Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Управление жизненными циклами электронных образовательных ресурсов и процессами непрерывной подготовки специалистов 12
1.1 Анализ проблем непрерывной подготовки специалистов и постановка задач по их разрешению 12
1.2 Понятие непрерывной профессиональной подготовки специалистов 15
1.3 Понятие электронных образовательных ресурсов, их виды и классификация 17
1.4 Классификация жизненных циклов 22
1.5 Моделирование жизненного цикла 26
1.6 Аналитический обзор систем управления контентом (CMS) 44
1.7 Аналитический обзор систем управления обучением (LMS) 49
Основные результаты и выводы 52
Глава 2. Модели, алгоритмы и методики поддержки принятия решений при управлении процессами, жизненными циклами и электронными ресурсами 54
2.1 Разработка модели жизненного цикла электронных образовательных ресурсов 54
2.2 Схема управления жизненным циклом электронных образовательных ресурсов 61
2.3 Разработка модели жизненного цикла образовательных программ 64
2.4 Схема управления жизненным циклом образовательных программ 67
2.5 Разработка модели жизненного цикла уровней квалификации специалиста 70
2.6 Схема управления жизненным циклом уровней квалификации специалиста 72
2.7 Разработка модели синхронизации жизненных циклов электронных образовательных ресурсов, программ и уровней квалификации специалиста 75
2.8 Разработка методики автоматизированного создания образовательных программ 83
2.9 Разработка комплекса показателей оценки жизненных циклов электронных образовательных ресурсов, образовательных программ и уровней квалификации специалистов. Комплексная интегральная оценка эффективности синхронизации жизненных циклов. 85
Основные результаты и выводы 97
Глава 3. Разработка алгоритмического и программного обеспечения для поддержки управления жизненными циклами и процессом подготовки специалистов 98
3.1 Разработка алгоритмического обеспечения системы поддержки жизненного цикла электронных образовательных ресурсов 98
3.2 Разработка программного обеспечения системы управления жизненным циклом электронных образовательных ресурсов 103
3.3 Разработка программного обеспечения системы управления жизненным циклом непрерывной подготовки специалистов 117
3.4 Предложения по разработке модуля обработки требований работодателей 124
3.5 Разработка архитектуры программно-инструментального комплекса и информационно образовательной среды 126
3.6 Разработка методики управления компонентами информационно-образовательной среды 130
Основные результаты и выводы 132
Глава 4. Инструментальный комплекс для управления жизненными циклами образовательных программ, ресурсов и уровней квалификации специалистов 133
4.1 Использование программного обеспечения системы управления жизненным циклом электронных образовательных ресурсов 133
4.2 Апробация разработанного программного обеспечения систем поддержки жизненных циклов электронных образовательных ресурсов и программ 138
4.3 Реализация инструментария синхронизации жизненных циклов на основе информационно-образовательной среды подготовки специалистов . 147
4.4 Оценка эффективности разработанной системы непрерывной подготовки специалистов 153
4.5 Внедрение результатов диссертационного исследования 159
Основные результаты и выводы 164
Заключение 166
Список сокращений 168
Список литературы 169
Приложение А. Акты о внедрении 181
Приложение Б. Информационные карты РИД 183
- Моделирование жизненного цикла
- Разработка модели синхронизации жизненных циклов электронных образовательных ресурсов, программ и уровней квалификации специалиста
- Разработка программного обеспечения системы управления жизненным циклом электронных образовательных ресурсов
- Реализация инструментария синхронизации жизненных циклов на основе информационно-образовательной среды подготовки специалистов
Введение к работе
Актуальность исследования. В современном мире набирают большую популярность технологии автоматизированного управления процессом обучения и подготовки специалистов. Они позволяют быстро и сравнительно недорого создавать новые образовательные программы и технологии с обеспечением удаленного доступа преподавателей и обучающихся к единой информационной среде, интегрированной с глобальным интернет-пространством. В настоящий момент на рынке предлагается большое количество систем управления учебной деятельностью. Такие системы применяются для разработки, интеграции, распространения и актуализации учебных, методических, нормативных и педагогических материалов с поддержкой возможности дистанционного, повсеместного и мобильного доступа в онлайн-режиме. В качестве учебных материалов системы управления учебной деятельностью используют электронные образовательные ресурсы, которые включают структуру, предметное содержание (контент) и метаданные. В связи с большим числом электронных ресурсов и существующей тенденцией к их росту возникает актуальная задача минимизации затрат на разработку, модификацию и актуализацию электронных комплектов в процессе сопровождения и поддержки их жизненного цикла.
