13   Infrastruktura a technologie pro online vzdělávání

13.1   Podpora online vzdělávání

Cílem dílčího úkolu s názvem Podpora online vzdělávání s využitím multimediálních aplikací v podmínkách vysokých technických škol bylo vytvořit a připravit koncepci systému pro dálkovou podporu výuky s patřičnými učebními materiály v elektronické podobě, využitelnými pro studium prezenční, ale zejména pro studium kombinované.

Řešitelská skupina si předsevzala zaměřit projekt na dílčí problémy vyplývající z metodiky nasazování online vzdělávání, které se týkají technických přístupů a prostředků, manažerských postupů i vlastní tvorby didaktických programů. Hlavním cílem této vstupní části projektu bylo realizovat některé aplikace jako pilotní příklady, které by mohly inspirovat další pracoviště i další aplikace.

V úvodní etapě projektu jsme vytvořili koncepci systému pro dálkovou podporu výuky, prozatím v lokálních podmínkách Katedry telekomunikační techniky ČVUT Praha. Zohlednili jsme různé možnosti z hlediska umístění pracoviště, jeho technického a programového vybavení i know-how zúčastněných pracovníků.

13.1.1   Tvorba multimediálních didaktických produktů

Pro tvorbu pilotního online kurzu jsme vybrali téma s názvem Bezpečnost a ochrana zdraví při práci v laboratořích FEL. Tento program nevyužívá, vzhledem k charakteru obsahu, multimediálních prvků. Je však doplněn o část, která umožňuje testování znalostí studentů. Program má obecné použití pro účely školení BOZP, které je povinným obsahem úvodních cvičení v laboratořích s elektrotechnickým vybavením. V tomto školním roce jsme program použili již v několika předmětech vyučovaných na Katedře telekomunikační techniky.

Dále jsme vytvořili pilotní příklad specializovaného multimediálního online kurzu, jehož využití je charakteristické pro užší zaměření studia. Zvolili jsme téma s názvem Protokoly ISDN. K němu jsme zpracovali obsah kapitol, konkrétní scénáře jednotlivých stránek s možností potenciálního použití všech základních typů multimediálních prvků (text, statický obraz kreslený, statický obraz fotografický, mluvený komentář, doprovodná hudba, kreslená animace ilustrující funkční principy, kombinovaná animace, videosekvence). Následně jsme tento multimediální program kompletně dopracovali a vyzkoušeli na malém vzorku studentů a po opravě několika drobných nedostatků a určitém doplnění připravili k dalšímu širšímu využití.

Ze vstupní analýzy, která se zabývala vytipováním didaktických forem vhodných pro distanční výuku, vyplynul závěr, že je dosud velmi málo využívána forma "konzervace živých vysokoškolských přednášek" a jejich následné reprodukce z videokazet či jejich distribuce prostřednictvím telekomunikačních sítí.

Jako pilotní ukázku této formy - audiovizuální záznam vysokoškolské přednášky - jsme zvolili téma s názvem Přenosové systémy SDH, které se může uplatnit ve specializované části studia na FEL ČVUT. Navrhli jsme osnovu a scénář této specializované přednášky a provedli předběžné nahrávací zkoušky části scénáře v reálném prostředí obsazené posluchárny na FEL. Po zhodnocení nedostatků režie zkušebního záznamu jsme pomocí digitální videokamery zaznamenali kompletní přednášku, která je ve formě videostreamu připravena pro uložení na multimediálním serveru.

Dále jsme shromáždili elektronické výukové materiály, které byly vytvořeny v předcházejících letech. Na základě jejich technické i obsahové analýzy jsme vybrali soubor programů, který by mohl být použit pro nasazení do systému distančního vzdělávání v podmínkách vysokých škol s technickým zaměřením. Zvláštní pozornost jsme věnovali části programů, které by bylo možno užít v současné či budoucí výuce v prostředí katedry. Testování nově vytvořených i starších multimediálních programů za přítomnosti studentů probíhalo jednak v pravidelné výuce, jednak ve Výzkumném a vývojovém centru pro mobilní komunikace (RDC - společné pracoviště OSKAR, Ericsson a ČVUT).

