E-learningový systém pro podporu výuky algoritmů. Roman Hocke

ˇ e vysoké uˇcen´ı technické v Praze Cesk´ Fakulta elektrotechnická

Diplomová práce

E-learningov´ y syst´ em pro podporu v´ yuky algoritm˚ u Roman Hocke

Vedouc´ı práce: Mgr. Petr Matyáˇs

Studijn´ı program: Elektrotechnika a informatika strukturovan´ y magistersk´ y Obor: Informatika a v´ ypoˇcetn´ı technika kvˇeten 2008

ii

Podˇ ekov´ an´ı Zde m˚ uˇzete napsat své podˇekován´ı, pokud chcete a máte komu dˇekovat. iii

iv

Prohl´ aˇ sen´ı Prohlaˇsuji, ˇze jsem svou diplomovou práci vypracoval samostatnˇe a pouˇzil jsem pouze podklady uvedené v pˇriloˇzeném seznamu. Nemám závaˇzn´ y d˚ uvod proti uˇzit´ı tohoto ˇskoln´ıho d´ıla ve smyslu §60 Zákona ˇc. 121/2000 Sb., o právu autorském, o právech souvisej´ıc´ıch s právem autorsk´ ym a o zmˇenˇe nˇekter´ ych zákon˚ u (autorsk´ y zákon).

V Praze dne 27.4. 2008

.............................................................

v

vi

Abstract The work represents the result of many and many days and nights of thinking over the problem of simulation of inhibition of backward catch process.

Abstrakt Práce se snaˇzila o implementaci e-learningového ˇreˇsen´ı v´ yuky vybran´ ych pˇredmˇet˚ u na Katedˇre ˇ poˇc´ıtaˇc˚ u FEL CVUT. Srovnala v´ yhody a nev´ yhody jiˇz existuj´ıc´ıch webov´ ych e-learningov´ ych systém˚ u. Zam´ yˇslela se nad rysy, potˇrebn´ ymi pro nasazen´ı takového systému na Katedˇre poˇc´ıtaˇc˚ u a jejich implementac´ı pod nˇekter´ ym z existuj´ıc´ıch open-source systém˚ u. V rámci práce byl systém d˚ ukladnˇe otestován a naplnˇen zkuˇsebn´ımi daty.

vii

viii

Obsah Seznam obr´ azk˚ u

xi

Seznam tabulek

xiii

´ 1 Uvod 1.1 Motivace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2 Specifikace c´ıl˚ u . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1 1 2

2 E-learning 2.1 Historie e-learningu . . . . . . . . . . . . . 2.1.1 40. léta 20. stolet´ı . . . . . . . . . 2.1.2 60. léta 20. stolet´ı . . . . . . . . . 2.1.3 80. léta 20. stolet´ı . . . . . . . . . 2.1.4 90. léta 20. stolet´ı . . . . . . . . . 2.1.5 Pˇrelom 20-21. stolet´ı . . . . . . . . 2.2 Pouˇz´ıvané pojmy . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Kl´ıˇcové vlastnosti . . . . . . . . . . . . . . 2.4 V´ yhody a nev´ yhody zaveden´ı e-learningu 2.5 Standardy pouˇz´ıvané v e-learningu . . . . 2.5.1 SCORM . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.2 AICC . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . .

3 3 3 3 3 4 4 4 4 5 6 6 6

3 Anal´ yza existuj´ıc´ıch ˇ reˇ sen´ı ˇ 3.1 E-learning na FEL CVUT . . . . . 3.2 Poˇzadavky na e-learningové ˇreˇsen´ı 3.3 Anal´ yza existuj´ıc´ıch ˇreˇsen´ı . . . . . 3.3.1 A-Tutor . . . . . . . . . . . 3.3.2 Claroline . . . . . . . . . . 3.3.3 Dokeos . . . . . . . . . . . . 3.3.4 Ilias . . . . . . . . . . . . . 3.3.5 Moodle . . . . . . . . . . . 3.3.6 Olat . . . . . . . . . . . . . 3.4 Srovnán´ı uveden´ ych systém˚ u . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

. . . . . . . . . .

7 7 7 7 8 8 9 10 10 11 11

4 V´ ybˇ er syst´ emu a jeho anal´ yza 4.1 Volba systému . . . . . . . . 4.2 Práce s uˇcebn´ımi texty . . . . 4.3 Slovn´ık pojm˚ u . . . . . . . . 4.4 Zápis matematick´ ych v´ yraz˚ u 4.5 Testy a jejich feedback . . . . 4.6 Podpora grafov´ ych algoritm˚ u

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

. . . . . .

13 13 13 13 14 14 15

5 Realizace 5.1 Instalace a nastaven´ı Moodlu 5.2 Oprava nˇekter´ ych chyb . . . . 5.3 Systém pro feedback test˚ u . . 5.4 Podpora grafov´ ych algoritm˚ u

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

. . . .

16 16 16 17 17

6 Testov´ an´ı

17 ix

7 Z´ avˇ er

17

8 Seznam literatury

19

x

Seznam obr´ azk˚ u 2.1

Universal Digital Operational Flight Trainer, zaˇr´ızen´ı pro trénink letov´ ych dispeˇcer˚ u U. S. Navy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

4.1 4.2

Hierarchická struktura kurzu v Moodle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kurs, témata a v´ yukové materiály v administraci Moodle . . . . . . . . . . . .

13 14

5.1

Moodle pˇri instalaci zkontroluje nastaven´ı PHP . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

xi

xii

Seznam tabulek 3.1

Srovnán´ı open-source LMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

xiii

12

xiv

´ KAPITOLA 1. UVOD

1

´ 1 Uvod Tato práce se zab´ yvá implementac´ı e-learningového systému pro v´ yuku pˇredmˇet˚ u zamˇeˇren´ ych na teoretickou informatiku a podobné obory. Snaˇz´ı se stanovit a shrnout poˇzadavky na takov´ y systém, poté zvolit vhodné existuj´ıc´ı open-source e-learningové ˇreˇsen´ı a v nˇem nové poˇzadavky implementovat.

