Prezentacja PDF

Seminarium "Postępy Edukacji Internetowej"
28.01.2010
Współdzielenie materiałów
edukacyjnych w rozproszonym i
heterogenicznym środowisku Internetu
dr inŜ. Agnieszka Landowska
Politechnika Gdańska
Plan prezentacji
Problemy współdzielenia materiałów edukacyjnych
Model biznesowy współdzielenia materiałów
edukacyjnych
Rozwiązania proponowane przez standardy
Nowe wymagania
Koncepcja komponentu edukacyjnego
Model wykorzystania usług sieciowych do
współdzielenia materiałów
Projekt współdzielenia materiałów otwartych dla
zdalnego nauczania w Polsce
Problemy współdzielenia materiałów
RóŜnorodność:
Rozmiaru
Technologii wykonania
Granulacji
Zasad udostępniania
Formy udostępniania
Zabezpieczenie praw autorskich
Poszukiwanie i zbieranie informacji,
Semantyka danych,
Zasoby głębokiego Internetu,
Format i struktura danych,
Identyfikacja, lokalizacja i dostępność zasobów,
Komunikacja i współpraca systemów,
Śledzenie zmian.
Rynek zdalnego nauczania
Instytucja
certyfikująca
dowód kompetencji
+ opłata egzaminacyjna
Internet
programy
Dystrybutor
materiałów
edukacyjnych
certyfikat
UNIVERSITY
materiały edukacyjne
opłata za materiały
materiały
edukacyjne
opłata za
wytworzenia
materiałów
meta-dane
zapytanie o materiały
+ opłata za usługę
lista źródeł
materiałów
Ekspert z
dziedziny
Serwis wyszukiwawczy
Klient - uczeń
Problemy zdalnego nauczania
Przyszłość zdalnego nauczania
• rozdzielenie wytwarzania
materiałów od ich dystrybucji
• rozdzielenie dostarczania wiedzy
od certyfikacji wiedzy
• większa specjalizacja w produkcji
materiałów, procesach
edukacyjnych (tutoring) oraz
certyfikacji
• konkurencja
• uczeń jako dyspozytor środków na
edukację
• technologie oparte o przeglądarkę
(cienki klient)
Problemy zdalnego nauczania
• technologie wytwarzania materiałów
• sposób opisu materiałów i ich
poszukiwanie
• problem płatności za wykorzystanie
materiałów
• kryteria wyboru materiałów – cena i jakość
• pracochłonność wykonania materiałów i cena
ich zakupu
• wiarygodność certyfikacji
• technologie zapewniające bezpieczeństwo i
dostępność
Problemy rozproszonych środowisk
zdalnego nauczania
Czy moje
materiały są
zabezpieczone?
Jak najlepiej
wyszukiwać
materiały?
Czy uczeń zapłaci
za pobrane
materiały?
Silnik wyszukiwawczy
materiałów edukacyjnych
Właściciel serwera
wyszukiwawczego
meta-dane
Właściciel
materiałów
Właściciel
materiałów
Repozytorium
materiałów edukacyjnych
FLASH
Repozytorium
meta-danych
meta-dane
znajdź materiały
edukacyjne
Repozytorium
materiałów edukacyjnych
HTML
meta-dane
Internet
Narzędzie
dostępowe
UNIVERSITY
Właściciel
materiałów
Repozytorium
materiałów edukacyjnych
XML
pobierz materiały
edukacyjne
Uczeń
Ile kosztują
materiały
edukacyjne?
Czy te materiały
moŜna otworzyć
w moim
narzędziu?