К основным проблемам управления жизненными циклами компонентов информационной образовательной среды относят: отсутствие адекватных моделей жизненных циклов для электронных образовательных ресурсов, программ подготовки и уровней квалификации специалистов, обеспечивающих комплексную автоматизацию процесса управления учебной деятельностью в единой информационной среде; отсутствие интегральных оценок эффективности процесса синхронизации жизненных циклов электронных образовательных ресурсов, программ и уровней квалификации специалистов; недостаточное соответствие образовательных программ и контента электронных образовательных ресурсов современным требованиям работодателей; отсутствие эффективных инструментальных средств для создания, актуализации и сопровождения образовательных ресурсов в информационной среде; отсутствие интеллектуальных средств анализа требований работодателей для синтеза набора требуемых компетенций с использованием технологий Data Mining; отсутствие технологии автоматизации процесса согласования программ подготовки с требованиями работодателей и имеющимися электронными образовательными ресурсами в информационной среде.
Вопросы исследования и решения данных проблем и задач управления жизненными циклами рассматривались различными научными школами, что позволило сформировать методологическую базу диссертационного исследования. Результаты исследований отражены в работах российских и зарубежных ученых, таких как Г. А. Доррер, А. А. Попов, К. В. Сысенко, И. В. Кривопалов, Е. В. Сергеев, М. Ю. Чандра, М. Тодорова, В. Петрова, Andreas Meyer, Mathias Weske, D. G. Sampson, P. Zervas, P. McGee, H. Katz, G. Richards и др.
Анализ показал, что большинство исследователей не рассматривают жизненные циклы с точки зрения их автоматизации и формализации. В работах
фактически не описывается процесс комплексной синхронизации жизненных циклов и не представлен эффективный механизм оценки процесса их согласования. Это подтверждает актуальность диссертационного исследования с целью разработки адекватных моделей жизненных циклов электронных образовательных ресурсов, программ и уровней квалификации специалистов, их синхронизации и актуализации в соответствии с требованиями стандартов и рынка труда, синтеза методик, алгоритмов и инструментальных средств для автоматизированного управления процессом обучения в информационной среде, поддержки принятия решений при настройке процесса подготовки специалистов.
Целью диссертационной работы является повышение эффективности принятия решений при управлении непрерывным процессом подготовки специалистов в единой информационной среде на основе разработанных моделей, методик и инструментальных средств синхронизации и оптимизации жизненных циклов электронных образовательных ресурсов, программ обучения и требований работодателей.
Для достижения цели сформулированы и решены следующие задачи:
-
Выполнить аналитические исследования моделей жизненных циклов электронного образовательного контента, системы управления обучением и учебной деятельностью, системы управления контентом с целью выбора и разработки инструментальных средств автоматизированного проектирования и наполнения информационно-образовательной среды, а также синтеза системы управления жизненными циклами ее основных компонент.
-
Разработать и исследовать формализованные модели жизненных циклов основных компонент информационно-образовательной среды.
-
Выполнить синтез и исследование комплексной модели синхронизации жизненных циклов компонент информационно-образовательной среды, включая электронные образовательные ресурсы, программы обучения и повышения квалификации специалистов на основе разработанного математического аппарата.
-
Разработать набор критериев для оценки эффективности результатов оптимизации жизненных циклов электронных образовательных ресурсов, программ обучения и повышения квалификации специалистов, а также интегральную оценку эффективности их синхронизации.
-
Разработать алгоритмическое и программное обеспечение для синтеза и наполнения информационно-образовательной среды, автоматизированного управления жизненными циклами ее компонент.
