ГЛАВА 6. РАЗДЕЛ 2. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

В этом разделе будут рассмотрены информационные системы, которые могут использоваться в образовании и науке.

Одновременная работа большого количества исследователей и обучаемых с различным физическим оборудованием требует специальной организации процесса взаимодействия с автоматизированными комплексами, администрирования пользователей и ресурсов сети, обеспечения безопасности. Естественно, для решения таких задач были предложены различные варианты и подходы, некоторые из них заслуживают особого внимания и мы попытаемся дать здесь хотя бы то самое общее представление о соответствующих технологиях. Опишем распределенную информационную систему с обеспечением удаленного доступа к информационным и техническим ресурсам автоматизированных рабочих мест. Система обладает рядом уникальных свойств, которые используются для обучения специалистов и студентов новым технологиям и методикам научного эксперимента. К достоинствам распределенной информационной системы можно отнести доступность уникального научного оборудования, а также возможность проведение полноценных научных экспериментов в рамках лабораторного практикума, начиная с постановки задачи, формирования требований и заканчивая оформлением результатов в виде отчётов.

На аппаратном уровне система представляет собой комплекс автоматизированных рабочих мест, объединенных иерархической компьютерной сетью. Использование стандартных протоколов позволяет неограниченно наращивать размеры системы. Существенным является распределение функций по узлам компьютерной сети. Система включает коммуникационный сервер, серверы управления оборудованием (КАМАК-сервер, сервер канала общего пользования и сервер доступа к микроконтроллеру MCS-96), Web-сервер для мониторинга системы и клиентские программы, управляющие ходом эксперимента. Прикладные протоколы коммуникационного сервера, сервера канала общего пользования, КАМАК-сервера и сервера микроконтроллера MCS-96 разработаны на базе протокола TCP.

Модульность построения информационной системы позволяет исследователю модифицировать структуру системы, а также развивать конкретный эксперимент в соответствии с последними достижениями в научном и методическом обеспечении. Очевидно, что система обладает способностью наращивания возможностей за счет использования дополнительно разработанных или уже существующих компонентов.

Данная система позволяет проводить обучение с применением новых программных и аппаратных ресурсов по методикам, используемых в научных экспериментах, что обеспечивает совместимость и непрерывность образования и научного творчества, а также превращает систему в периодически обновляемый организм, непрерывно обслуживающий специалистов разной квалификации и подготовки.

Следует подчеркнуть инновационную направленность обучения с применением системы. Система стимулирует активную заинтересованность во взаимопередаче достижений смежных областей знания и практики, умение понимать системный смысл деятельности профессионалов различных направлений, а также брать на себя ответственность за практическую реализацию коллективно выполняемых исследовательских работ.

Использование системы в образовательной сфере обеспечивает: непрерывность образовательного процесса (студенты, аспиранты, инженеры и научные сотрудники); ориентацию на новейшие и современные технологии; системность, комплексный подход к организации обучения; интеграцию научных и педагогических коллективов (при этом НИР, наука и образование перерастают в единую систему с общей базой данных); создание вокруг системы научно-образовательного центра (коллективный доступ к оборудованию и дистанционное обучения, в том числе, через Интернет).

Наряду с усилиями образовательных учреждений в смежном направлении прикладываются усилия и научных организаций. Так с 2001 года Российской академией наук выполняется целевая программа «Информатизация научных учреждений и Президиума РАН». Основная задача, решаемая в рамках этой программы – создание Единой информационной системы РАН (ЕИС РАН), которая должна объединить в интегрированное информационное пространство распределенные и локальные цифровые (электронные) ресурсы (информационные (научные и административные), программные, алгоритмические) организаций РАН. В рамках ЕИС РАН создается комплекс технических средств, обеспечивающий использование этих ресурсов и полнофункциональное управление ими.