Standardy dotyczące materiałów
AICC – specyfikacje AGR
ADL – model referencyjny
SCORM wersja 1.3.1 - 2004
IEEE LTSC:
P1484.1-2003 – architektura
systemów
P1484.11.1-2004 – komunikacja
materiałów
P1484.11.2-2003 – ECMAScript
P1484.12.1-2002 – meta-dane
Specyfikacje IMS
QTI – specyfikacja pytań
testowych
DRI – współpraca cyfrowych
repozytoriów
GWS – repozytoria oparte o
usługi sieciowe
ISO/SC36 oraz CEN
• Obiekt edukacyjny
– podstawowa jednostka
materiałów edukacyjnych,
opisana meta-danymi
• wg IEEE
– kaŜdy byt, cyfrowy lub nie, który
moŜe być uŜyty, ponownie
wykorzystany i do którego moŜna
się odwołać w trakcie procesu
edukacyjnego
• SCORM: Sharable Content
Object
– Kolekcja jednego lub więcej
zasobów, zawierająca takŜe
szczególny, wykonywalny zasób,
który umoŜliwia środowisku
wykonania zdefiniowanym przez
SCORM połączenie się z
systemem LMS
Osiągnięcia standardów
P ak iet
M an ifest
M eta-dane
M eta-data
O rganizations
R esou rces
(sub) M an ifest
Z asob y
S truktura
F IZ Y C Z N E P L IK I
(zasoby , m ed ia, ocena ,
w sp ółpraca, ...)
O B IE K T E D U K A C Y JN Y
P lik z fo rm acie P IF
Meta-dane
dane ogólne
dane edukacyjne
dane związane ze zmianą
dane o prawach autorskich
dane katalogowe
dane o powiązaniach
dane
techniczne
dane o twórcy
dane klasyfikacyjne
Standardy edukacyjne - wyzwania
Zasoby
ECMAScript
Obraz
Obraz
Obraz
XML
Zasoby
ECMAScript
JavaScript
XSL
XML
XML
Obiekty edukacyjne
zgodne z modelem SCORM
Zasoby
JavaScript
Obraz
Obraz
HTML
HTML
Zasoby
Flash
Flash
Flash
Flash
Flash
Obiekty edukacyjne
niezgodne z modelem SCORM
niejasność pojęcia obiektu edukacyjnego
niejasność rozmiaru obiektu – od definicji do całej ksiąŜki
technologiczna i metodologiczna róŜnorodność materiałów
ponowne wykorzystanie – dla kogo są przeznaczone materiały
neutralność pedagogiczna
interaktywność materiałów
sprawdzanie testów na komputerze ucznia
zaleŜność od zewnętrznych systemów
pasywny zbiór danych
Nowe wymagania
System LMS
Repozytorium
materiałów
edukacyjnych
Inna aplikacja
Repozytorium
materiałów
edukacyjnych
Uczeń
Przeglądarka
Repozytorium
materiałów
edukacyjnych
Agent sieciowy
Internet
Nowe wymagania
Obiekt edukacyjny powinien:
być interaktywny i umoŜliwiać współdzielenie całości i części
swoich danych z uczniem, agentem edukacyjnym lub systemem
LMS;
być niezaleŜny od zewnętrznych narzędzi wspomagających;
być zbiorem danych o przeznaczeniu edukacyjnym o określonej
strukturze pedagogicznej;
mieć rozmiar adekwatny do potrzeb ucznia;
być opisany meta-danymi, tak, aby moŜna było obiekt znaleźć
i pozyskać niezaleŜnie od dodatkowych narzędzi
wspomagających;
powinien aktywizować ucznia, poprzez stosowanie obok form
podawczych takŜe interaktywnych form nauczania w postaci, np.
ćwiczeń, testów;
powinien zachowywać formaty akceptowane w Internecie przy
zachowaniu formy multimedialnej (tekst, obraz, dźwięk).