V rámci projektu jsme rovněž posoudili možnosti využití výukové platformy WebCT pro online podporu výuky. Konkrétně jsme možnosti této výukové platformy ověřili na školení a přezkoušení BOZP. Konstatovali jsme, že systém WebCT není pro daný účel vhodný, mimo jiné z následujících důvodů: jedná se o systém proprietární, víceméně uzavřený, s vlastní identifikací uživatelů; možnosti nasazení multimediálních prvků jsou omezené; vyhodnocovací aparát pro testování znalostí nevyhovuje našim potřebám; pro daný účel se jeví jako vhodná spíše řešení založená na otevřených platformách.

Pro zkvalitnění akviziční fáze přípravy podpůrných výukových materiálů jsme doplnili naše pracoviště o multimediální pracovní stanici a mobilní pracoviště pro předávání videosekvencí prostřednictvím LAN a bezdrátové LAN.

13.1.2   Budování teleinformatického prostředí

Na základě analýzy současných možností elektronické podpory rutinních činností vyučujících i studentů na technických vysokých školách jsme došli k závěru, že by bylo žádoucí vytvořit novou koncepci teleinformatických prostředků, které by zefektivnily činnost jak v teleinformatické, tak i ve vědeckovýzkumné oblasti.

Dle našich zjištění existuje podpora takovýchto činností na úrovni ČVUT a jeho jednotlivých fakult, ovšem na úrovni základních pedagogických a vědeckovýzkumných jednotek, tj. zejména kateder, je taková podpora realizována jen na relativně malém počtu pracovišť. Z tohoto důvodu jsme zahájili přípravu projektu vývoje vzorového systému WWW vhodného pro podporu práce jednotlivých kateder na VŠ. Práce probíhají v prostředí Katedry telekomunikační techniky FEL, která je typickým příkladem koncové oborové katedry. Vycházíme tedy z reálných potřeb vyučujících i studentů.

Systém je od počátku budován jako otevřený, s modulární koncepcí na bázi účelových sekcí, které se mohou dále hierarchicky dělit. Nejprve jsme vytvořili základní strukturu, popis jejích charakteristických znaků a návrh systému diferencovaných přístupů včetně přístupových práv. Pro realizaci výše uvedených požadavků na vybudování edukačního a informačního systému jsme v rámci projektu zakoupili dostatečně dimenzovaný server, který jsme umístili v prostorách RDC. V další etapě jsme řešili některá technická opatření a zahájili realizaci jednotlivých stránek vybraných sekcí.

Základní struktura je budována tak, aby umožňovala vytváření těchto komunikačních forem:

Systém počítá s ukládáním podpůrných výukových materiálů v nejrozšířenějších i některých speciálních formátech, jako například:

Jedním z hlavních přínosů systému je intuitivní rozhraní pro přidávání nových učebních materiálů. Jelikož zdaleka ne všichni pedagogové jsou specialisty na IT, je vhodné jim poskytnout možnost vytváření podpůrných materiálů v prostředí, na které jsou zvyklí, a možnost umístit je na server i bez hlubší znalosti funkce a struktury systému. Tak mohou být do procesu online podpory výuky zapojeni prakticky všichni učitelé katedry.

Dalším důležitým momentem je pokusné zpřístupnění záznamů přednášek ve formě videostreamu. Pro tento účel jsme využili nabídku umístění dotyčných záznamů na streaming serveru CESNETu.

Systém je primárně určen pro online podporu výuky v několika kategoriích. Prostřednictvím rozhraní WWW získají studenti jednak přístup k administrativním a technickým informacím týkajícím se studia, jednak možnost vyjádřit své názory v diskusním fóru. Především však budou mít k dispozici neustále aktualizovanou a doplňovanou databázi primárních i doplňkových výukových materiálů, a to nejen ve formě textových dokumentů, nýbrž i multimediálních výukových programů a záznamů přednášek ve formátu RealVideo. Výhledově uvažujeme i o možnosti využít systém pro živé vysílání přednášek prostřednictvím Internetu.

V současnosti dokončujeme vývoj portálu na adrese web.comtel.cz. Předpokládáme, že ostrý provoz zahájíme v 1. čtvrtletí roku 2003. Portál pak bude přesunut na adresu www.comtel.cz.

