Информационно-образовательный портал СОДРУЖЕСТВА НЕЗАВИСИМЫХ ГОСУДАРСТВ
ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ
И ДИСТАНЦИОННОЕ ОБУЧЕНИЕ В СНГ
Информационно-образовательный портал СОДРУЖЕСТВА НЕЗАВИСИМЫХ ГОСУДАРСТВ  

Страны
Азербайджанская Республика
Республика Армения
Республика Беларусь
Республика Казахстан
Кыргызская Республика
Республика Молдова
Российская Федерация
Республика Таджикистан
Туркменистан
Республика Узбекистан
Украина

Типы материала
Информационно-коммуникационные технологии
Дополнительные информационные материалы
Нормативно-правовое обеспечение
Организация и методики обучения
Экономика образования
Межгосударственное сотрудничество
Образовательные центры
Методики обучения
Межвузовское сотрудничество
Повышение квалификации
Международные проекты и гранты, конкурсы
Конференции, симпозиумы, семинары и др.
Библиотека
 
Журнал «Вестник РУДН» серия «Информатизация образования»
 
2014, №4
2014, №3
2014, №2
2014, №1
2013, №4
2013, №3
2013, №2
2013, №1
2012, №4
2012, №3
2012, №2
2012, №1
2011, №4
2011, №3
2011, №2
2011, №1
2010, №4
2010, №3
2010, №2
2010, №1
2009, №4
2009, №3
2009, №2
2009, №1
2008, №4
2008, №3
2008, №2
2008, №1
2007, №4
2007, №3
2007, №2-3
2007, №1
2006, №1(3)
2005, №1(2)
2004, №1
Научные и специальные электронные ресурсы
Учебная, научная и специальная литература
Комиссия по дистанционному обучению совета по сотрудничеству в области образования государств-участников СНГ
Новости

Оценка и повышение эффективности WIMP-интерфейса образовательного портала


Аннотация
В статье рассматриваются особенности интерфейса образовательных порталов в обучении. Представлена ролевая модель управления порталом, образовательные процедуры и концепция запросов пользователя, исследуется эффективность интерфейса и рекомендации по ее повышению.

Текст документа

В образовательном процессе в высшем учебном заведении все большую роль играет самостоятельная работа студента. Эффективность обучения достигается за счет использования электронного дистанционного индивидуального сопровож­дения через образовательный портал [3]. Образовательные порталы должны соот­ветствовать требованиям по эргономике, доступности к электронным ресурсам, возможности оперативного получения справочной, консультационной и др. образовательных функций. Однако с увеличением числа образовательных функций и дисциплин самостоятельного обучения резко возрастает количество задач и объем информации, изменяется структура поиска и усложняется взаимодействие поль­зователя с порталом, увеличивая время обучения. Поэтому в систему управления порталом необходимо включать специализированный WIPM-интерфейс[1], исполняющий роль консультанта и подсказчика по образовательным процедурам. Обучение представляет собой процесс по получению знаний, умений и навыков (ЗУН) через освоение соответствующего теоретического материала, выполнение расчетов, тестов и лабораторных занятий, поэтому интерфейс должен способствовать их быстрому качественному выполнению. Так, для получения теоретических зна­ний возникает задача поиска их в соответствующей предметной области на запрос по ключевым словам [9]. Здесь интерфейс должен решать задачу минимального пути и времени поиска запрашиваемых данных, имеющихся на портале, и достоверных отказов на несуществующие ответы на вопросы со ссылкой на источники, где их можно найти.

Особенно усложняется получение знаний по неопределенным ключевым словам, когда число ответов может быть весьма значительным и правильный ответ из базы данных может быть найден только путем диалога или анализа контекста запроса. Поэтому второй задачей является контроль запросов и получение дополнительных информационных единиц для выявления контекста или снижения его неопределенности, улучшающих качество подсказок на «размытые» запросы по обучению. Контроль запросов необходим для предоставления пользователю средств по снижению неточностей в формулировке и возможности исправления ошибок посредством уточняющей информации. Процесс представляет собой ди­алог, результатом которого является выдача запрашиваемого ресурса либо сообщение об его отсутствии и указание возможного места размещения. В этой ситу­ации интерфейс по расширенной избыточной информации запроса, основанной на карте сайта, правилах синтаксиса и эталонах запроса, каталогах, условиях выбора раздела и др. улучшает процесс поиска разделов обучения.