Komponenty edukacyjne
Komponent
Meta-dane
get_object_package()
get_object_metadata()
get_object_content()
Zasoby
get_object_manifest()
Struktura
set_object_package()
set_object_metadata()
set_object_content()
set_object_manifest()
OBIEKT EDUKACYJNY
Komponent edukacyjny
to byt cyfrowy, który składa się
z ustrukturalizowanych danych
edukacyjnych oraz metod
słuŜących do ich przetwarzania
KOMPONENT EDUKACYJNY
Zbiór metod operujących na
danych
Reprezentacja logiki zawartej w
obiektach
Zgodność z podejściem
obiektowym
MoŜliwość rozszerzania zbioru
metod
Metody obiektów edukacyjnych
Obiekt uczący
get_one_random_question()
Metody kaŜdego obiektu edukacyjnego:
check_answer (test_question_number, answer_value)
• get_object_package() - pobierz cały pakiet obiektu
repeat_example()
• set_object_package() - zapisz cały obiekt edukacyjny
• get_object_metadata() - pobierz wartość atrybutu meta-danych
Dokument
XML
• set_object_metadata() - ustaw wartość atrybutu meta-danych
• get_object_manifest() - pobierz plik manifestu
• set_object_manifest() - zapisz nowy plik manifestu
• get_object_content() - pobierz treści edukacyjne
Dokument
HTML
Agregator
• get_methods_list() - pobierz listę metod
generate_TEX()
change_display_schema
(XSL file)
generate_print_version()
get_first_portion()
get_next_portion()
• set_object_content() - zapisz treści edukacyjne
• get_method_description() - pobierz opis metody
generate_HTML()
get_content_list()
Tekst
change_font_size(points)
Obraz
get_in_grayscale()
resize(height, width)
Obiekt
generowany z
bazy
generate_HTML_version()
generate_XML_version()
Korzyści z wprowadzenia komponentów
precyzuje pojęcie jednostki
materiałów edukacyjnych
umoŜliwia reprezentację
róŜnych struktur obiektów
edukacyjnych
umoŜliwia reprezentację
wewnętrznej logiki
materiałów
wykorzystuje zalety
podejścia obiektowego
zabezpiecza dane
edukacyjne przez ich
hermetyzację
definiuje jeden standardowy
mechanizm dostępu do
materiałów
częściowo rozwiązuje
problem heterogeniczności
Paradygmaty i pojęcia obiektowe
• abstrakcja
• dziedziczenie
• hermetyzacja
• przesłanianie i polimorfizm
• agregacja oraz kopiowanie
Im age Learning Object
+resize()
+get_in_grayscale()
XM L Learning object
Teaching Object
Learning Object
#M anifest : M anifest <standard defined>
-Content : Set(Asset:filetype)
+get_object_m etadata()
+get_object_m anifest()
#get_object_content()
-get_object_package()
-set_object_m etadata()
-set_object_m anifest()
-set_object_content()
-set_object_package ()
+get_m ethods_list()
+get_m ethod_description()
+get_one_random _question()
+check_answer()
+repeat_exam ple()
{incom plete}
HTM L Learning O bject
+generate_print_version()
Text Learning Object
+change_font_size()
+generate_HTML()
+generate_TEX()
+change_display_schem a()
Agregator Learning Object
+get_first_portion()
+get_next_portion()
+get_content_list()
SCO Learning Object
+initialize()
+term inate()
+get_value()
+set_value()
+com m it()
+get_last_error()
+get_error_string()
+get_diagnostics()
Usługi sieciowe – SOA
Rejestr
usług
• rozproszenie, heterogeniczność
serwer UDDI
(2) znajdź
• zastosowanie agentów
• architektura SOA
(1) publikuj
• operacje: publikuj, znajdź, połącz
komunikaty
SOAP
Klient
usługi
(3) połącz
• technologie: SOAP, WSDL, UDDI, XML
Dostawca
usługi WSDL usług
struktura
tModel
• struktury
BusinessEntity,
BusinessService,
bindingTemplate
• struktura ogólnego
przeznaczenia tModel
struktura
BusinessEntity
struktura
publisherAssertion
struktura
BusinessService
struktura
BusinessEntity
struktura
bindingTemplate
struktura
BusinessService
Usługi sieciowe i UDDI w e-edukacji
Usługi
sieciowe
REPOZYTORIUM
obiektów edukacyjnych
XML
REPOZYTORIUM
obiektów edukacyjnych
Flash
Get_Object_Metadata
(Price)
Przykładowy
przebieg interakcji
Serwer
wyszukiwawczy –
rejestr UDDI
Lista
obiektów wraz z
lokalizacją
Znajdź materiały
na temat ...