1.1

Motivace

V posledn´ım desetilet´ı jsme svˇedky rychlého a masivn´ıho rozˇsiˇrov´ an´ı informaˇcn´ıch technologi´ı, a to jak v oblastech odborn´ ych, tak i v bˇeˇzném, kaˇzdodenn´ım ˇzivotˇe. Informaˇcn´ı technologie nám dnes pomáhaj´ı takˇrka ve vˇsech vˇedn´ıch oborech a nen´ı tedy divu, ˇze pronikaj´ı i do oblasti vzdˇeláván´ı. Velké mnoˇzstv´ı informac´ı lze dnes nalézt v elektronické podobˇe (napˇr´ıklad na Internetu) a jistˇe nen´ı náhoda, ˇze toto plat´ı obzvláˇstˇe v oboru informatiky a programov´ an´ı (programátoˇri maj´ı k elektronické podobˇe technick´ ych materiál˚ u a dokumentac´ı nejbl´ıˇz, ˇcasto ani jinou formu dokumentace neprodukuj´ı). Nalézt tedy odpovˇedi na otázky z technick´ ych obor˚ u nen´ı dnes obvykle velk´ y problém, ˇcasto postaˇc´ı pouˇzit´ı kvalitn´ıho vyhledávaˇce informac´ı na Internetu. Nalezené informace vˇsak ˇcasto maj´ı ryze technick´ y, dokumentaˇcn´ı charakter, kter´ y m˚ uˇze zcela vyhovovat ˇclovˇeku, kter´ y si pouze doplˇ nuje nebo rozˇsiˇruje informace z oboru, ve kterém jiˇz má dostateˇcné znalosti na to, ˇ aby nové informace pochopil. Casto jsou vˇsak tyto materiály ménˇe sch˚ udné pro lidi, kteˇr´ı jsou v daném oboru nováˇcky a chtˇej´ı do oboru teprve proniknout. I tˇemto lidem popisovan´ y druh informac´ı m˚ uˇze pomoci, jejich cesta k poznán´ı vˇsak m˚ uˇze b´ yt zdlouhav´ a a krkolomn´ a. ˇ sen´ı tohoto problému nab´ız´ı e-learning, tedy elektronick´ Reˇ a forma uˇcen´ı, konkrétnˇe jeho webov´ a podoba. Sluˇcuje v sobˇe v´ yhodu elektronické podoby uˇciva a pˇrednosti pedagogického pˇr´ıstupu k pˇredáván´ı informac´ı (oproti ,,obyˇcejné“ technické dokumentaci). Pˇredpokladem je samozˇrejmˇe kvalitn´ı pˇr´ıprava v´ yukového kurzu. Mezi v´ yhody (webové formy) e-learningu patˇr´ı: • Snadná dostupnost v´ yukového kurzu student˚ um. y pˇr´ıstup - student je uˇcivem metodicky prov´ azen (oproti ,,obyˇcejné“ technické • Pedagogick´ dokumentaci). • Snadná moˇznost aktualizace v´ yukov´ ych materiál˚ u (napˇr. pˇri zjiˇstˇen´ı chyby nebo pˇri nutnosti rozˇs´ıˇrit obsah). • Moˇznost ovˇeˇren´ı sv´ ych znalost´ı formou test˚ u, kv´ız˚ u a podobnˇe. • Vyuˇzit´ı interaktivn´ıch a názorn´ ych prostˇredk˚ u (animac´ı, v´ yukov´ ych apliakc´ı napˇr. v podobˇe Java applet˚ u, multimédi´ı). ˇ (a nejen tam) nasazov´ E-learning je dnes v CR an v r˚ uzn´ ych oblastech. Od komerˇcn´ıch ˇreˇsen´ı nasazovan´ ych v r˚ uzn´ ych firmách na ˇskolen´ı zamˇestnanc˚ u (to zahrnuje mimo jiné ˇskolen´ı ˇridiˇc˚ u i s testy na pˇr´ısluˇsné certifikáty, ˇskolen´ı o BOZP nebo napˇr. ˇskolen´ı o protipoˇz´ arn´ı ochranˇe) pˇres odborné kurzy (napˇr. kurzy AutoCADu) aˇz po v´ yukové kurzy na nˇekter´ ych univerzit´ ach. Nˇekolik pˇr´ıklad˚ u za vˇsechny: • Ostravská univerzita (http://moodle.osu.cz/) ˇ a konfederace odb. svaz˚ u (http://www.cmkos.cz/lidske-zdroje_nove/ • Cesko-Moravsk´ e-learning) • Filosofická fakulta Masarykovy univerzity (http://www.phil.muni.cz/elf/) • Centrum pro otázky ˇzivotn´ıho prostˇred´ı (http://www.czp.cuni.cz/glob/)

´ KAPITOLA 1. UVOD

2

1.2

Specifikace c´ıl˚ u

ˇ C´ılem této práce je zvolit a zprovoznit e-learningov´ y systém pro Katedru poˇc´ıtaˇc˚ u FEL CVUT a pˇrizp˚ usobit tento systém specifick´ ym potˇreb´ am pro v´ yuku teoretické informatiky, algoritm˚ u a pˇr´ıbuzn´ ych odvˇetv´ı poˇc´ıtaˇcové vˇedy. V práci se budu zab´ yvat otázkou co vlastnˇe e-learning je a v ˇcem m˚ uˇze spoˇc´ıvat jeho pˇr´ınos pro Katedru poˇc´ıtaˇc˚ u. Pˇri tom budu pˇrihl´ıˇzet k tomu, ˇze nasazen´ı e-learningu budu ch´ apat pˇredevˇs´ım jako doplnˇek stávaj´ıc´ı v´ yuky, nikoli jej´ı u ´plnou náhradu. Také budu klást d˚ uraz na fakt, ˇze v´ yuka teoretické informatiky a pˇr´ıbuzn´ ych témat, klade na e-learningové ˇreˇsen´ı nˇekteré specifické nároky, jako napˇr´ıklad: • schopnost zapisovat a zobrazovat sloˇzitˇejˇs´ı matematické a maticové zápisy • moˇznost demonstrovat principy a algoritmy pomoc´ı interaktivn´ıch prvk˚ u (animac´ı, simulac´ı)