Снижение неопределенности в поиске на портале может быть достигнуто так­же путем введения дополнительных эталонов запросов, характеризующих ресурсы портала. Признаками ресурсов может выступать также информация об атрибутах данных, среди которых можно отметить, например, источник получения, дату актуализации, размер информационных единиц. Поддержку атрибутов данных мож­но возложить на систему управления образовательным порталом. Заполнение зна­чений атрибутов, как правило, выполняется при изменении (добавление, удаление, правка) информационного ресурса пользователем портала. На этапе заполнения этих атрибутов важно обеспечить максимально возможное информационное сопровождение (наличие подсказок, проверка корректности заполнения) процесса работы с атрибутами данных, наличие этих функций интерфейса позволит умень­шить число ошибок и время по получению теоретических знаний.

При размещении различных ресурсов [1; 2] необходимо включать ссылочные указатели места и путей их расположения, так как при поиске ресурсов с учетом специфики портальных технологий пользователь может находиться на любой стра­нице портала. Возникает задача навигации в ресурсном пространстве в условиях неопределенности. Решение ее состоит в обеспечении некоторого уровня избыточности навигационных элементов (пункты меню, перекрестные статичные ссыл­ки страниц, подсказки на запросы пользователя — динамичные ссылки, карта сайта) [1; 11].

Организация интерфейса портала. Для получения достоверных отказов на запросы пользователя и предоставления ссылок на возможное размещение ресурсов интерфейс должен обеспечить формирование указателей на другие порталы и системы обслуживания образовательных процедур. Формирование ссылочного ресурса возможно как по единичным ключевым словам в запросе, так и по их груп­пе. В наилучшем случае необходимо учитывать семантику и морфологию запросов с организацией «поисковой машины». Примером может служить программа «Архивариус 3000», которая применяется на портале кафедры АСУ УГАТУ [7]. Рассмотренные задачи проектирования эффективного взаимодействия пользователей с порталом определяют организацию интерфейса между системой управления порталом и пользователями (рис. 1).

Как видно из рис. 1, интерфейс должен обеспечить диалог процесса самопод­готовки студентов, контроль результатов обучения и режим подсказки преподава­телями на запросы студентов, а также администрирование и коррекцию базы дан­ных, ПО учебно-вспомогательным персоналом (УВП).

обеспечение взаимодействия пользователей портала. Построение интерфейса можно осуществить по технологии «клиент—сервер», для взаимодействия с пользователем использовать в качестве «тонкого» клиента интернет-браузер, что предоставляет относительную свободу в выборе платформы операционной систе­мы и упрощает процесс обмена информацией между порталом и студентом. Для работы портала рекомендуется использовать централизованное хранение данных — хранилище данных как совокупность разнородных баз данных. Процесс взаимодействия пользователя можно представить в виде ряда логических функциональных блоков (рис. 2) [2; 11; 12].

В портальной модели субъекты напрямую не взаимодействуют, посредником выступает интерфейс образовательного портала.

При поступлении запроса от пользователя установлена необходимость разде­ления прав доступа, исходя из которых порталом настраивается режим обработки данных и доступная область инструментальных средств. Разделение прав доступа к данным между студентами, преподавателями и УВП обеспечивает их сохранность, безопасность и индивидуальность. Для поиска данных в хранилище и обес­печения обмена через интерфейс выделены следующие модули портала:

— каталог образовательных интернет-ресурсов и порталов;

— образовательная статистика посещений и обучения;

— система регистрации и поиска;

— картографический сервис;

— глоссарий, нормативные документы и образовательные стандарты;

— конференции, семинары, выставки, фонды, конкурсы, программы;

— новостные ленты, форум, опросы;

— дистанционное обучение;

— электронная библиотека портала;

— административные бизнес-процессы;

— тестирование корректности работы портала УВП;

— поддержка состояния портала в актуальном состоянии через модификацию ресурсов.