13.1.3   Integrace teleinformatických prostředků K332 a CESNETu

Výše popsané záměry a jejich dílčí realizace umožňují vytyčit do budoucna další možnosti zefektivnění teleinformatické podpory rutinních činností v podmínkách ČVUT. Jedním z možných směrů je integrace komplexního serveru katedry s výkonným technickým vybavením nacházejícím se ve správě sdružení CESNET.

Příkladem může být vytvoření databáze výukových programů na velkokapacitních discích s návazností na víceúčelový server katedry. Základní myšlenku využití tohoto spojení pro vytváření didaktických programů a jejich využívání pro distanční online podporu vzdělávání zobrazuje schéma 13.1. Přiměřeně dimenzované servery katedry mohou být spřaženy s velkokapacitními diskovými pamětmi obsahujícími relativně rozsáhlý komplex didaktických materiálů. Studenti pak získají možnost tyto programy využívat. Bude ovšem třeba dopracovat vhodnou metodiku přístupu k serverům ze studoven katedry i fakulty a ze studentských kolejí.

[Obrázek]

Obrázek 13.1: Schéma integrace prostředků K332 a CESNETu

13.1.4   Závěrečná doporučení

Projekt představuje přínos v oblasti tvorby didaktických programů a teleinformatické podpory rutinních činností spojených s výukou i vědeckovýzkumnou praxí. V dalším období bude třeba systematizovat testování didaktických programů a jejich dostupnosti ze strany studentů, vytvářet další výukové materiály, propagovat vytváření obdobných víceúčelových serverů na dalších katedrách, jakož i uvažovat o konvergenci různých lokálních i síťových prostředků na různých organizačních úrovních.

13.1.5   Budoucnost podprojektu

Předpokládáme, že podprojekt bude dále pokračovat v několika rovinách. V rovině technické se bude jednat o postupné dokončení prostředí (portálu) a rozšiřování jeho funkcí. V rovině pedagogické o naplnění výukovými materiály nejrůznějších typů pro účely podpory výuky dálkovou formou. Musíme též nabídnout školení a osvětovou činnost pro pedagogický sbor. Po rozšíření možností akvizice předpokládáme vyšší využití "proudovacího" serveru sdružení CESNET pro ukládání záznamů přednášek.

V obecné rovině bychom se chtěli zaměřit jednak na technické experimenty s různými typy dálkového přístupu, dále na zobecnění závěrů a zkušeností pro aplikace obdobných systémů v širším měřítku, a konečně na publikační a osvětovou činnost v oboru dálkové podpory výuky.

13.2   Podpora CESNETu distanční výuce

Cílem tohoto dílčího úkolu bylo vypracovat a zveřejnit informace o osvědčených postupech a produktech pro efektivní tvorbu a používání materiálů a služeb pro eLearning, zejména ve formě WWW portálu.

V současné době nastává v ČR rychlý rozvoj používání internetových technologií ve výuce (eLearning). Přední české univerzity zavádějí tyto výukové metody do studijní praxe a současně věnují značné prostředky (finanční i personální) do vývoje online kurzů. Lze tudíž předpokládat, že se k tomuto úsilí a již prováděným konkrétním krokům rychle připojí i další vzdělávací instituce.

Sdružení CESNET, jakožto organizaci, která poskytuje síťové služby především akademické obci, se jeví perspektivní se v této oblasti angažovat a snažit se zaujmout významné místo v koordinaci eLearning aktivit v ČR a dle možností i v poskytování služeb s tím spojených.

Jedním ze současných problémů rozvoje eLearning v ČR je značná roztříštěnost aktivit nejen mezi jednotlivými univerzitami, ale často dokonce i uvnitř univerzit. Řada pracovišť nemá informace o tom, co je vytvářeno na jiných univerzitách a už vůbec nestačí sledovat nové poznatky z předních světových pracovišť. Stejně tak neexistuje přehled o možnostech, kde získat podporu pro své aktivity.

