Б.М. Кербель, С.Б. Побожий, И.Г. Попова. Анализ состава технических средств, поддерживающих технологии дистанционного обучения

Использование дистанционного обучения как формы основной или дополнительной образовательной подготовки требует выработки технических требований к используемому конечным потребителем оборудованию, программным и телекоммуникационным средствам. При этом, необходимо определить нижнюю границу требований (минимальную конфигурацию оборудования), при которой пользователь может осуществлять сеанс дистанционного обучения. Учитывая гетерогенный характер используемого парка компьютеров, модемов, способов доступа к ресурсам провайдера услуг, определение указанных требований получает дополнительную актуальность.

Основными принципами, определяющими выработку минимальной спецификации технических и программных средств, являются:

— обеспечение открытости доступа конечного пользователя к гетерогенным (как правило) ресурсам организаций, ведущих ДО;

— обеспечение выполнения приложений в программной среде конечного пользователя;

— обеспечение эффективного интерактивного понятного диалога конечного пользователя и организации, ведущей ДО;

— обеспечение возможностей защиты от сбоев при передаче информации (кодирование, шифрование и т.д.);

— обеспечение возможностей докачки информации или повторного обращения при разрыве связи;

— обеспечение передачи информации в условиях высокого уровня помех (коммутации, шумы, наводки и т.д.).

В процессе электронного обучения обратная связь преподавателя и студента затруднена. В результате возникает вопрос о возможности эффективного электронного обучения в случае, когда взаимодействие со студентом не является таким эффективным, как при проведении обучения в аудиторной форме. Как следствие, одним из наиболее существенных компонентов системы дистанционного обучения становится модуль общения (коммуникаций) между студентами, преподавателями и администраторами системы.

В электронном обучении можно использовать два вида коммуникаций:

1) асинхронные — обмен сообщениями происходит в произвольное время (электронная почта, форумы, доски объявлений);

2) синхронные — обмен сообщениями происходит в режиме реального времени (видео-, аудиоконференции, чат).

Наиболее технически сложными являются синхронные коммуникации (т.к. они осуществляются в реальном времени). Существует несколько видов синхронных коммуникаций:

— видеоконференции (односторонние и двусторонние);

— аудиоконференции;

— чат (текстовые конференции);

— мгновенный обмен сообщениями;

— совместное использование приложений;

— виртуальный класс.

Для успешного применения технологий синхронного общения, как правило, требуется локальная или мощная корпоративная межофисная сеть или высокоскоростное соединение с Интернетом.

Техническая реализация системы дистанционного обучения представляет собой достаточно сложный программно-аппаратный комплекс. С программным обеспечением работает несколько категорий пользователей, в том числе:

— преподаватели;

— студенты;

— авторы учебных курсов;

— администраторы;

— тьюторы-менеджеры (управляют/контролируют процесс обучения).

Далее представлен примерный состав автоматизированных рабочих мест всех участников дистанционного образовательного процесса с указанием видов коммутирующей аппаратуры.

Для проведения открытых лекций, собраний в «виртуальных комнатах», дистанционного выполнения лабораторных работ и других видов интерактивных занятий с применением технологий видеоконференций Internet в соответствующих помещениях образовательного учреждения должно быть установлено в качестве базового комплекта следующее оборудование (рис. 1):

— подключенный к локальной сети компьютер, оснащенный средствами мультимедиа (звуковая карта, CD или DVD привод, микрофон), при условии, что абоненты ЛВС имеют качественный коллективный доступ в Интернет в on-line режиме;

— видеокамера (желательно цифровая с хорошим вариообъективом), подключенная к компьютеру через интерфейс IEEE 1394 или S-video (значительно худший результат обеспечивается при использовании дешевой web-камеры);

— акустические колонки (или головные телефоны);

— видеомагнитофон.

