, обеспечивающих маршрутизацию информации, а также поддержку базовых сетевых технологий, предоставляемых пользователям.

В каждом учебном заведении создается свой информационно-коммуникационный узел учебного заведения, объединяющий компьютерные классы в локальную сеть и обеспечивающий взаимодействие с соответствующими территориальными узлами.

Основными функциями информационно-коммуникационного узла учебного заведения являются:

- объединение сетей компьютерных классов в сеть учебного заведения;

- обеспечение доступа в internet из компьютерных классов;

- возможность использования ресурсов на сервере приложений (мультимедиа, программное обеспечение);

- проведение видеоконференций;

- обеспечение доступа к электронной почте;

- электронный документооборот.

4 Инструментальные средства создания автоматизированных информационных образовательных ресурсов

Разработка инструментальных средств создания автоматизированных информационных ресурсов предполагает следующее:

- создание специализированного объектно-ориентированного языка проектирования компьютерных мультимедийных учебников с элементами тренажера;

- реализацию языка в виде программной среды разработки компьютерных учебников с

элементами тренажера.

В проекте сформулированы следующие основные требования к объектно-ориентированной системе проектирования компьютерных учебников естественнонаучных дисциплин для дистанционного образования с элементами тренажеров:

- обеспечение представления элементоз теории, задач и их фрагментов в виде комбинации текста, рисунков, разнообразных формул с возможностью автоформатирования и изменения основного шрифта текста и цвета;

- обеспечение генерации конкретной задачи из известного класса задач, причем этот класс задач описывается на объектно-ориентированном языке системы;

- гибкость и настраиваемость для разнообразных сценариев проведения обучения;

- обеспечение построения решателей задач и тренажеров;

- обеспечение контроля за ходом решения задачи и выдача рекомендации для решения задачи по запросу;

- обнаружение ошибок при решении задачи и уведомление об этом обучаемого;

- обеспечение ведения протокола решения задачи;

- накопление информации о процессе обучения и фиксация количества и типов ошибок,

совершаемых обучаемым;

- гибкость и настраиваемость на конкретный учебный процесс и учебный план.

5 Автоматизированные информационные образовательные ресурсы

Создание автоматизированных информационных ресурсов предполагает в первую очередь унификацию учебных планов и рабочих программ очного и дистанционного обучения различного уровня, включая общее среднее и высшее профессиональное образование.

Минимальный комплект учебно-методического и программного обеспечения дисциплин при реализации дистанционной технологии обучения (кейсово-компьютерный вариант) включает следующее.

1. Учебное пособие (систематизированное изложение материала дисциплины в соответствии с утвержденной рабочей программой и Государственным образовательным стандартом

высшего профессионального образования (ГОС ВПО)).

2. Учебно-методическое пособие (руководство по организации самостоятельной работы с примерами решения задач, программой выполнения компьютерных лабораторных работ, вариантами заданий для контрольных работ расчетного характера, темами рефератов).

3. Программные средства для выполнения лабораторных работ.

4. Программы компьютерных контрольных работ.

5. Руководство к выполнению курсового проекта (работы) по дисциплине.

Учет, регистрацию и доступ к автоматизированным информационным образовательным ресурсам планируется реализовать в форме системы специализированных образовательных

порталов.

Целью разработки и внедрения информационных образовательных порталов является максимальное удовлетворение пользователей в предоставлении информационных ресурсов и сетевых сервисов с использованием информационных и коммуникационных технологий, а также создание предпосылок для представления портала как платформы для формирования виртуальной образовательной платформы региона.

Все информационное образовательное \л/еЬ-пространство региона строится на базе трех

уровней.

Уровень 1 - уровень учебного заведения - уровень виртуального представительства (ВП УЗ). На этом уровне производится: создание, размещение (загрузка) в БД, актуализация и предоставление пользователям полнотекстовых информационных ресурсов ВП каждого учебного заведения; формирование учебных планов; участие в районных и региональных конкурсах и

конференциях.

Уровень 2 - уровень районных образований. На данном уровне обеспечивается сохранность программных средств и информационных ресурсов ВП отдельных учебных заведений района и формирование районных каталогов информационных ресурсов с возможностью сортировки и поиска по видам ресурсов, дисциплинам и уровням образования. Уровень районных образований представляет собой образовательный портал, схожий по структуре, информационному содержанию и набору сервисов с региональным порталом.

Уровень 3 - региональный уровень. На данном уровне производится формирование регионального каталога информационных ресурсов, репликация во все узлы районных уровней;

сбор и анализ статистической информации.

Схема построения коммуникационной образовательной сети региона определяет структуру регионального информационного образовательного портала (РИОП) распределенной. Другими словами, РИОП должен интегрировать все ресурсы, расположенные в территориальных подразделениях и отдельных учебных заведениях.

Основные назначения информационного образовательного портала:

- создание и внедрение в учебный процесс наряду с традиционными учебными материалами современных электронных средств его поддержки и развития;

- накопление, хранение и предоставление различных образовательных ресурсов - от текстовых до мультимедийных;

- создание организации контроля знаний по принципу сетевого тестирования;

- возможность дополнительного образования для образовательных учреждений различного уровня;

- создание описательного каталога образовательных и методических материалов всех уровней образования;

- создание, наполнение и обновление общесистемной нормативно-справочной информации по программам информатизации образования;

- представление информации об образовательных учреждениях;

- создание возможностей профессионального общения научных и педагогических кадров независимо от их места нахождения или работы;

- стимулирование процесса создания инновационных образовательных продуктов.

Основной отличительной особенностью функционирования порталов является распределенная наполняемость информационным содержанием (контентом). Каждый пользователь может «продвинуть» собственные информационные ресурсы от голоса в опросе мнений до образовательного ресурса; задача администратора здесь сводится к проверке соответствия материалов общей информационной направленности разделов портала и размещение этих материалов в соответствующих разделах.

6 Информационные технологии учета, регистрации, ведения, защиты и обеспечения

доступа к автоматизированным информационным образовательным ресурсам

Информационные технологии регистрации, учета электронных учебно-методических материалов ориентированы на обязательную регистрацию электронных учебников, создаваемых за счет средств государственного, окружного и муниципального бюджетов. Предлагаемая в проекте технология состоит из следующих программных блоков.

1. Блок оформления анкеты-предложения на регистрацию электронных учебно-методических материалов.

2. Блок подачи заявления (заявки) на регистрацию.

3. Блок регистрации электронных учебно-методических материалов в окружном регистре информационных образовательных ресурсов. Выдача регистрационного свидетельства.

4. Блок обеспечения доступа к окружному регистру информационных образовательных

ресурсов.

Проектирование механизмов обеспечения информационной безопасности автоматизированных информационных образовательных ресурсов (АИОР) предполагает реализацию ряда

взаимосвязанных этапов:

- комплексное обследование структуры АИОР и определение объектов защиты;

- выявление возможных угроз и потенциальных каналов нарушения информационной безопасности по каждому из объектов;

- выбор эффею-ивных методов и средств обеспечения информационной безопасности;

- проектирование и внедрение единого механизма обеспечения информационной безопасности АИОР.

В качестве основных объектов защиты предполагается выделить служебные помещения информационных образовательных центров, где размещается серверное оборудование, магнитные носители размещения АИОР, хранилища АИОР, рабочие станции пользователей, вторичные сети передачи данных и сети доступа.