На рис. 3 приведена схема взаимодействия модулей, которая выполнена по требованиям структуры федерального образовательного портала [8] и отличается наличием модулей и функций обучения студентов. На основе анализа преимуществ и необходимых ресурсов создания портала [2] возникла необходимость реинженеринга интерфейса для улучшения качества самостоятельной работы сту­дента по каждой дисциплине. Декомпозиция функциональной модели интерфейса представлена на рис. 4, она осуществлена на основе контекстной диаграммы, предложенной в работе [1]. Входными документами являются список образовательных процедур, программы и др., выходными — тестовые ведомости, результаты обучения, отчеты и статистика посещений, вопросы преподавателям. Для организации взаимодействия используется нормативная и справочная информация по основным видам образовательных работ и штатное распределение преподавателей. На основе функциональной модели спроектирована информационная модель базы данных с реализацией программного продукта в системе с ролевым управлением доступа и передачей прав RBAC (Role-Based Access Control) [11; 12]. RBAC позволяет администраторам портала делегировать полномочия пользователям на выполнение некоторых образовательных процедур и функций [4]. Для упрощения процесса создания и дальнейшего сопровождения интерфейса применен программный продукт AllFusion ERwin Data Modeler. В качестве языка реализации интерфейса использован язык PHP написания серверных страниц.

 При эффективном образовательном процессе обучаемый (бакалавр, студент, магистрант, аспирант) получает требуемые ЗУН, качество которых можно оценить через одну из форм оперативного, промежуточного и итогового контроля, напри­мер, в виде теста, экзамена или другой проверочной работы. Построив модель про­цесса получения ЗУН, можно перейти к одной из форм дистанционного самостоя­тельного обучения через образовательный портал, который будет содержать необ­ходимые условия для обучения, включая онлайн (в режиме реального времени доставки сообщений), офлайн (ответ в течение заранее определенного времени) консультации с преподавателем, формами промежуточного и оперативного конт­роля. Итоговый контроль успеваемости вынесен за рамки портала из-за сложности идентификации обучаемого, исключающего его подмену.

Для повышения гибкости контроля оперативный и промежуточный анализ усвоения предложено проводить по рейтинговой системе, где к каждому вопросу ставится показатель сложности. Наиболее распространенной формой контроля при дистанционном обучении является тестирование [6]. С учетом рейтинговых показателей начинать тестирование предлагается с вопросов со средней сложности и в зависимости от правильности ответов повышать или понижать уровень сложности. Подобная рейтинговая система применяется в централизованном тестировании, когда вопросы разбиты на ряд блоков по уровню сложности.

Для реализации дистанционного обучения портал используется в качестве консультанта или инструмента, выполняющего роль подсказчика при решении задач студентом. Ряд инструментального ПО портала для поддержки режима самообучения представлен образовательными процедурами (ОП) [4; 5]. Например, разделы портала «Пособия», «Расписание занятий», «Новости» обеспечивают функционирование группы ОП «Работа по получению знаний». Действия портала строго регламентированы при формировании стандартных запросов со стороны пользователей. Для нестандартных запросов, если поиск среди ресурсов портала не дал ответов, требуется осуществить переход к поиску через расширенную систему диалога «портал — пользователь». Указанная система основана на принципе последовательного сужения области поиска до конкретного информационного ре­сурса или их набора, указании возможного их местоположения на других порталах или сайтах, либо ответа об отсутствии запрашиваемых ресурсов, обеспечивая достоверные отказы [1; 2; 3]. Модель взаимодействия пользователей с целью получения ОП представлена на рис. 5.

Требования к интерфейсу портала [5; 10]:

— снижение неопределенности диалога с пользователем через возможность общей навигации в системе (каталог, система ссылок, поиск, карта сайта);

— обеспечение достоверного обмена информацией и снижение уровня оши­бок взаимодействия;

— управление контекстом портала (модификация материалов), дистанцион­ное управление системой и администрирование;

— обеспечение разделения доступа и защите информации (регистрация / авто­ризация пользователей при входе в систему);

— организация непрерывной поддержки пользователей (организация общения и взаимодействия пользователей как между собой, так и со службой поддержки портала);

— накопление и обработка статистических данных (статистика просмотра контента пользователями, административные журналы изменения содержимого — создание документов, разделов и т.д.);

— прогнозирование (проблемы роста системы, анализ «узких мест», последовательный план мероприятий).