KAPITOLA 2. E-LEARNING

3

2 E-learning 2.1 2.1.1

Historie e-learningu 40. l´ eta 20. stolet´ı

Jedna z prvn´ıch modern´ıch metod v´ yuky se objevila za druhé svˇetové války. Tehdy byl jako v´ yukov´ y materiál pouˇzit film. Filmy slouˇzily k rychlé v´ yuce základn´ıch vojensk´ ych dovednost´ı, ´ ech tˇechto film˚ jakou byla napˇr´ıklad u ´drˇzba zbran´ı, rozpoznáv´ an´ı letadel a podobnˇe. Uspˇ u vedl ke spolupráci armády s univerzitami a k veden´ı v´ yzkumu, kter´ y postupem ˇcasu vedl k v´ yvoji e-learningu.

Obrázek 2.1: Universal Digital Operational Flight Trainer, zaˇr´ızen´ı pro trénink letov´ ych dispeˇcer˚ u U. S. Navy

2.1.2

60. l´ eta 20. stolet´ı

Ve druhé polovinˇe ˇsedesát´ ych let se zaˇcalo experimentovat se stroji na uˇcen´ı. Zaˇcalo se jim ˇr´ıkat vyuˇcovac´ı automaty. I u nás byl jeden vyvinut, jmenoval se Unitutor. Vykládan´ a látka byla v Unitutoru rozdˇelena na jednotlivé stránky, na konci stránky se nach´ azela kontroln´ı otázka s v´ ybˇerem z nˇekolika moˇzn´ ych odpovˇed´ı. Podle provedené volby bylo moˇzné program dále vˇetvit a pokraˇcovat v libovolné dalˇs´ı stránce. Informace o správném ˇci chybném ˇreˇsen´ı pˇredstavovala okamˇzitou zpˇetnou vazbu. Vyuˇcovac´ı automaty vˇsak byly pˇr´ıliˇs sloˇzité a ne pˇr´ıliˇs u ´ˇcinné. Proto se pˇr´ıliˇs neujaly. 2.1.3


V druhé polovinˇe osmdesát´ ych let dvac´ atého stolet´ı se objevuj´ı prvn´ı ˇsestn´ actibitové poˇc´ıtaˇce, trh ovládaj´ı osobn´ı poˇc´ıtaˇce PC. Zároveˇ n s t´ım m˚ uˇzeme sledovat obrovsk´ y rozmach kanceláˇrsk´ ych aplikac´ı. Poˇc´ıtaˇce se koneˇcnˇe zaˇc´ınaj´ı objevovat i v domácnostech. Ve ˇskolstv´ı docház´ı v souladu s celosvˇetov´ ym v´ yvojem kybernetiky a umˇelé inteligence k pokusu o zdokonalen´ı vyuˇcovac´ıch automat˚ u. Poˇc´ıtaˇc se zaˇc´ın´ a pouˇz´ıvat jako uˇc´ıc´ı a zkouˇsej´ıc´ı stroj. Za pomoci poˇc´ıtaˇce se zaˇc´ınaj´ı provˇeˇrovat teorie, které tvrd´ı, ˇze by poˇc´ıtaˇc mˇel ˇc´ asteˇcnˇe nahradit uˇcitele.

4


2.1.4


Ve svˇetˇe zaˇcalo nˇekolik (pˇreváˇznˇe univerzitn´ıch) vˇedeck´ ych t´ ym˚ u vyv´ıjet inteligentn´ı v´ yukové systémy (Intelligent Tutoring Systems). C´ılem tˇechto v´ yukov´ ych systém˚ u bylo vytváˇret aplikace s dlouhodobou kontrolou nad v´ yukov´ ym procesem. Systémy v sobˇe vhodnˇe spojovaly v´ yklad uˇciva, procviˇcován´ı probrané látky a testy. Dokázaly vyuˇz´ıvat grafiku, animace, zvuk a byly schopny v sobˇe integrovat i zcela nezávislé programy. Tempo i obsah v´ yuky byl individualizován. Dosaˇzené v´ ysledky studuj´ıc´ıho se ukládaly a vyhodnocovaly. T´ım se automaticky rozhodovalo o dalˇs´ım postupu. Role uˇcitele se omezila na kontrolu a obsluhu. Postupem ˇcasu se k testu se pˇridával v´ yklad látky a procviˇcov´ an´ı. Z tˇechto prvk˚ u byly sestavovány jednotlivé lekce a z nich pak celé kurzy. Postup student˚ u byl individualizov´ an a ˇr´ıdil se jejich v´ ysledky. To ale znamenalo, ˇze poˇc´ıtaˇc musel pˇredv´ıdat vˇsechny moˇzné reakce studenta a situace, do kter´ ych se mohl studuj´ıc´ı bˇehem práce dostat. Princip umˇelé inteligence u v´ yukov´ ych program˚ u spoˇc´ıvá ve vytvoˇren´ı urˇcitého modelu umˇelého studenta, na kterém je funkce programu zaloˇzena. 2.1.5