-
Разработать архитектуру комплекса инструментальных средств для создания, наполнения и поддержки функциональности информационно-образовательной среды на всех этапах жизненных циклов ее компонент с целью автоматизированного управления процессом обучения и повышения квалификации специалиста при меняющихся требованиях образовательных стандартов и работодателей.
Объектом исследования диссертационной работы является процесс автоматизированного управления жизненными циклами основных компонент информационно-образовательной среды.
Предметом исследования являются математическое, информационное и программное обеспечение инструментальных средств автоматизированного управления жизненными циклами компонент информационно-образовательной среды, системы управления образовательным контентом и учебным процессом.
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались методы теории систем и системного анализа, поддержки принятия решений, управления, математической статистики, математического моделирования, интеллектуального анализа, методы оптимизации.
Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:
-
Разработаны модели жизненных циклов основных компонент информационно-образовательной среды, которые позволяют выполнить их согласование и оптимизацию для системы автоматизированного управления процессами обучения и повышения квалификации специалистов. Отличительными особенностями моделей является комплексная синхронизация жизненных циклов всех компонент с оценкой эффективности данного процесса, а также настройка на изменяющиеся требования внешней среды.
-
Разработана модель синхронизации жизненных циклов компонент информационно-образовательной среды, включая электронный образовательный контент и систему управления процессами обучения и повышения квалификации. Особенностью модели является комплексная оценка эффективности процесса синхронизации на всех его этапах для автоматизированного выбора и/или синтеза персонализированных программ обучения и электронных ресурсов согласно меняющимся требованиям стандартов и работодателей.
-
Предложена методика автоматизированного управления компонентами информационной образовательной среды, реализующая процесс синхронизации ее компонент, которая обеспечивает взаимодействие между системами управления образовательным контентом, управления учебным процессом, управления учебной деятельностью, средствами интеллектуального анализа требований образовательных стандартов и работодателей. Отличительной особенностью методики является возможность актуализации образовательных программ и электронных ресурсов с адаптивной настройкой на требования стандартов и работодателей.
-
Разработаны показатели оценки жизненных циклов основных компонент информационно-образовательной среды, и предложена комплексная интегральная оценка процесса их синхронизации, которая, в отличие от существующих, позволяет оценить эффективность процесса автоматизированного синтеза и настройки электронного образовательного контента и персонализированных траекторий обучения специалистов на требования стандартов и работодателей.
Практическая ценность работы заключается в том, что набор моделей, методик и алгоритмов реализован в виде комплекса программно-инструментальных средств синтеза информационно-образовательной среды и синхронизации жизненных циклов ее компонент в процессе автоматизированного управления учебным процессом.
Программно-инструментальные средства реализуют процесс синхронизации и таких компонент среды, как автоматизированная система управления
учебным процессом Moodle, система управления контентом Alfresco и система управления учебной деятельностью LAMS (Learning Activity Management System). Разработан и введен в эксплуатацию механизм сбора и анализа требований работодателей в Пензенском регионе для реализации механизма адаптивной настройки системы управления учебным процессом и образовательным веб-контентом на потребности рынка труда.
Применение разработанного комплекса позволяет в 1,5 раза сократить затраты на создание и эксплуатацию электронных ресурсов и программ подготовки.
Практическая значимость работы подтверждается двумя актами внедрения.
Достоверность и обоснованность результатов диссертационного исследования подтверждаются аргументированием постановки задачи, корректностью использования математического аппарата, адекватностью моделей жизненных циклов, экспериментальными исследованиями моделей, результатами практической реализации и опытной эксплуатации разработанных программно-инструментальных средств.
Соответствие паспорту специальности. Работа выполнена в соответствии с паспортом специальности ВАК РФ 05.13.10 – Управление в социальных и экономических системах (пункты 3, 4).
Положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся:
-
Модели жизненных циклов основных компонент информационно-образовательной среды.
-
Модель синхронизации жизненных циклов компонент информационно-образовательной среды.
-
Комплекс показателей оценки жизненных циклов компонент информационно-образовательной среды и интегральная оценка эффективности процесса их синхронизации.
-
Методика управления компонентами информационной образовательной среды.
-
Архитектура программно-инструментального комплекса и информационно-образовательной среды.