Get_Object_Metadata
(Price)
Get_Object_Metadata
(Price)
Get_Object_Content()
Check_test()
Narzędzie
dostępowe
ucznia
Serwer wyszukiwawczy komponentów
edukacyjnych – rejestr UDDI
REPOZYTORIUM
obiektów uczących
Serwer
usług
sieciowych
Repozytorium materiałów edukacyjnych
REPOZYTORIUM
metod
Zarejestruj usługi
komponentów
edukacyjnych
Definicje WSDL
usług edukacyjnych
Konstrukcja repozytoriów
i rejestru obiektów
REPOZYTORIUM
obiektów
edukacyjnych
Serwer
usług
sieciowych
REPOZYTORIUM
meta-danych
Znajdź
komponenty edukacyjne
i ich metody
Wywołaj usługę
komponentu
edukacyjnego
Usługi sieciowe
Narzędzie
dostępowe
ucznia
Reprezentacja obiektów w strukturach UDDI
struktura
BusinessEntity
oferent materiałów
edukacyjnych
struktura
BusinessService
obiekt edukacyjny
struktura
bindingTemplate
punkt dostepu do
metod
definicja metod
struktura
tModel
wybrane
meta-dane
Metadane
Kategoria
meta-danych
General
(ogólna)
Nazwa atrybutu
Identifier (identyfikator)
Title (tytuł)
Language (język)
- informacja o dostawcy
materiałów edukacyjnych,
- nazwa i opis obiektu
edukacyjnego,
- wybrane meta-dane,
umoŜliwiające optymalizację
wyszukiwania,
- informacja o metodach
udostępnianych przez
komponent edukacyjny,
- adres, pod którym obiekt i jego
metody są dostępne.
Description (opis)
Keyword
(słowa kluczowe)
Coverage (pokrycie)
Structure (struktura)
Aggregation Level (poziom agregacji)
Rights
(prawa własności)
Cost/Price
(koszt/cena)
Educational
(pedagogiczne)
Interactivity Level
(poziom interakcji)
Difficulty
(trudność)
Typical Learning Time
(średni czas uczenia)
Wykorzystanie rejestrów UDDI
S e r w e r w y s z u k iw a w c z y
m a te r ia łó w – R e je s tr U D D I
H T T P
R e p o z y to r iu m
e d u k a c y jn y c h
k o m p o n e n tó w
S O A P
# 1
# 1
R e p o z y to r iu m
e d u k a c y jn y c h
k o m p o n e n tó w
# 4
# 7
R e p o z y to r iu m
e d u k a c y jn y c h
k o m p o n e n tó w
# 3
A g e n t S z u k a n ia
# 8
# 2
A g e n t P o b r a n ia
# 5
# 6
# 9
P r z e g lą d a r k a
in te r n e to w a
• protokoły SOAP i HTTP
• przeglądarka nie radzi sobie z wyświetlaniem komunikatów SOAP
• pośrednictwo agentów
• projekt Mozilla
Korzyści z zastosowania usług sieciowych
Zapewnia wymienialność materiałów edukacyjnych między
systemami
Standaryzuje sposób dostępu do zasobów
Rozwiązuje problem heterogeniczności technologicznej
Pozwala na współdzielenie danych przez systemy LMS,
agentów pedagogicznych, przeglądarkę
Pozwala na wykorzystanie logiki i funkcjonalności oferowanej
przez materiały interaktywne
Wprowadza silne mechanizmy wyszukiwania w rejestrach
UDDI
TakŜe inne usługi edukacyjne mogą być współdzielone w
rejestrze UDDI np. usługi systemów LMS, agentów
Czy moŜliwe jest współdzielenie materiałów
edukacyjnych w Polsce?
Wyzwania techniczne:
Materiały muszą być opisane metadanymi
Repozytoria materiałów trzeba wyposaŜyć w interfejsy usług sieciowych
Trzeba wdroŜyć rejestry UDDI
Wykonać aplikację klienta (interfejs wyszukiwawczy)
Wyzwania organizacyjne:
Model biznesowy (rejestry trzeba utrzymać)
Problem zabezpieczenia praw autorskich
Zgoda na udostępnienie materiałów
Pozyskanie finansowania na projekt
Dziękuję za uwagę