Pˇ relom 20-21. stolet´ı

V´ yvoj na univerzitách pokraˇcoval rychle kupˇredu. Sylaby, knihovn´ı zdroje, obsahy pˇredn´ aˇsek ˇ zaˇcaly b´ yt pˇrem´ıstovány z klasick´ ych uˇceben na multimedi´ aln´ı zdroje a na m´ıstn´ı s´ıtˇe. Soukromé spoleˇcnosti zaˇcaly hledat moˇznosti potencionáln´ıho E-learningu. Na www vznikly virtuáln´ı univerzity, které nab´ızely vˇsechny své kurzy a z´ısk´ an´ı certifikát˚ u pˇres internet. Koncem devadesát´ ych let jiˇz E-learningové nástroje umoˇzn ˇovaly zkouˇsen´ı on line v reálném ˇcase, hry v reálném ˇcase, pomoc´ı nástroj˚ u bylo moˇzné okamˇzitˇe urˇcit slabosti a silné stránky jednotliv´ ych student˚ u. Student tak mohl z´ıskat vysokoˇskolsk´ y titul, aniˇz by byl nˇekdy fyzicky pˇr´ıtomen ve tˇr´ıdˇe. Plnˇe zamˇestnan´ı dospˇel´ı mohli studovat na vysoké ˇskole sv´ ym vlastn´ım tempem bez toho, aby museli ˇreˇsit problémy spojené se svou fyzickou pˇr´ıtomnost´ı ve ˇskole.

2.2

Pouˇ z´ıvan´ e pojmy

• Tutor • Výukový kurz • LMS, Learning Management System je software, kter´ y v sobˇe zahrnuje funkcionalitu potˇrebnou pro elektronickou formu vzdˇel´ av´ an´ı. Obsahuje jak nástroje pro studenta (prohl´ıˇzen´ı v´ yukov´ ych materiál˚ u, proch´ azen´ı jimi, podstupov´ an´ı test˚ u a kv´ız˚ u, fórum, chat...), tak i nástroje zjednoduˇsuj´ıc´ı samotnou tvorbu kurz˚ u uˇcitelem. Tyto systémy zpravidla funguj´ı online, umoˇzn ˇuj´ı tedy kromˇe samotného uˇcen´ı z materiál˚ u také komunikaci mezi studenty a tutory. Za bˇeˇzné funkce LMS se povaˇzuje správa tˇr´ıd a ˇz´ ak˚ u, správa v´ yukov´ ych kurz˚ u a témat v rámci kurz˚ u, testov´ an´ı a zkouˇsen´ı student˚ u, nástroje pro komunikaci mezi ˇzáky a studenty a dalˇs´ı.

2.3

Kl´ıˇ cov´ e vlastnosti

Podle [3] si studenti zapamatuj´ı jen na krátkou dobu informaci, kterou pouze slyˇs´ı, uchovaj´ı si 40% informace, kterou vid´ı a slyˇs´ı a uchovaj´ı si 75% informace, kterou vid´ı a slyˇs´ı a také si ji interaktivnˇe ovˇeˇr´ı (vyzkouˇs´ı). Elektronick´ a podoba v´ yuky nab´ız´ı studentovi moˇznost si ˇ prob´ıranou látku ihned vyzkouˇset, at uˇz prostˇrednictv´ım interaktivn´ıch simulac´ı ˇci krátkého opakovac´ıho testu, kter´ y studentovi okamˇzitˇe poskytne zpˇetnou vazbu, napˇr´ıklad s detailnˇejˇs´ım vysvˇetlen´ım nesprávnˇe zodpovˇezené otázky.


5

Z toho mimo jiného také vypl´ yvá, ˇze e-learning by mˇel tˇeˇzit ze své moˇznosti podávat látku zábavnˇe a zaj´ımavˇe a mˇel by se tedy vyh´ ybat dlouh´ ym, monolitick´ ym text˚ um a mˇel by sp´ıˇse vyuˇz´ıvat atraktivn´ı a heslovitˇejˇs´ı formy. Za d˚ uleˇzitou také povaˇzuji studentovu moˇznost vyzkouˇset si souhrnné znalosti z celého v´ yukového kurzu. Kurz se skládá z jednotliv´ ych témat (viz 2.2) a student si pomoc´ı testu ovˇeˇr´ı, kter´ ym témat˚ um rozum´ı a kter´ ym ne, zjist´ı tak, která témata by si mˇel zopakovat napˇr´ıklad pˇred závˇereˇcnou zkouˇskou.