Внедрение результатов работы и связь с научными программами. Практическая реализация и внедрение результатов работы осуществлены в процессе создания электронной информационно-образовательной среды Пензенского государственного университета (ЭИОС ПГУ). Разработанное программное обеспечение используется для загрузки и генерации электронных образовательных ресурсов и образовательных программ, что позволило снизить расходы на поддержку жизненных циклов в среднем на 34 % и увеличить производительность работы за счет сокращения времени загрузки образовательных программ в информационную среду в среднем на 50 %.
Программно-инструментальные средства обеспечивают работу ЭИОС ПГУ, которая включает 560 образовательных программ с более чем 30 000 учебных дисциплин.
Результаты диссертационного исследования получены в Пензенском государственном университете в процессе работы по грантам РФФИ: № 17-307-50010
«Разработка интеллектуальной среды для адаптивного управления процессами электронного (e-learning) и мобильного (m-learning) обучения», № 16-07-00031 «Разработка и исследование положений фундаментальной концепции конвергентных вычислений на базе беспроводных сенсорных сетей», № 18-07-00975 «Разработка методов мониторинга и поддержки принятия решений для интеллектуальной среды "Умная дорога" (Smart Road)».
По результатам практической реализации и апробации получено два акта внедрения результатов работы – из Министерства труда Пензенской области и ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет».
Апробация результатов работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: XIII Международной научно-методической конференции «Новые информационные технологии и системы» (Пенза, 2016); XIX Международной научно-методической конференции «Университетское образование» (Пенза, 2015); XII Международной научно-технической конференции «Новые информационные технологии и системы» (Пенза, 2015); XII Международной научно-методической конференции «Инновации в науке, образовании и бизнесе» (Пенза, 2014); Региональном молодежном форуме «Открытые инновации – вклад молодежи в развитие региона» (Пенза, 2013); I Международной научно-технической конференции «Creativity in Intelligent Technologies and Data Science First Conference» (Волгоград, 2015).
Публикации. Основные результаты диссертации отражены в 25 печатных работах, в том числе 7 - в журналах, рекомендованных ВАК РФ, 3 - в ведущих рецензируемых журналах, индексируемых в WoS и Scopus, 15 - в других изданиях. Результаты научной работы, изложенные в диссертации, получены соискателем лично или при его непосредственном участии. В работах, выполненных в соавторстве, лично соискателю принадлежит: в [1, 2] – модели поддержки непрерывной подготовки специалистов, модели синхронизации жизненных циклов, в [3–8] – модели жизненных циклов электронных образовательных ресурсов, образовательных программ и уровней квалификации специалистов, прототип системы поддержки жизненного цикла электронных образовательных ресурсов.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 186 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка сокращений, списка литературы из 101 наименования, 2 приложений.
Моделирование жизненного цикла
В общем случае, ЖЦ определяется моделью, которая определяет концептуальный подход к организации ЖЦ, основные этапы ЖЦ и взаимосвязанные переходы между ними [35].
Модель ЖЦ – структура, содержащая процессы действия и задачи, которые осуществляются в ходе создания, использования и сопровождения объекта разработки [36]. Под объектом разработки понимается программное обеспечение, система, проект, база данных или процесс. Модель ЖЦ наглядно показывает, каким образом будет выполняться разработка объекта с помощью описания последовательности этапов ЖЦ.
Модель ЖЦ является единственным видом процесса, в котором представлен порядок его осуществления. Такая последовательность может быть или не быть линейной, поскольку фазы могут следовать друг за другом, повторяться или происходить одновременно [37].
Основные модели жизненного цикла представлены на рисунке 1.2:
- каскадная (водопадная) или последовательная;
- V-образная модель жизненного цикла;
- модель прототипирования жизненного цикла разработки ПО;
- модель быстрой разработки RAD;
- инкрементальная (итеративная) модель;
- спиральная (spiral) или модель Боэма.
Далее следует обзор и анализ характеристик каждой из представленных моделей, с указанием основных преимуществ и недостатков.
