Geum.ru

Mentor: система открытых Internet-лекций для университета

Вид материалаДокументы
Подобный материал:
Mentor: система открытых Internet-лекций для университета

А. В. Мельников, М. В. Хлопотов

ГОУ ВПО Челябинский государственный университет, Челябинск

Внедряя технологии дистанционного образования в Челябинском государственном университете, мы обнаружили, что в современных системах дистанционного образования существенно не хватает оперативности и интерактивности в общении студента и преподавателя. Отсутствие общения преподавателя и студента в форме лекций приводит к растерянности студентов, снижает их мотивацию к обучению. С другой стороны, применение технологии видеоконференций для трансляции лекций приводит к неоправданно высоким затратам.

В нашем университете сформулирован и реализован новый подход, основанный, с одной стороны, на использовании новых информационных технологий в очных лекционных занятиях, и с другой стороны, на предоставлении доступа к лекции через сеть Internet.

Основная идея состоит в отказе от передачи через Internet видеосигнала. В современной лекции вид лектора и запачканной мелом доски не несет полезной информации, в то же время обычно иллюстративный материал к лекции представляется в виде слайдов. Разработанная в университете система Mentor транслирует лекцию через сеть Internet в виде набора слайдов — композитных изображений — и голосового сопровождения лекции.

Как показал опыт видеоконференций и видеозаписей лекций, для эффективного обучения односторонней связи недостаточно, студенты должны участвовать в ходе лекции, задавать вопросы, просить пояснений. Поэтому Mentor включает в себя механизмы обеспечения обратной связи и дополнительные интерактивные средства лектора:
  • Мгновенные сообщения – текстовые вопросы от студентов лектору
  • Сетевая указка — возможность перемещать указатель по слайду одновременно у всех учащихся
  • Рисование по слайду – свободное рисование, ввод текста и рисование геометрических фигур, которые сразу же отображаются у всех студентов.
  • Управление слышимостью — возможность «дать слово» любому из студентов, чтобы задать вопрос устно.

Учитывая особенности целевой аудитории, которая может иметь слабую подготовку в области информатики, система Mentor предъявляет минимальные требования к программному обеспечению и его настройке — клиент системы реализован в Web-браузере и работает в современных браузерах Mozilla, FireFox, IE, и лишь подсистема воспроизведения звука выполнена в виде небольшого приложения, которое должно быть установлено на компьютере студента.

Работа преподавателей и студентов с системой Mentor складывается из нескольких звеньев: подготовки лекции, чтения лекции преподавателем, прослушивания лекции в реальном времени или в записи. Подготовка преподавателя к лекции заключается в загрузке на сервер Mentor слайдов презентации и назначении времени лекции. Слайды могут быть загружены в формате HTML, графических растровых форматах, в виде ZIP- или RAR-архива с HTML-файлами. Для загрузки файлов PowerPoint предусмотрен специальный конвертор, который преобразует файл презентации в ZIP-архив с HTML-файлами.

Благодаря гибкой системе прав доступа, администратор может выделить каждому преподавателю отдельный каталог, в рамках которого преподаватель может создавать лекции в любое удобное для себя время, а слушатели соответствующего курса имеют возможность прослушивать эти лекции. Назначенные лекции автоматически попадают в расписание тех пользователей, которым разрешено читать или прослушивать эти лекции. В назначенное время преподаватель и студенты находят лекцию в расписании и приступают к занятию.

Преподаватель читает лекцию, листая слайды и комментируя изображения голосом. В интерфейсе лектора предусмотрены большинство необходимых преподавателю функций:
  • Смена слайда – переход к следующему слайду или выбор слайда из списка
  • Указка – перемещение графического указателя по слайду
  • Рисование – рисование фигур на слайде «от руки»
  • Текст – помещение на слайд текста из встроенного редактора HTML
  • Изображение – помещение на слайд изображения из файла на компьютере преподавателя

Система Mentor совместима с большим спектром презентационного оборудования: пульты дистанционного управления, сенсорные экраны, активная доска.

Стандартным режимом прослушивания лекций является режим реального времени. На компьютере студента отображаются слайды, указка и рисунки преподавателя, воспроизводятся голосовые комментарии. Во время лекции студенты могут задавать преподавателю вопросы в письменном виде с помощью диалогового окна «Задать вопрос». Вся информация, поступающая от преподавателя, автоматически записывается в архив, и затем лекция может быть воспроизведена в записи. Воспроизводя записанную лекцию, пользователь может приостанавливать и продолжать воспроизведение, а также переходить к следующему или возвращаться к предыдущему слайду.

Основной проблемой реализации системы Mentor была рассинхронизация смены слайдов и звука. Большинство систем звукового вещания по сети Internet вносят большую задержку буферизации, различную для каждого слушателя, а привычные методы автоматической смены страниц в браузере работают по опросу, что вносит случайную задержку между командой на смену слайда и смену страницы у клиента. В Mentor применено уникальное сочетание технологий и ноу-хау, которое позволило поддерживать рассинхронизацию на уровне менее 1 секунды: во-первых, для передачи звукового сигнала используются технологии IP-телефонии. Используя способности протокола H.323 и звуковых кодеков Speex, Mentor предоставляет пользователям звуковой поток с различным качеством – от 5,3 кбит/сек до 64 кбит/сек с минимальными задержками. Во-вторых, благодаря применению новейших web-технологий и ноу-хау разработчиков системы web-клиент Mentor получает команды с сервера не по запросу, а по уведомлению, и интерфейсные элементы не требуют обращения к серверу и перезагрузки страниц. Благодаря этим решениям достигается приемлемая синхронность смены слайдов и звука, быстрая реакция интерфейса и качественное визуальное оформление web-интерфейса.

Технологии IP-телефонии, лежащие в основе звуковой подсистемы Mentor, не предъявляют высоких требований к каналам связи, пропускная способность может быть невысокой, но должна быть гарантированной. Пользователи могут подключаются к Mentor различными способами, предоставляющими различные характеристики канала связи. Как показал опыт применения Mentor, для качественного воспроизведения звука важна не только доступная полоса пропускания, но и время передачи пакета, а также вариация этого времени.

Для упрощения настройки голосового канала звуковой клиент Mentor собирает статистику потерь и задержек пакетов и рекомендует пользователю изменить характеристики кодирования сигнала. При большом количестве потерянных пакетов следует уменьшить требуемую полосу пропускания, при большом количестве «опоздавших» пакетов следует увеличить буфер приема пакетов.

Система Mentor разработана на основе современных индустриальных стандартов: XML, XHTML, SVG, и следование им позволяет расширять систему гибко и эффективно, добавлять отдельные модули и функциональность. Процесс разработки, принятый в университете, позволяет вести разработку новых версий одновременно с использованием старых, и вводить версии в эксплуатацию по мере готовности функциональных модулей. Контроль процесса разработки, качества системы, ведение перечня обнаруженных ошибок и заданий на их устранение ведется при помощи открытой системы отслеживания проблем Bugzilla, которая также используется в Mozilla Foundation при разработке крупных программных продуктов

При помощи системы Mentor в Челябинском государственном университете создан «Открытый лекторий», в рамках которого каждый желающий может бесплатно прослушать просветительские лекции ведущих профессоров университета. Лекторий располагается на сайте ссылка скрыта