 

(пояснения к рис.5)

Состояния

Функции переходов

y1 — формирование запроса на ОП

у2 —информация интерфейса диалогового режима

уЗ — подскажи (ответы) преподавателя по ОП

у4 — счетчик попыток зачета (i + 1) и сброс обращений
           за подсказкой преподавателя (
j = 0)

у5 — задание на ОП

у6 — усвоение ОП

у7 — зачет по ОП

у8 —разовый незачет по ОП

у9 — счетчик числа незачетов и сброс (i = 0)

y10 — общий незачет по ОП

x1 — есть ОП

x2 — ОП одна

x3 — ОП усвоена

x4 — число попыток зачета по ОП превышено (i > N)

х5 — тест по ОП выполнен

х6нужна подсказка

w1 — режим ожидания запроса

w2 — ожидание формирования подсказки

w3 — ожидание проверки усвоения ОП

Требования к программному обеспечению [10]:

 эргономичный интерфейс и юзабилити;

 высокая производительность и минимальная нагрузка на каналы передачи данных;

 обеспечение надежности и защищенности, высокая стабильность;

 масштабируемость и гибкость;

 современная форма подачи материала;

 обеспечение круглосуточного общения;

 онлайн и офлайн (для снижения нагрузки на основной сервер и поддержки Olap-служб) доступ к базам данных.

Требования к надежности системы [4; 9]:

 защищенность серверов от внезапного отключения питания и перепадов напряжения (использование систем бесперебойного питания);

 устойчивость оборудования и программного обеспечения (высокая наработка на отказ, резервирование);

 защита от потери критичных данных (резервное копирование);

 устойчивость к внутренним ошибкам (комплексное тестирование системы на наличие ошибок и оперативное устранение недостатков);

 устойчивость к некорректным действиям пользователей системы (исключение или снижение таких действий);

 устойчивость к атакам из сети Интернет (применение межсетевых экранов, антивирусных программ, своевременное обновление ПО и ОС).

Порталы и сайты представляют доступ к своим ресурсам через унифицированный интерфейс (веб-интерфейс), что не требует установки дополнительной кли­ентской части комплекса на компьютеры пользователей. Это позволяет сократить расходы на обслуживание комплекса и обучение персонала, что, безусловно, является преимуществом перед программами типа «клиент—сервер».

Поддержка ОП требует выполнения ряда положений. Рекомендации к портальному обеспечению и ресурсная база ОП приведены в таблице.

Таблица

Обеспечение образовательных процедур

Образовательные
процедуры

Содержание

 
 

Методическое обеспечение

Особенности публикации методических файлов, анализ статистики
обучения и материалов, почта подсказок и консультаций

 

лекции

Электронный комплект: пособия, примеры, контрольные задания, тесты, рекомендуемая литература, программы дисциплин, критерии оценки, и др.

 

практические
занятия

Электронный практикум, инструментальные средства перечень тем,
методических рекомендаций по выполнению, учет посещаемости
и выполнения заданий студентами, требования по зачету

 

лабораторные
занятия

Электронный виртуальный стенд, методические указания, требования
и оформление индивидуальных отчетов студента, перечень вариантов

 

Окончание таблицы

Образовательные
процедуры

Содержание

Самостоятельная работа студента:

Обеспечение диалога, простата поисковых механизмов, анализ ошибок,
перечень тем и ОП, требования к ЗУН

знания

Возможность усвоения тем и методических материалов, подготовка ответов
на экзаменационные вопросы, тестирование частей лекционного материала, получение подсказок и консультаций

умения

Демонстрация выполнения расчетов, вариантов лабораторных работ,
онлайн тестирование, курсовые проекты, расчетно-графические работы
и др., получение подсказок и консультаций, формирование отчетности

навыки

Выполнение реальных заданий по ЕСКД, ГОСТам, на виртуальных объектах, производственной практике, диплом проектировании, научной деятельности получение подсказок и консультаций формирование отчетности

Работа УВП:

Обеспечение лицензирования, авторских прав, безопасности эксплуатации ресурсов и ПО

подготовка

Возможность программирования модулей и развития системы обучения

корректировка

Обеспечение естественности, непротиворечивости, достаточности гибкости ОП [4]

эксплуатация

Непосредственный доступ к системе помощи, интернет-ресурсам, горячее резервирование, учет и анализ ошибок

 

Портал осуществляет идентификацию студентов по индивидуальным регистрационным данным для хранения промежуточных результатов ОП, фиксации ошибок и консультаций с преподавателем. Идентификация позволит вести учет активности студентов, проводить онлайн консультации и предварительное тестирование — оценка успеваемости. Таким образом, возникает задача создания единого интерфейса портальной сущности студент, преподаватель (ППС) и администратор (УВП), участвующей в реализации ОП. Аналоги этих сущностей созданы на портале кафедры АСУ УГАТУ [7]. Каждой сущности соответствует ячейка — окно с набором функциональных ролей, прав и атрибутов. Права представлены в виде доступных задач. Дополнительно задачи сгруппированы в виде трех групп: преподаватели, портал и прочие, с указанием числа задач в каждой.

Перечень доступных ОП является динамичным. По мере разработки и внедрения новых задач, временного закрытия модернизируемых администраторами портала могут вноситься изменения в права, как для групп, так и для индивидуальных пользователей.

Ряд ОП в настоящий момент на стадии тестирования и внедрения, другие — в проектной и эскизной проработке. Этот процесс включения дополнительных ОП совершенствуется с учетом возникновения новых требований и уточнения существующих ОП по результатам контроля и анализа ошибок.

Реализация интерфейса. Целью разработки является создание ПО интеллектуального эргономичного интерфейса образовательного портала, улучшающего обучение студентов и без дополнительных навыков использования, упрощающего процесс управления порталом и навигацию запросов. Среди специа­лизированных средств разработки порталов можно выделить продукты Oracle9i Application Server Portal, Sybase EP, Hummingbird EIP, BEA WebLogic Portal, IBM Enterprise Information Portal (EIP), Microsoft SharePoint Server, Gelicon Web Ap­plication Server и др. Выбор указанных средств проектирования интерфейса был сделан с учетом относительно низких затрат на приобретение программных продуктов, большую ориентированность на конечную цель, использование только необходимых функций. Вместе с тем значительны затраты по времени создания интерфейса такого портала. В качестве поискового интерфейса по файловым ре­сурсам портала был использован программный продукт «Архивариус 3000» ком­пании Likasoft и специализированные средства разработки [11]. Поиск по базе данных портала реализован с использованием языка SQL и БД MySQL. В выпол­нения серверных сценариев разработано ПО на языке Personal Home Pages с использованием веб-сервера Apache. Рабочая версия проектируемого образовательного портала в тестовом режиме представлена по адресу http://asu-ugatu.ueuo.com и используется на кафедре АСУ УГАТУ в учебном процессе. С технологической точки зрения поддержка стандарта XML (www.w3.org/xml) и спецификаций RSS (http://www.rssboard.org/rss-specification) позволит создать универсальную систе­му взаимодействия «студент—ОП—преподаватель».

Экспериментальные исследования эффективности интерфейса. Оценить эффективность интерфейса можно с помощью следующих критериев:

 качества обучения студентов по ОП;

 времени усвоения ОП;

 вероятности самостоятельного усвоения УЗН.

Точная оценка по любому из критериев требует включения всех ОП, значительного количества студентов и обработки статистических данных с использованием величин доверительных интервалов, кроме того, требуется учет и корректировка этих показателей по всем включенным в обучение дисциплинам.