Каскадная (водопадная) модель жизненного цикла
Классическая каскадная модель применялась разработчиками ПО (программное обеспечение) долгий период времени. В 1970 году каскадная модель была представлена как альтернативный метод разработки. Это была первая модель, которая формализовала структуру этапов разработки, придавая особое значение исходным требованиям и проектированию, а также созданию документации на ранних этапах процесса разработки [37].
Данная модель определяет строго последовательное (во времени) и однократное выполнение всех этапов проекта с подробным предварительным планированием в контексте заранее заданных или целиком определенных исходных требований. Схема модели представлена на рисунке 1.3.
На рисунке изображены стандартные этапы каскадной модели ЖЦ и соответствующие активы проекта, являющиеся для одних этапов выходами, а для других - входами.
Переход от одного этапа к другому осуществляется с помощью формального обзора. Таким образом, клиент получает общее представление о процессе разработки, кроме того происходит оценка качества разрабатываемого продукта. Окончание стадии обзора указывает на договоренность между разработчиками и клиентом о том, что текущий этап завершен и можно перейти к следующему.
В результате выполнения определенных этапов формируется базовая линия, которая в данной точке ЖЦ определяет текущий статус готовности продукта разработки. Если возникает необходимость во внесении коррективов в процесс разработки, тогда используется формальный процесс изменений.
В результате попыток оптимизации каскадной модели возникли другие циклы разработки. Например, прототипирование ПО позволяет обеспечить полное понимание требований, в то время как инкрементные и спиральные модели предоставляют возможность повторно возвращаться к пройденным этапам ЖЦ, прежде чем разработанный продукт будет признан окончательным.
Нужно отметить, что для каскадной модели ЖЦ свойственен формальный метод проектирования: разновидность разработки "сверху вниз", состоящей из независимых последовательных этапов, подверженных регулярному обзору. Каскадная модель обладает следующим множеством преимуществ:
- она легкодоступна для применения, так как основная цель модели -выполнить последовательные действия в процессе разработки;
- данную модель может использовать неопытный трудовой коллектив в виду ее простоты;
- модель обеспечивает стабильность требований;
- использование данной модели облегчает контроль всего процесса разработки проекта;
- модель позволяет участникам, выполнившим свою задачу по разработке проекта, участвовать в работе над другими проектами;
- модель содержит функции, отвечающие за контроль качества продукта. Конечные результаты проходят проверку и тестирование.
- этапы модели довольно хорошо определены и понятны;
- данная модель позволяет использовать временную шкалу для мониторинга хода разработки проекта.
Положительные свойства использования каскадной модели заключаются в следующем [38]:
- после выполнения каждого этапа определяется полноценный комплекс документационного обеспечения;
- стадии ЖЦ, исполняемые в линейной последовательности, обеспечивают возможности планирования сроков окончания разработки и объёмов затрат.
В процессе эксплуатации каскадного подхода определился ряд недостатков, объясняемых тем, что процесс разработки никогда не соответствует выполняемой линейно последовательной структуре. Например, на этапе создания регулярно возникает необходимость возврата к предыдущим стадиям и пересмотра или переоценки ранее принятых требований к ПО. Другими недостатками каскадной модели являются:
- в основе модели лежит строго последовательная структура, вследствие чего любая попытка вернуться на один или несколько этапов назад для исправления каких-либо проблем или недостатков, приведет к существенному увеличению затрат и сбою в графике;
- она не отображает принципиально важное свойство разработки программ, направленное на разрешение задач. Отдельные этапы четко связаны с определенными действиями, что отличается от реальной работы персонала;
- объединение всех полученных результатов в готовый продукт происходит внезапно на завершающем этапе работы модели. В результате такого подхода слишком поздно проявляются не обнаруженные ранее ошибки или недочеты, которые сложно устранить;
- заказчик не может оценить качество разработанного продукта до окончания всего процесса разработки;
- каждый этап является исходной точкой для выполнения последующих действий, что является рискованным выбором для программных продуктов, не имеющих аналогов, так как невозможно произвести гибкое моделирование процесса разработки;
- для каждого этапа создаются результативные данные, которые по его завершению считаются конечными. Это означает, что они не должны изменяться на следующих этапах ЖЦ. В случае необходимости внесения коррективов в полученные данные общие затраты будут существенно увеличены, поскольку ни модель, ни план не были рассчитаны на выполнение изменений на более поздних этапах ЖЦ
Разработка модели синхронизации жизненных циклов электронных образовательных ресурсов, программ и уровней квалификации специалиста
Изменения в развитии человеческого общества, научно-технический прогресс и перманентная информационно-технологическая революция вызывают необходимость актуализации учебно-методических комплексов, которая невозможна без использования современных информационных технологий. Процессы непрерывной подготовки специалистов, создания и развития ОП, поддержки ЭОР, требующихся при обучении, тесно связаны, и требуют комплексной синхронизации и автоматизации для повышения качества образования. Как уже было сказано, образовательная программа проходит жизненный цикл, который соответствует итеративной модели развития [83]. В процессе реализации ОП используется множество ЭОР, которые также проходят собственный жизненный цикл в рамках итеративной модели развития. Схема синхронизации ЖЦ уровней квалификации специалистов, ОП и ЭОР представлена на рисунке 2.14 [82].