Z tohoto důvodu vyvstala potřeba vytvořit informační server, jehož prostřednictvím zájemci z oboru snadno a rychle naleznou důležité informace o problematice eLearning. Portál je vytvářen především pro segment vysokoškolských a univerzitních institucí v ČR. Těm je nabídnuta také možnost podílet se na jeho obsahové náplni. Co do hloubky poskytovaných informací, se portál zaměřuje na celé spektrum uživatelů - tj. od začátečníků, kteří hledají všeobecné informace o moderních formách výuky, až po špičkové odborníky, kteří potřebují získat aktuální data o nových trendech a světovém vývoji v oboru.

Sledovat aktuální informace a poznatky, či vyhledávat potřebné informace v několika desítkách již existujících zdrojů je časově velmi náročné. Z tohoto důvodu byly vyzvány jednotlivé vysokoškolské a univerzitní instituce ke vzájemné spolupráci na obsahové náplni portálu. Pokud se podaří spolupráci jednotlivých VŠ a univerzit rozvinout do předpokládaného rozsahu, stane se portál:

Stránky ve formátu HTML jsou dynamicky generovány a po určitou dobu se udržují v cache paměti systému. Výhodou tohoto řešení je, že data jsou uložena ve spolehlivé databázi, ve které je možné s nimi snadno pracovat a uživatel může současně používat jednoduché rozhraní pro jejich správu.

13.2.1   Uživatelské role portálu

V aplikaci byly vytvořeny tři typy uživatelů:

Moderátor
spravuje veškeré příspěvky a data v portálu.
Nezávislý korespondent
přispívá samostatně a spravuje své příspěvky. K jejich vystavení na WWW nepotřebuje žádné potvrzení od některého z moderátorů.
Závislý korespondent
jeho příspěvky musejí být před publikováním autorizovány moderátorem.

Registrace nových uživatelů je automatizována. Moderátor daný požadavek na registraci potvrzuje a přiděluje registrované osobě roli závislého nebo nezávislého korespondenta. Výhledově uvažujeme o tom, že moderátory by měli být profesionální odborníci, kteří se budou především starat o správu serveru jako celku. Nezávislí korespondenti budou renomovaní autoři ze spolupracujících univerzit, u kterých je díky jejich předchozí činnosti zajištěna vysoká kvalita příspěvků. Závislí korespondenti budou ostatní autoři, kteří mají zájem přispívat do portálu, ale zatím není jisté, jak kvalitní jejich příspěvky budou.

Snahou tvůrců portálu bylo navrhnout takovou koncepci, která by napomohla většímu množství různě kvalifikovaných odborníků podílet se na obsahové náplni a vytvořit prostor pro výměnu zkušeností a rozšíření okruhu zdrojů nových informací.

13.2.2   Obsahová náplň portálu

Server pracuje na adrese eLearning.cesnet.cz. Na úvodní stránce má uživatel možnost obdržet všeobecné informace o portálu a také se může registrovat či přihlásit pro přispívání.

[Obrázek]

Obrázek 13.2: Úvodní stránka portálu eLearning.cesnet.cz

Vstup do portálu a k jeho jednotlivým kategoriím je možný prostřednictvím položky Mapa portálu nebo prostřednictvím centrálně umístěného obrázku s grafickým symbolem. Po kliknutí se již uživateli zobrazí konkrétní stromová struktura dat.

Hlavními položkami portálu jsou: Události, Úvod do online výuky, Využití online výuky, eLearning komunita, Online kurzy, Podpora vlád, Novinky a trendy, Cisco Akademie.

Jednotlivé stránky zpravidla obsahují vysvětlující text, dále na pravé straně menu s dalšími nabídkami položek nižší úrovně a v hlavní části stránky ještě může následovat přehled komentovaných hypertextových odkazů na externí zdroje. Komentář slouží k úvodu do problematiky pro ty, kteří ještě nemají dostatečnou zběhlost v oboru.

Hypertextové odkazy a menu jsou určeny k přehlednému pohybu mezi interními a externími dokumenty. Nejdůležitější rozdíl mezi nimi spočívá v tom, že položky v menu spravuje moderátor portálu a neměly by se příliš často měnit, zatímco položky v seznamu odkazů může spravovat i nezávislý korespondent a předpokládá se, že budou neustále aktualizovány.

Samostatná pozornost je věnována Cisco Akademii, na jejímž provozu se sdružení CESNET podílí.