Важнейшей составной частью проекта является создание информационного Web-портала РАН. ЕИС РАН предназначена для использования, прежде всего членами российского научного сообщества в свой работе (руководство Академии, организационно-управленческий аппарат Президиума и Учреждений РАН, отдельные научные коллективы и сотрудники), а также – внешними по отношению к РАН организациями, как российскими, так и международными. Ключевые из этих документов представлены на страницах Web-портала РАН. Сюда, прежде всего, относятся «Концепция создания ЕИС РАН» и серия технических заданий на разработку основных компонентов ЕИС РАН.

Весьма важным является распространение и интенсивное внедрение, так называемого, широкополосного Интернет. По существу активное использование широкополосных каналов передачи данных в глобальной сети наряду с расширением пространства имен (адресного пространства) радикально изменяет возможности Интернет и существенно повышает эффективность его применения в самых различных сферах деятельности. К сожалению, Россия не принадлежит к числу лидеров в этой области. Тем интереснее познакомиться с удачными попытками продвижения этого направления в России. Это тем более заслуживает внимания, что для реализации системы применяется спутниковый канал связи (спутниковая система). Описываемая система позволяет реализовать единое информационное пространство, что является весьма существенным для успешности проекта.

Рассмотрим для этого широкополосный информационный канал ЕОИС (Единая Образовательная Информационная Система). Он призван обеспечить учреждения общего и начального профессионального образования информационными и методическими материалами для учебного процесса. Использование широкополосного информационного канала в качестве компонента широкополосного Интернет позволяет:

• улучшить учебный процесс посредством развития нового поколения систем автономного и индивидуального обучения;
• разрабатывать электронные системы персонального обучения, в том числе дистанционного обучения;
• разрабатывать современные системы планирования учебных курсов.

Данное решение можно осуществить на базе одностороннего или двухстороннего спутникового Интернета. При использовании асинхронного канала вещание ведется в «карусельном» режиме, то есть сеансами с определенной цикличностью передаются:

• файл содержания очередного сеанса;
• информационные файлы очередного сеанса.

После выборки пакетов ЦОР (Цифровой Образовательный Ресурс), которые необходимы, они будут загружены на компьютер, с возможностью автономного (offline) использования в учебном процессе учреждений общего и начального профессионального образования. Если же при первом сеансе «карусели» не удалось получить нужные файлы (например, если подключились не с начала сеанса), существует возможность их получения при следующем сеансе.

При этом стоимость широкополосного канала будет несоизмеримо ниже, чем по выделенной линии, так как на нее никак не влияет степень удаленности от сетевых центров. В случае если есть необходимость предоставлять Интернет на достаточно большую территорию и нет возможности или желания прокладывать кабель, эту проблему можно решить посредствам беспроводной сети. Данная технология позволяет передавать Интернет (а заодно и телевидение высокого качества), при этом намного облегчая проблему передачи на большие расстояния.

Рис. 1. Структура передачи данных через широкополосные спутниковые каналы

Основными этапами передачи ЦОР являются:

• регистрация и авторизация заказа;
• фиксация заказа и анализ технической возможности его реализации;
• техническая реализация заказа согласно протоколу согласования форматов экспорта выборок;
• передача заказа через широкополосные информационные каналы.

Таким образом, использование широкополосного информационного канала для передачи цифрового образовательного ресурса позволяет:

• обеспечить единство информационного пространства;
• предоставить необходимый уровень информационного обеспечения;
• повысить эффективность и качество образовательного процесса.

Другим важным преимуществом современных Интернет технологий является предоставляемая ими возможность перехода от простого обучения к более целостному и общему понятию и процессу к образованию. Рассмотрим этот аспект на примере проекта Sakai.

Электронное обучение (или e-Learning) уже давно зарекомендовало себя как чуть ли не самое мощное проявление информационных технологий в сфере образования. Однакообучение– это всего лишь небольшая составляющая такого сложного и многогранного процесса, как образованиеи, следовательно, не может быть его заменителем, в том числе, и в «онлайновом» мире.