ЖЦ уровней квалификации специалиста включает его профессиональную деятельность (исполнение трудовых обязанностей) и обучение (повышение квалификации). Для того чтобы приступить к исполнению трудовых обязанностей, специалист должен иметь базовый образовательный уровень, который обеспечивает получение основных профессиональных и общекультурных компетенций в ходе обучения по образовательным программам высшего образования (ВО) или среднего профессионального образования (СПО).
В дальнейшем, в ходе трудовой деятельности специалист исполняет свои должностные обязанности. Изменения в используемых технологиях, переход на другую должность, изменение трудовых функций в рамках прежней должности требуют совершенствования имеющихся или приобретения новых компетенций специалистом.
Фактически, современный специалист должен постоянно заниматься самообразованием, чтобы его компетенции соответствовали постоянно изменяющимся требованиям. Во многих случаях предусмотрена периодическая аттестация специалистов, которая призвана подтвердить их соответствие занимаемой должности и выявить кандидатов на перемещение в рамках организации (повышение, перевод в другое подразделение и т.д.).
Часто самообразования недостаточно, чтобы получить необходимые компетенции для соответствия изменившимся служебным обязанностям (в силу изменения должности, изменения функций на старой должности, или значительных технологических изменений). В этом случае требуется пройти обучение. Как правило, достаточно подготовки по дополнительным профессиональным программам (ДПП). Однако, в ряде случаев (например, переход с должности инженера на должность менеджера), может потребоваться подготовка по новой программе ВО (например, программе MBA - магистр делового администрирования).
Для обеспечения качественной подготовки или переподготовки специалистов необходимо наличие соответствующих ОП. Подробно вопросы создания и использования образовательных программ рассматриваются в предложенной методике разработки согласованных ОП.
Жизненный цикл ЭОР состоит из создания ЭОР и его использования. Создание (эволюция) ЭОР начинается с анализа внешних требований (требуемых форматов и технологий, информационных материалов, нормативных документов), требований конкретной ОП и условий ее реализации (технологии обучения, требования к содержанию ЭОР).
На основе проведенного анализа выполняется проектирование ЭОР с учетом технических требований к нему со стороны ОП, для которой он разрабатывается. Дальнейшими шагами являются реализация (с учетом уточненной структуры и содержания материалов ОП, для которой создается или модернизируется ЭОР), интеграция различных компонентов (образовательных объектов), входящих в ЭОР, контроль версий, проверка и публикация ЭОР. Отдельные ЭОР и их комплекты используются при реализации ОП, а также при самообразовании специалистов в рамках непрерывного образования.
Для детальной формализации и обеспечения возможности автоматизации разработана графовая модель синхронизации ЖЦ, представленная на рисунке 2.15.
На основе модели синхронизации ЖЦ предложены интегральные показатели для оценки и прогнозирования результатов.
Синхронизация жизненных циклов уровней подготовки специалистов, ОП и ЭОР, обеспечивает непрерывную подготовку специалистов, создание и модернизацию образовательных программ и ЭОР. Графовая модель используется на стадии реализации системы непрерывной подготовки специалистов, где для поддержки ЖЦ ЭОР – используется CMS Alfresco, а в качестве среды обучения – LMS Moodle.