2.4

V´ yhody a nev´ yhody zaveden´ı e-learningu

Proˇc nasazovat e-learning na ˇskole, kde v´ yuka prob´ıh´ a primárnˇe formou pˇredn´ aˇsek a pravideln´ ych cviˇcen´ı? D˚ uvod˚ u m˚ uˇze b´ yt nˇekolik. • Moˇznost okamˇzitého vyzkouˇsen´ı právˇe prob´ırané látky (viz 2.3) m˚ uˇze studentovi nab´ıdnout právˇe e-learning s pouˇzit´ım r˚ uzn´ ych virtuáln´ıch nástroj˚ u, interaktivn´ıch simulac´ı a podobnˇe. Moˇznost vyzkouˇset si fungov´ an´ı vˇec´ı v praxi samozˇrejmˇe nab´ız´ı i klasick´ a ˇskoln´ı cviˇcen´ı, to vˇsak nen´ı moˇzné vˇzdy, napˇr´ıklad nemus´ı b´ yt pro danou demonstraci dostupné vybaven´ı. Pˇri klasickém cviˇcen´ı je student také ˇcasovˇe omezen. • Elektronické ˇreˇsen´ı umoˇzn ˇuje vyuˇzit´ı hypertextu, tedy odkaz˚ u do jin´ ych kapitol, pˇr´ıpadnˇe odkaz˚ u na dalˇs´ı (vnˇejˇs´ı) zdroje informac´ı. Umoˇzn ˇuje také spravovat obsáhl´ y slovn´ık ˇcasto pouˇz´ıvan´ ych pojm˚ u a v uˇcebn´ım textu se mohou vyskytovat odkazy pˇr´ımo na krátká vysvˇetlen´ı tˇechto pojm˚ u, m´ısto odkaz˚ u do jin´ ych kapitol, kde jsou tyto pojmy vysvˇetlovány pˇr´ıliˇs detailnˇe. ˇuje atraktivnˇejˇs´ı prezentaci prob´ırané látky, napˇr´ıklad pouˇz´ıv´ an´ı • Elektronická forma umoˇzn barev, zv´ yrazˇ nován´ı kl´ıˇcov´ ych slov, pouˇz´ıv´ an´ı obrázk˚ u, animac´ı, zvukov´ ych nahrávek a videozáznam˚ u. av´ an´ı, m˚ uˇze tedy naj´ıt své up• E-learning je z principu prostˇredkem k distanˇcn´ımu vzdˇel´ ˇ latnˇen´ı u dálkové nebo kombinované formy studia na VS. E-learning tedy má nˇekteré nesporné v´ yhody. Jaké vˇsak mohou b´ yt jeho nev´ yhody? Jaká u ´skal´ı s sebou pˇrináˇs´ı? • Vysoké nároky na kvalitn´ı pˇr´ıpravu v´ yukového kurzu. E-learningov´ y v´ yukov´ y kurs by mˇel plnˇe vyuˇz´ıvat moˇznost´ı elektronické formy. Mˇel by b´ yt poutav´ y a motivovat studenta - na zaˇcátku tématu studentovi oznámit, co se nového nauˇc´ı, jaké vˇedomosti na konci tématu z´ıská, jaké dovednosti si osvoj´ı. Mˇel by se vyh´ ybat dlouh´ ym, jednotvárn´ ym odstavc˚ um textu. Tato práce si neklade za c´ıl pˇresnˇe formulovat pravidla a zásady pro vytváˇren´ı e-learningov´ ych kurz˚ u, s touto problematikou se m˚ uˇze ˇcten´ aˇr bl´ıˇze seznámit napˇr´ıklad ve videozáznamu [2]. • Pokud student látku nepochop´ı, má pˇri klasické formˇe v´ yuky (pˇredn´ aˇska, cviˇcen´ı) moˇznost poˇzádat vyuˇcuj´ıc´ıho, aby zkusil látku vyloˇzit jinak nebo m˚ uˇze vhodn´ ymi dotazy doc´ılit pochopen´ı látky. Pˇri pouˇzit´ı e-learningu se sice m˚ uˇze student obrátit na tutora nebo na ostatn´ı studenty (pomoc´ı diskuzn´ıho fóra, chatu...), avˇsak odpovˇedi nebo vysvˇetlen´ı se mu nemus´ı dostat hned, ale aˇz napˇr´ıklad druh´ y den. • Nˇekteré zdroje [1] se zab´ yvaj´ı myˇslenkou, ˇze e-learning by mohl kromˇe nˇekter´ ych sv´ ych u ´skal´ı pˇredstavovat dokonce hrozbu: Pˇri nadmˇerném pouˇz´ıván´ı poˇc´ıtaˇc˚ u miz´ı bˇeˇzn´ y spoleˇcensk´ y ˇzivot, kter´ y ˇclovˇek nutnˇe potˇrebuje. Sniˇzuje se m´ıra sociability v procesu poznáv´ an´ı a vzdˇel´ av´ an´ı.

6

KAPITOLA 2. E-LEARNING To m˚ uˇze jistˇe pˇredstavovat závaˇzn´ y problém, nicménˇe c´ılem této práce nen´ı nahradit ˇ tradiˇcn´ı v´ yuku na CVUT e-learningem, ale doplnit ji. Bˇeˇzn´ y ,,akademick´ y spoleˇcensk´ y ˇzivot“ tedy nevymiz´ı.

2.5

Standardy pouˇ z´ıvan´ e v e-learningu

Ve svˇetˇe e-learningu bylo vytvoˇreno mnoho standard˚ u, z nichˇz nˇekteré se ujaly a bˇeˇznˇe se dnes pouˇz´ıvaj´ı, jiné zanikly nebo nejsou dostateˇcnˇe rozˇs´ıˇrené. V oblasti e-learningu byly vytvoˇreny pˇredevˇs´ım standardy popisuj´ıc´ı strukturu v´ yukov´ ych materiál˚ u, typy a sloˇzen´ı test˚ u a testov´ ych otázek, r˚ uzné zp˚ usoby jejich bodován´ı ˇci hodnocen´ı a podobnˇe. Pouˇz´ıv´ an´ı tˇechto standard˚ u je v´ yhodné kromˇe jiného proto, ˇze umoˇzn ˇuje pˇrenos dat (v´ yukov´ ych materiál˚ u, test˚ u, v´ ysledk˚ u test˚ u...) mezi r˚ uzn´ ymi v´ yukov´ ymi systémy systémy (aˇt uˇz webov´ ymi, desktopov´ ymi atd.). Následuj´ıc´ı dva standardy patˇr´ı v e-learningu k nejpouˇz´ıvanˇejˇs´ım, a tedy má smysl brát v potaz, zda mnou vybran´ y systém nˇekter´ y z nich podporuje. 2.5.1