В настоящее время в контексте применения информационных технологий в сфере образования прослеживается тенденция перехода от электронного обучениякэлектронному образованию.Что стоит за этим процессом? Да и вообще что это означает? Рассмотрим вопрос последовательно.

E-Learning системы не являются сейчас чем-то необычным. Они уже «прижились» во многих вузах и активно используются. С появлением e-Learning сразу же стали очевидны его достоинства, среди которых:

• технологичность (использование современных программных и технических средств);
• доступность (независимость от места и времени);
• снижение расходов на дорогу, проживание, организацию очного преподавания и т.д.;
• индивидуальность процесса обучения.

С развитием и распространением Интернет технологий у дистанционного обучения появились новые возможности. В мире появилось огромное количество курсов дистанционного обучения и целые университеты дистанционного обучения. Сам русскоязычный термин «дистанционное обучение» как значение англоязычного «e-Learning» стали всё чаще переводить как «электронное обучение», что характеризуется развитием Интернет и вообще электронных технологий в нашей стране (хотя отставание от Запада очевидно).

Но, как и в любой области, в электронном обучении есть и свои недостатки, которые, в общем, очевидны и стали понятны, как только технология e-Learning стала входить в жизнь. Самые основные из них – это:

• отсутствие очного общения между преподавателем и обучающимся;
• наличие необходимых технических средств у обучающегося;
• высокая стоимость построения системы дистанционного обучения;
• высокая трудоёмкость разработки курсов;
• недостаточная интерактивность учебных курсов, статичность подачи материала.

Если добавить даже к такому небольшому списку качество и цены услуг провайдеров Интернета в России, то реализация идеи e-Learning’а не кажется столь уж простой.

О перспективах развития электронного обучения в России было сказано тоже немало. После самого пика популярности и моды на СДО в нашей стране несколько лет назад стало постепенно приходить понимание того, что же эти инновационные системы собой представляют, и какова их роль в обучении и, если брать шире, в образовании. Очевидно, что с развитием Интернет технологий электронное обучение развивается и включает в себя всё новые и новые средства подачи материала и организации всего учебного процесса.

Не будем ограничиваться лишь технической стороной вопроса. Всеобщая компьютеризация общества и ориентация на новые технологии выводят электронное обучение на совершенно другой уровень. Сейчас не достаточно, как раньше, предоставить слушателю курса набор текстов, пусть и разбавленного видео и анимацией, с тем чтобы, прочитав всё это, обучаемый мог сказать самому себе: «Да, этот материал я теперь знаю».

Нет, этого не достаточно. Сейчас в «e-мире» наблюдается тенденция перехода от обученияк образованию.А образование – это более сложный процесс, требующий от слушателя умения самостоятельно распоряжаться своими знаниями и формировать их, осуществлять поиск нужной ему информации, мыслить определённым образом, чтобы получить желаемый результат. Образование не сводится к изучению нескольких десятков страниц текста по одному предмету и выполнению ряда заданий, которые до тебя уже выполнялись другими людьми не один раз.

При этом следует учесть, что первоначально e-Learning был создан в качестве полной альтернативы «оффлайновому» дистанционному обучению и фактически заменяет его. Электронное обучение не является заменой традиционному. Здесь идёт речь о повышении качества традиционного обучения путём снижения транзакционных издержек за счёт применения современных технологий. Таким образом, электронное обучение дополняет традиционное.

От современных электронных технологий естественно перейти к обучению когнитивным основам информационных технологий. Развитие современного информационного общества в условиях научно-технического прогресса характеризуется интенсивной информатизацией, использующей достижения одного их фундаментальных направлений информатики - искусственного интеллекта. Перспективы развития информационного общества предъявляют высокие требования к формированию умений личности перерабатывать большие объёмы информации. Научиться учиться важнее, чем усвоить конкретный набор знаний, которые в наше время быстро устаревают. Как следствие этого, на ступени высшего профессионального образования студент должен приобрести важнейшую способность - это способность учиться, которая радикальным образом скажется на формировании профессиональной компетентности.