Рис.1. Компьютер для обслуживания локальной аудитории

На компьютере должна быть установлена операционная система, поддерживающая средства мультимедиа (например Windows-98/Me/2000/XP), и клиентская часть системы обеспечения видеоконференцсвязи, желательно с возможностями полноценного виртуального класса. Для обеспечения комбинированных лекций и семинаров (в локальной аудитории с одновременной трансляцией на удаленных студентов) требуется следующее дополнительное оборудование (рис. 2):

— второй мультимедийный компьютер, подключенный к сети;

— вторая камера (для обслуживания локальной аудитории);

— более качественная акустика, для обслуживания всех присутствующих в аудитории;

— крупноформатное демонстрационное средство (демо-монитор, плазменный или проекционный телевизор, интегрированный проектор) для отображения процессов интерактивного взаимодействия преподавателя, локальной и удаленной аудиторий.

Для обеспечения интерактивного участия удаленных студентов в дистанционном выполнении лабораторных работ кроме базового компьютера может потребоваться:

— второй мультимедийный компьютер, подключенный к сети;

— дополнительные камеры для демонстрации лабораторной установки и ее компонентов.

Кроме оборудования аудиторий и лабораторий, в образовательном учреждении должен быть смонтирован сервер видеоконференций, содержащий серверную часть программного обеспечения видеоконференции (виртуального класса). Как правило, такой сервер монтируется на платформе ОС Linux и кроме коммуникационных функций должен обеспечивать авторизацию удаленных студентов. Возможна и аренда ресурсов внешнего сервера видеоконференцсвязи.

Существует два варианта технологии видеоконференцсвязи: двусторонний (симметричный) и односторонний (несимметричный), в зависимости от того, какими каналами и технологиями подключения к Интернету пользуется студент.

Рис.2. Автоматизированное рабочее место (АРМ)
преподавателя в локальной аудитории

Примерный перечень оборудования удаленного студента, использующего двустороннюю связь, может быть следующим (рис. 3):

— компьютер, оснащенный средствами мультимедиа (звуковая карта, CD или DVD привод, микрофон);

— сетевой адаптер, если возможен выход в Интернет через локальную сеть;

— модем (ISDN, если выход в Интернет осуществляется через соответствующие телефонные сети, либо ADSL, если скоростной выход — через обычную телефонную сеть);

— видеокамера (достаточно дешевой web-камеры);

— акустические колонки (или головные телефоны).

На компьютере должна быть установлена операционная система, поддерживающая средства мультимедиа (например Windows-98/Me/2000/XP) и клиентская часть системы обеспечения видеоконференцсвязи, которая используется преподавателем.

В случае односторонней связи АРМ студента включает в себя (рис. 4):

— компьютер, оснащенный средствами мультимедиа (звуковая карта, CD или DVD привод, микрофон);

— модем (33–56 Кбит/с) для подключения к Интернету через обычную телефонную сеть;

— спутниковая тарелка и комплект дополнительного оборудования и программного обеспечения для подключения к Интернету на прием через спутниковый канал;

— акустические колонки (или головные телефоны).

Рис.3. АРМ студента при наземном two-way подключении

Приведенный перечень, естественно, является условным, т.к. его формирование должно осуществляться в результате консенсуса организаций — поставщиков услуг ДО, органов сертификации и других — и закрепляться нормативными документами по отрасли (приказом, ОСТ и т.д.). Используя подобный документ, все разрабатываемые для ДО программные и информационные средства должны быть сертифицированы с точки зрения соответствия минимальной конфигурации технических и программных средств и быть работоспособными в указанной среде. С развитием возможностей парка компьютеров, услуг телекоммуникации и возможностей программного обеспечения минимальные требования должны пересматриваться и/или дополняться в сторону повышения.

Рис.4. АРМ студента при спутниковом one-way отключении

Проанализировав имеющиеся в сети сведения разработчиков систем дистанционного обучения, а также имея опыт использования мультимедийных приложений в обучении, авторы предлагают возможный вариант минимальной и рекомендуемой конфигурации технических и программных средств для ДО для различной категории пользователей (highmath@ssti.ru).