SCORM

Sharable Content Object Reference Modelje referenˇcn´ı model pro e-learning. Je souborem specifikac´ı a standard˚ u, jejichˇz hlavn´ım u ´kolem je, aby umoˇznily provozovat obsah vytvoˇren´ y v souladu se SCORMem v libovolném LMS (Learning Management System), kter´ y také mus´ı pravidl˚ um SCORM vyhovovat. Jak vypl´ yv´ a z názvu, jde o model sd´ıliteln´ ych obsahov´ ych objekt˚ u (SCO – Shareable Content Object), kter´ y umoˇzn ˇuje znovupouˇzit´ı vzdˇel´ avac´ıch materiál˚ u na vˇsech SCORM pˇrizp˚ usoben´ ych produktech a platformách. Pro popis v´ yukov´ ych objekt˚ u SCORM pouˇz´ıvá manifest. Je to popisn´ y soubor napsan´ y v rozˇsiˇritelném znaˇckovac´ım jazyku XML. Aplikaˇcn´ı profil metadat popisuj´ıc´ıch SCORM objekty má 64 prvk˚ u, ale jen malá ˇc´ ast z nich je povinnˇe vyˇzadována pro dosaˇzen´ı shody s referenˇcn´ım modelem. Tento model je vytváˇren americkou iniciativou ADL (Advanced Distributed Learning Initiative) a odvol´ av´ a se na normy vytvoˇrené konzorcii IEEE a IMS learning Technology Standards. Viz http://en.wikipedia.org/wiki/SCORM. 2.5.2

AICC

Aviation Industry Computer-Based Training Committee. Jedná se o standard vytvoˇren´ y v r. 1988 velk´ ymi v´ yrobci letadel, vznikl´ y ze zájmu o vyuˇzit´ı multimédi´ı ve v´ yuce pilot˚ u a leteckého personálu. Standard nen´ı zaloˇzen na XML a u ´dajnˇe je mnoh´ ymi povaˇzov´ an za bezpeˇcnˇejˇs´ı a spolehlivˇejˇs´ı neˇz SCORM. Je vyuˇz´ıvám ˇradou e-learningov´ ych systém˚ u a produkt˚ u. Viz http://en.wikipedia.org/wiki/AICC\_(CBT)

´ ˇ SEN ˇ Í KAPITOLA 3. ANALYZA EXISTUJÍCÍCH RE

7

3 Anal´ yza existuj´ıc´ıch ˇ reˇ sen´ı 3.1

ˇ E-learning na FEL CVUT

3.2

Poˇ zadavky na e-learningov´ eˇ reˇ sen´ı

Pˇri zkoumán´ı vlastnost´ı jednotliv´ ych LMS povaˇzuji za d˚ uleˇzité (viz sekci 1.2) pˇredevˇs´ım tyto vlastnosti: • Systém umoˇzn ˇuje studentovi si pomoc´ı správnˇe vytvoˇren´ ych test˚ u ovˇeˇrit své znalosti. ´ˇcelem má b´ yt pouze feedback – student • Tyto testy nemaj´ı za c´ıl studenta hodnotit, jejich u zjist´ı, ˇcemu nerozum´ı a test mu na základˇe nesprávn´ ych odpovˇed´ı doporuˇc´ı kapitoly, které by si mˇel student znovu proj´ıt, pˇr´ıpadnˇe mu objasn´ı d˚ uvod správn´ ych ˇreˇsen´ı a podobnˇe. • Moˇznost vytváˇren´ı uˇcebn´ı osnovy – seznamu témat jednotliv´ ych t´ ydn˚ u s odkazy do pˇr´ısluˇsn´ ych v´ yukov´ ych materiál˚ u. • Snadné pˇrizp˚ usoben´ı funkˇcnosti a vzhledu. • Moˇznost rozˇs´ıˇren´ı systému pomoc´ı uˇzivatelsk´ ych plugin˚ u, modul˚ u apod. ˇ Naopak vˇeci, které u LMS pro pouˇzit´ı na CVUT povaˇzuju za pomˇernˇe zbyteˇcné, jsou: ˇ • Organizován´ı student˚ u do virtuáln´ıch tˇr´ıd (na CVUT stejnˇe prob´ıhaj´ı reáln´ a cviˇcen´ı a LMS nemá za u ´kol je nahrazovat). uˇze student podvádˇet, m˚ uˇze m´ıt problém s • On-line hodnocené testy (v teple domova m˚ internetov´ ym pˇripojen´ım atd.).

3.3

Anal´ yza existuj´ıc´ıch ˇ reˇ sen´ı

V dneˇsn´ı dobˇe existuje nespoˇcet webov´ ych open-source CMS (Content Management System) a mezi nimi lze nalézt i systémy specializované na elektronickou podporu v´ yuky (LMS - Learning Management System). Vzhledem k tomu, ˇze jsou tyto systémy volnˇe k dispozici, rozhodl jsem se svou implementaci zaloˇzit na nˇekterém z nich. V následuj´ıc´ı reˇserˇsi tedy zhodnot´ım kladné a záporné vlastnosti vybran´ ych systém˚ u a budu se zam´ yˇslet nad t´ım, jak vhodné jsou pro implementaci m´ ych poˇzadavk˚ u. Kandidáty na vhodné LMS jsem hledal nˇekolika zp˚ usoby. Jednak jsem proch´ azel webové stránky r˚ uzn´ ych ˇskol a univerzit pouˇz´ıvaj´ıc´ıch e-learning a zkoumal, kter´ y systém (pokud nˇejak´ y) pouˇz´ıvaj´ı. Dále jsem hledal weby zamˇeˇrené pˇr´ımo na porovn´ av´ an´ı LMS, kde jsem naˇsel celé seznamy dostupn´ ych systém˚ u. A nakonec jsem vyhledával a proch´ azel r˚ uzné internetové diskuze na téma e-learningu, ze kter´ ych jsem si mohl o pouˇz´ıvan´ ych systémech také utvoˇrit pˇredstavu. Z takto posb´ıran´ ych kandid´ at˚ u jsem vyˇradil ty, které nebyly open-source, nebyly rozˇsiˇritelné, nebyly zdarma nebo se nˇejak´ ym jin´ ym zp˚ usobem znatelnˇe liˇsily od mnou vytyˇcen´ ych poˇzadavk˚ u. T´ım mi zbyl uˇzˇs´ı v´ ybˇer kandid´ at˚ u. Mezi zdroje patˇrily napˇr´ıklad adresy: • http://www.unesco.org/cgi-bin/webworld/portal_freesoftware/cgi/page.cgi?d= 1&g=Software/Courseware_Tools/index.shtml • http://en.wikipedia.org/wiki/Learning_management_system • http://www.lmstalk.com/