[Obrázek]

Obrázek 13.3: Příklad stránky s nabídkou nižší úrovně

Vzhledem k povaze této projektové činnosti, tedy nutnosti správy portálu, technické údržby a také jeho aktualizace, budou práce na portálu pokračovat i v dalších letech. Snahou je rozšířit spektrum zde poskytovaných informací a rozšířit případné možnosti vedoucí ke zvětšení komfortu jeho uživatelů.

13.3   Cvičení předmětu Interaktivní prezentace dat pro distanční studium

Cílem podprojektu bylo navrhnout způsob zajištění praktických cvičení předmětu Interaktivní prezentace dat s ohledem na potřeby distanční formy studia.

V rámci výše uvedeného předmětu se posluchači seznamují s různými internetovými geografickými informačními systémy (mapovými servery) a s technologiemi pro přístup k databázovým datům prostřednictvím technologií Internetu. Jednotlivé systémy vyžadují různé operační systémy (MS Windows nebo Linux/Unix) a různé WWW servery.

Nelze však předpokládat, že posluchači budou mít veškeré programové vybavení k dispozici v domácích podmínkách, tudíž veškerá cvičení musí zajistit vysokoškolská instituce. V případě distanční formy studia by měly být cvičné servery navíc k dispozici 24 hodin denně a 7 dní v týdnu, s minimálními výpadky provozu. Především tento požadavek přináší problémy, k jejichž řešení se snažil napomoci tento projekt.

V rámci projektu jsme navrhli možný způsob, jak praktická cvičení předmětu Interaktivní prezentace dat zajistit s ohledem na požadavky distanční formy studia při co nejnižších finančních nákladech a časové náročnosti. V rámci projektu jsme rovněž vybudovali podpůrné pracoviště pro tvorbu multimediálních výukových materiálů a internetový rozcestník. I v případě internetového rozcestníku jsme hledali optimální řešení, především z hlediska časové a finanční náročnosti, ovšem na druhé straně umožňující kontrolovat zpřístupňované informace.

13.3.1   Cvičné internetové mapové severy

Pro zajištění výuky předmětu IPD za již dříve zmíněných podmínek jsme zvolili programový nástroj VMware Workstation, který umožňuje vytvořit několik virtuálních počítačů v rámci jednoho fyzického serveru. Běžně lze na jednom počítači provozovat 3-4 virtuální servery. Zálohování virtuálních serverů je snadné, neboť celý virtuální server je reprezentován pouhými několika soubory. Program VMware Workstation je pro tyto účely cenově dostupný a univerzální - lze jej provozovat v prostředí MS Windows i Linuxu.

V zimním semestru akademického roku 2002/2003 probíhá ověřovací provoz - servery jsou využívány při výuce předmětu Interaktivní prezentace dat pro posluchače řádné formy studia a pro zájemce, dobrovolníky, z řad posluchačů kombinované formy studia. V letním semestru proběhne ověřovací provoz serverů v rámci povinného předmětu pro posluchače kombinované formy studia.

13.3.2   Příprava multimediálních výukových materiálů

V rámci projektu jsme rovněž zprovoznili multimediální pracoviště pro pořizování a zpracování multimediálních materiálů. V rámci konference GIS ve veřejné správě, Seč 2002 jsme pořídili první zkušební záběry pro převod digitálního záznamu, které byly na pracovišti zkušebně zpracovány.

Dále jsme zpracovali některé přednášky z předchozích ročníků konference z videokazet. Materiály - prezentace jednotlivých internetových GIS řešení - jsou nyní se souhlasem přednášejících používány v rámci výuky předmětu Interaktivní prezentace dat.

13.3.3   Internetový rozcestník založený na LinkBase

V rámci projektu jsme také započali s budováním podpůrného rozcestníku pro výuku (nejen pro ni), který je budován s využitím systému LinkBase. Jsou zde soustřeďovány odkazy na zajímavé zdroje na Internetu, roztříděné podle kategorií. Všechny odkazy musí před zařazením projít schválením redakční radou, čímž lze zajistit jejich správné zařazení do kategorií a zvážit jejich relevantnost. Praktické výsledky jsou k dispozici na adrese tns.upce.cz.

předchozí
obsah		 následující
další weby:fond rozvojemetacentrumCzechLightpřenosyvideoservereduroameduID.cz