С целью уменьшения времени и затрат на исследование эксперимент прово­дился в рамках одной дисциплины — «Организация ЭВМ и систем». Среди двух групп студентов 3 курса специальности АСОИУ. В модуль обучения портала были включении электронные пособия по курсу и три лабораторные работы, виртуальный стенд Elektronika, имитирующая работу установки «Электроники-580», тесты, экзаменационные и контрольные вопросы. В результате эксперимента по самостоятельному обучению курса установлено, что время обучения уменьши­лось на 27%, число обращения к преподавателю за консультацией сократилось на 42%. Расчетные значения приведены по сравнению с выполнением процедуры без модуля обучения. Наряду со снижением времени обучения и числа обращений к преподавателю были произведены оценка полученных знаний через прове­дение контрольного тестирования автоматизированным способом и расчет значе­ния конверсии [5]. Под конверсией в данном случае следует понимать отношение числа успешных результатов сдачи обучаемыми теста к общему числу сдавших. Конверсия без применения модуля обучения составила 74%, при использовании модуля — 91%, прирост конверсии в результате применения модуля обучения со­ставил 17%. С целью повышения конверсии важно оценить ошибки, допущен­ные обучаемыми при выполнении тестовых заданий и внести требуемые изменения в той части модуля обучения, который допустил низкую вероятность верно­го ответа.

Литература

   [1]  Агапов Р.Н., Дубинин Н.М., Горюхин В.В. Проектирование интерфейса образовательного портала, АСУ и ИТ // Всероссийская научно-практическая интернет-конференция. — Пермь: Пермский гос. тех. ун-т, 2007.

   [2]  Агапов Р.Н. Модели и требования образовательного портала // 3-й Международный форум-конкурс «Актуальные проблемы современной науки»: Сборник трудов. — Самара, 2007.

   [3]  Агапов Р.Н. Организация эффективного взаимодействия пользователей образовательного портала // Проблемы совершенствования подготовки IT-специалистов в высшей школе на основе требований рынка: Сборник материалов конференции. — Уфа: УГАТУ, 2007.

   [4]  Агапов Р.Н., Дубинин Н.М. Применение портальных коммуникаций в образовательных процедурах // Управление в сложных технических системах: Межвуз. сб. трудов. — Уфа: УГАТУ, 2008.

   [5]  Ашманов И., Иванов А. Оптимизация и продвижение сайтов в поисковых системах. — СПб.: Питер, 2008.

   [6]  Васильев В.Н., Гридина Е.Г., Иванников А.Д., Кондаков А.М., Краснова Г.А., Кулагин В.Н., Радаев В.В. Интернет-порталы: содержание и технологии // Сб. научн. ст. Вып. 2. — М.: Просвещение, 2004.

   [7]  Портал кафедры АСУ УГАТУ / http://asu.ugatu.ac.ru

   [8]  Портал «Российское образование» / http://www.edu.ru.

   [9]  Раскин Д. Интерфейс: новые направления в проектировании компьютерных систем. — СПб.: Символ-плюс, 2003.

[10]  Сытник А.А., Папшев С.В., Мельникова Н.И., Шульга Т.Э., Аверьянова С.Ф. Методические рекомендации по составу и структуре учебно-методических комплексов. — Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2003.

[11]  Усков В.Л. Университетские порталы // Информационные технологии. — 2001. — № 11.



   (1)  WIMP (Windows, Icons, Menus and multiple Processes [Pointers]) человеко-машинный интерфейс с использованием механизмов окон, пиктограмм, меню и нескольких процессов, интерфейс WIMP.


Автор оригинала: Дубинин Н.М., Агапов Р.Н.
Источник оригинала: Журнал «Вестник РУДН» серия «Информатизация образования», 2009, №4

Новости
16.06.2017

Российский университет дружбы народов объявляет о проведение первой волны вступительных испытаний среди иностранных граждан для обучения на программах магистратуры на контрактной основе. Первая ...

13.10.2016

26 октября-27 октября 2016 года Российский университет дружбы народов проводит Международную конференцию «Сетевые университеты и международный рынок труда (пространства БРИКС, СНГ, ШОС)».

19.05.2016

The Peoples’ Friendship University of Russia (PFUR) announces the beginning of admission of foreign citizens who graduated from Bachelor and Specialist Degree programs of PFUR and other Russian and ...

19.05.2016

Российский университет дружбы народов (РУДН) объявляет о наборе иностранных граждан -выпускников бакалавриата и специалитета РУДН и других российских и зарубежных ВУЗов на программы магистратуры на ...

11.12.2015

Проект рекомендаций Семинара-совещания научной общественности по проблемам международного научно-технического и образовательного сотрудничества