8

• http://google.com/?q=open\%20source\%20lms Takto vytˇr´ıdˇené nejlepˇs´ı systémy jsem postupnˇe instaloval na lokáln´ım serveru a testoval zevrubnˇe práci s nimi. Hodnotil jsem uˇzivatelskou pˇr´ıvˇetivost, pˇrehlednost, jednoduchost obsluhy jak z hlediska ,,uˇcitele“, tak z hlediska ,,studenta“. Vytvoˇril jsem tedy uˇcebn´ı osnovu, nˇekolik v´ yukov´ ych materiál˚ u (,,pˇredn´ aˇsek“) a test˚ u a z pozice studenta jsem potom kurs navˇstˇevoval, v´ yukové materiály ˇcetl a testy absolvoval. Dále jsem hodnotil jak snadná je instalace a u ´drˇzba celého systému a jak nároˇcn´ y problém pˇredstavuje pˇrizp˚ usoben´ı vzhledu a funkˇcnosti m´ ym poˇzadavk˚ um. Na základˇe zkuˇsenost´ı z krátkého testov´ an´ı jsem u kaˇzdého systému z tohoto uˇzˇs´ıho v´ ybˇeru urˇcil jeho klady a zápory a nast´ınil sv˚ uj celkov´ y dojem z daného LMS. 3.3.1

A-Tutor

http://www.atutor.ca/ Klady: • pˇrehledná, jednoduchá instalace • diskuzn´ı fóra, chat, FAQ • umoˇzn ˇuje vytváˇret slovn´ık pojm˚ u pro dan´ y kurs • ˇr´ızen´ı pˇr´ıstupu uˇzivatel˚ u ke kursu (nˇekdo sm´ı v´ yukov´ y kurs pouˇz´ıvat, nˇekdo ne, nˇekdo jen bez test˚ u atd.) • vytváˇren´ı seznamu doporuˇcené literatury student˚ um • tvorba test˚ u z náhodnˇe vyb´ıran´ ych otázek • feedback u jednotliv´ ych otázek v testu Z´ apory: ˇ y pˇreklad (pracuje se na nˇem, ale pomalu) • nemá dosud Cesk´ • nepˇr´ıliˇs uˇzivatelsky pˇr´ıvˇetivé rozhran´ı pro uˇcitele • nepodporuje SCORM • nepodporuje AICC Celkov´ y dojem: Jedná se o standardn´ı LMS. Z uˇzivatelského hlediska má nepˇr´ıliˇs pˇr´ıvˇetivé ovládán´ı. Znateln´ ym nedostatkem je absence ˇceského pˇrekladu a téˇz je jistou nev´ yhodou, ˇze nepodporuje uznávané LMS standardy, ani jejich zjednoduˇsené verze. 3.3.2

Claroline

http://www.claroline.net/


9

Klady: ˇ stina (obˇcas nepˇresná, chybn´ • Ceˇ a, nedokonˇcen´ a...) • rozˇsiˇritelnost pomoc´ı extensions • kvalitn´ı on-line dokumentace, tutoriály yukov´ ych cest (kapitola následovan´ a cviˇcen´ım atd.) • vytváˇren´ı v´ • diskuzn´ı fóra, chat... • import SCORM soubor˚ u • systém umoˇzn ˇuje v jedné otázce zobrazovat náhodnou podmnoˇzinu odpovˇed´ı Z´ apory: • nepracuje pˇri zapnutém safe-módu na serveru u otázek ve cviˇcen´ıch (neexistuje tu napˇr. otázka typu pˇriˇrazen´ı) • málo druh˚ • m´ısty relativnˇe sloˇzitá administrace • nepodporuje AICC Celkov´ y dojem: Na pohled jednoduch´ y, pˇresto pomˇernˇe siln´ y LMS. Administrace je docela pˇrehledná, ale ne moc intuitivn´ı (ˇclovˇek mus´ı pˇredem vˇedˇet, co dˇel´ a, napˇr´ıklad pro vloˇzen´ı nového testu do uˇcebn´ıho plánu se mus´ı nejdˇr´ıv vrátit a vytvoˇrit test, nem˚ uˇze ho nechat tvoˇrit rovnou do daného uˇcebn´ıho plánu a podobnˇe). 3.3.3

Dokeos

http://www.dokeos.com/ (v´ yvojová vˇetev Clarolinu) Klady: • spousta drobnost´ı nad Clarolinem (pˇredevˇs´ım co se t´ yˇce správy tˇr´ıd, agendy atd.) yuková cesta se m˚ uˇze skládat z objekt˚ u libovolného typu (nejen z text˚ u a test˚ u jako v • v´ Claroline, ale téˇz z prezentac´ı, diskuz´ı atd.) • videokonference • podpora SCORM • podpora AICC • konverze PPT prezentac´ı do v´ yukov´ ych online materiál˚ u Z´ apory: ˇ y pˇreklad • nen´ı Cesk´ • velmi ˇspatná on-line dokumentace ˇ stiny (pˇredvyplˇ • ˇspatná práce s kódován´ım Ceˇ nuje do INPUT˚ u zápis entity m´ısto samotného znaku apod.) • bez podpory DHTML editoru prohl´ıˇzeˇcem má tv˚ urce kurzu hodnˇe zt´ıˇzenou práci