На основе моделей жизненных циклов уровней квалификации специалистов, образовательных программ и ЭОР разработана инфологическая модель репозитория ЭОР, выполнено функциональное моделирование CALS-системы поддержки жизненного цикла ЭОР и их исходных объектов, разработан прототип системы с использованием системы управления контентом Alfresco, а также спроектирована архитектура системы непрерывной подготовки специалистов.
Разработка программного обеспечения системы управления жизненным циклом электронных образовательных ресурсов
В рамках расширения функционала системы было создано дополнительное программное обеспечение. Цель создания ПО — обеспечение поддержки жизненного цикла ЭОР.
В системе Alfresco расширения называются веб-скриптами (webscript) и дашлетами (dashlet). Веб-скрипт в терминологии Alfresco — это RESTful-сервис, который привязан к определенному URI [84] (Uniform Resource Identifier). Все скрипты можно поделить на два класса:
1. скрипты, работающие с данными (data webscripts),
2. скрипты представления (presentation webscripts).
Первый тип скриптов предназначен для работы с данными в хранилище (repository): чтение, изменение, доступ к различным JavaScript API (Application Programming Interface).
Второй тип скриптов используется для создания интерфейса (дашлеты для Share и Explorer и др.). Эти скрипты в ответ обычно возвращают HTML.
Дашлеты являются веб-скриптами, которые в ответ выдают HTML-код, отображаемый на странице [85].
Веб-скрипт состоит из следующих файлов:
1. .desc.xml – файл описания скрипта,
2. .js – JavaScript-контроллер,
3. .xml.ftl – шаблон для вывода XML,
4. .json.ftl – шаблон для вывода JSON. Разработанная программа является дашлетом для Alfresco Share. Схема ПО представлена на рисунке 3.5.
Подробное описание структуры ПО:
1. Ecm-browser – дашлет, является основным компонентом программы, контролирует все нажатия и события, отвечает за вывод интерфейса, создает и обрабатывает запросы AJAX (Asynchronous Javascript and XML). На домашней странице портала имеет заголовок «Диспетчер ЭОР». Общий вид компонента представлен на рисунке 3.6.
2. Viewfiles – веб-скрипт, позволяет получить данные о файловой структуре, определяет «избранные» документы и папки, возвращает ответ в формате JSON (JavaScript Object Notation).
Основная задача работы веб-скрипта – сбор данных для построения файлового дерева репозитория ЭОР.
Входные и выходные параметры веб-скрипта описаны в таблице 3.1.
3. Repository-operation – веб-скрипт, выполняет файловые операции над документами/папками, возвращает статус выполнения.
Все действия с файловой структурой производятся в соответствии с полномочиями пользователей.
Выполняемые операции:
1. копирование файловых объектов,
2. перемещение объектов,
3. переименование объектов,
4. создание новых директорий,
5. удаление объектов. Входные и выходные параметры веб-скрипта описаны в таблице 3.2.
4. My-favorite – веб-скрипт, добавляет документы и папки в «избранное» пользователя, а также удаляет из «избранного», возвращает статус выполнения.
Выполняемые операции:
1. добавляет объект в избранное,
2. удаляет объект из избранного,
3. проверяет, содержится ли объект в избранном,
4. очищает избранное. Входные и выходные параметры веб-скрипта описаны в таблице 3.3.
5. Get-path – веб-скрипт, получает информацию о расположении директории, возвращает путь к объекту.
Входные и выходные параметры веб-скрипта описаны в таблице 3.4.
Реализация инструментария синхронизации жизненных циклов на основе информационно-образовательной среды подготовки специалистов
Процесс подготовки специалистов включается в себя управление жизненными циклами специалистов, образовательных программ и электронных образовательных ресурсов. В главе 2 была представлена графовая и структурная модели синхронизации (согласования) жизненных циклов. Для программной реализации процесса согласования ЖЦ предложено использование комплекса открытых систем, обеспечивающих поддержку ЖЦ основных элементов процесса подготовки. В главе 3 описаны программные компоненты архитектуры системы поддержки непрерывной подготовки специалистов, их предназначение и функциональные возможности.
Рассмотрим процесс синхронизации ЖЦ на примере создания согласованной и обеспеченной ЭОР с ОП. Процесс синхронизации начинается на стадии формирования структуры учебного плана в Moodle. Необходимо определить разбиение категорий и курсов по определенным тематикам и сложности. Далее необходимо наполнить курсы в Moodle учебным контентом, предоставить комплекты ЭОР, сформировать согласованную ОП и начать процесс подготовки.
Интеграция LMS Moodle и CMS Alfresco и синхронизация образовательных ресурсов происходит в несколько этапов. На первом этапе конфигурируется связь двух систем, выполняется авторизация и проверяются права доступа к контенту. Для этого в Moodle интегрируется экземпляр хранилища Alfresco, как показано на рисунке 4.20.
Для получения доступа необходимо ввести аутентификационные данные – имя учетной записи и пароль. После успешной авторизации происходит установка соединения по протоколу WebDav. На втором этапе происходит получение контента из системы Alfresco. На рисунке 4.21 представлен интерфейс взаимодействия с файловой структурой CMS Alfresco.
Установив соединение, пользователь получает доступ к контенту согласно полученным правам. Обнаружив необходимый ЭОР необходимо связать его с ОП. Для этого выбирается файл и заполняются дополнительные метаданные. На рисунке 4.22 представлена электронная форма добавления электронных ресурсов в Moodle.
После выбора файла и заполнения необходимой информации о нем, происходит передача контента в систему Moodle. Возможно использование ссылки на файл для постоянной актуализации содержимого. Для этого необходимо опубликовать ЭОР, скопировать ссылку на него и создать элемент «Гиперссылка» в Moodle, как показано на рисунке 4.23.
В итоге, после выполнения указанных операций будет выполнена синхронизация ЭОР с ОП, обеспечивающая актуальность и целостность данных. Далее предлагается использование инструментария системы LAMS в процессе создания ОП в Moodle. Подробно описание особенностей LAMS приведено в первой главе, в части сравнения LMS систем. Отличительной возможностью LAMS является построение гибких и вариативных ОП с помощью мощного инструментария системы.
Вначале необходимо произвести синхронизацию систем путем установки дополнительного расширения в системе Moodle. После инсталляции производится настройки взаимного доступа: в Moodle задаются аутентификационные данные для обмена информацией с LAMS, как показано на рисунке 4.24. В LAMS сохраняется учетная запись для соединения с Moodle, а также уточняется веб-адрес сервера. В итоге выполнения описанной выше последовательности действий происходит организация взаимодействия двух программных платформ, что дает использовать все преимущества обеих систем.
После выполнения синхронизации компоненты системы LAMS становятся доступны при организации и реализации процесса подготовки в LMS Moodle. Как показано на рисунке 4.25, в учебном курсе Moodle возможно использование элемент типа «LAMS Lesson», предоставляющего широкий функционал системы LAMS при проведении занятий.
Далее на рисунке 4.26 приведен пример структуры занятия, созданного с помощью системы LAMS. Также возможно выполнение обратной синхронизации Moodle и LAMS для доступа к файловой структуре Moodle при разработке элементов LAMS.
Таким образом, после разработки занятия в LAMS происходит его интеграция в Moodle. Разработанные компоненты ОП доступны для изучения в LMS Moodle, как показано на рисунке 4.27.
Подводя итоги, можно сказать, что результатом интеграции систем управления LMS, CMS и LAMS является синтез открытой веб – платформы, предоставляющей широкие возможности для организации, планирования и проведения ОП. Сочетая лучшие качества включенных в состав программных продуктов, разработанная система поддержки непрерывной подготовки специалистов способствует:
- Снижению экономических и временных затрат при обеспечении синхронизации ЖЦ ОП, ЭОР и специалистов.
- Повышению качества подготовки за счет увеличения актуальности учебного материала, уменьшения времени отклика на изменения потребностей работодателей и федерального законодательства.
- Уменьшению нагрузки на преподавательский состав, так как использование электронной среды (ЭС), в которой ЭОР и ОП структурированы и актуализированы, позволяет сокращать время на организацию и реализацию процесса подготовки.