10

Celkov´ y dojem: Pˇekn´ y a pˇrehledn´ y LMS s uˇziteˇcn´ ymi funkcemi (konverze PowerPointové prezentace do v´ yukového materiálu), kter´ y bohuˇzel trp´ı nˇekolika podstatn´ ymi nev´ yhodami – ˇspatná práce s kódován´ım znak˚ u se projev´ı nejen na samotném kursu, ale i na tom, ˇze v´ yukové materiály nelze rozumnˇe exportovat a podobnˇe. Nav´ıc PHP kód systému produkuje spoust˚ u chybov´ ych hláˇsek typu Warninga Notice, coˇz obecnˇe svˇedˇc´ı o nepˇr´ıliˇs kvalitn´ım a bezpeˇcném programován´ı. 3.3.4

Ilias

http://www.ilias.de/ Klady: • podporuje SCORM (pouze 1.2, coˇz nen´ı nejnovˇejˇs´ı verze) • podporuje AICC • umoˇzn ˇuje vytváˇret pro cel´ y kurs slovn´ık pojm˚ u • fóra, chat ˇ y pˇreklad • Cesk´ Z´ apory: • problematická instalace (vyˇzaduje instalaci r˚ uznych potˇrebn´ ych bal´ıˇck˚ u na serveru, které na pr˚ umˇerném webhostingu zdaleka nemus´ı b´ yt k dispozici – napˇr. ImageMagick, libxslt...) • mohutná instalace (pres 200MB...) • málo obsáhlá dokumentace a nápovˇeda Celkov´ y dojem: Standardn´ı v´ yukov´ y systém s obvyklou sadou funkc´ı. Na kráse mu vˇsak ub´ıraj´ı pˇremrˇstˇené nároky na software na serveru a i pˇres to mohutn´ a instalace, u které je aˇz s podivem, jak velk´ y prostor zab´ırá v porovn´ an´ı s ostatn´ımi LMS, které nav´ıc tak nároˇcné nároky na server nekladou. 3.3.5

Moodle

http://moodle.org/, http://moodle.cz/ Klady: ˇ y pˇreklad • kvalitn´ı Cesk´ • kvalitn´ı on-line dokumentace a podpora, bohatá nápovˇeda • podpora SCORM • ˇsiroká ˇskála rozˇs´ıˇren´ı a plug-in˚ u, moˇznost rozˇs´ıˇrit systém o vlastn´ı • poˇcetná ˇceská komunita uˇzivatel˚ u • diskuzn´ı fóra, chat


11

Z´ apory: • nemus´ı pracovat správnˇe pˇri zapnutém safe-módu na serveru • neintuitivn´ı a trochu matouc´ı ovl´ ad´ an´ı (z pohledu tv˚ urce kursu) • nepodporuje AICC • miz´ı hlavn´ı menu v administraci, administrátor se pak h˚ uˇre orientuje Celkov´ y dojem: Jednoduch´ y a pˇritom velmi siln´ y a snadno rozˇsiˇriteln´ y LMS, o kter´ y se stará poˇcetná a aktivn´ı komunita v´ yvojáˇr˚ u a uˇzivatel˚ u. Mezi jeho nejvˇetˇs´ı pˇrednosti patˇr´ı jeho rozˇsiˇritelnost a velmi dobrá a bohatá dokumentace a v´ ystiˇzn´ a nápovˇeda. 3.3.6

Olat

http://www.olat.org/ Klady: • podpora SCORM • tvorba uˇcebn´ıch materiál˚ u na bázi wiki • diskuzn´ı fóra • bohatá on-line dokumentace, sluˇsn´ a nápovˇeda Z´ apory: • nevhodn´ y zp˚ usob reprezentace v´ ysledk˚ u test˚ u (uˇzivatel se dov´ı, kolik otázek zodpovˇedˇel ˇspatnˇe, ale nedov´ı se které a podobnˇe, tedy v podstatˇe ˇz´ adn´ y feedback) • chaotická práce s jazykov´ ymi verzemi systému (pˇrepnut´ı do jiného jazyka se nˇekdy projev´ı, nˇekdy ne...) • celkovˇe nˇepˇrehledné uˇzivatelské rozhran´ı s nedostateˇcnˇe popisn´ ymi chybov´ ymi hláˇskami a podobnˇe Celkov´ y dojem: Systém Olat nepˇrin´ aˇs´ı oproti v´ yˇse uveden´ ym ˇz´ adn´ a vylepˇsen´ı. Práce s n´ım se mi jevila ne moc pˇr´ıjemná, systém se nechoval uˇzivatelsky pˇr´ıvˇetivˇe. Cel´ y systém na mˇe zap˚ usobil jako jakási betaverze, aˇckoli j´ı zˇrejmˇe nen´ı.

3.4

Srovn´ an´ı uveden´ ych syst´ em˚ u

Pro pˇrehlednost si shrˇ nme hlavn´ı rysy, klady a zápory jednotliv´ ych systém˚ u ve spoleˇcné tabulce (3.1). Vraˇtme se nyn´ı k nejd˚ uleˇzitˇejˇs´ım poˇzadavk˚ um, které jsme na hledan´ y LMS kladli v kapitole 3.2. • Snadné pˇrizp˚ usoben´ı funkˇcnosti a vzhledu.Z tohoto hlediska maj´ı velkou nev´ yhodu systémy s nedostateˇcnou v´ yvojáˇrskou dokumentac´ı. Pokud neexistuje pouˇziteln´ a dokumentace popisuj´ıc´ı strukturu a v´ yznam soubor˚ u, aplikaˇcn´ı rozhran´ı (API), strukturu voliteln´ ych vzhled˚ u, základn´ı kostru a principy uˇzivatelsk´ ych rozˇs´ıˇren´ı, je pro v´ yvojáˇre velmi ˇcasovˇe nároˇcné (ne-li nemoˇzné) vytvoˇrit ve vˇsech smˇerech správnˇe funguj´ıc´ı rozˇs´ıˇren´ı systému. Z tohoto hlediska si nejh˚ uˇre stoj´ı systémy Dokeos a Ilias, jejichˇz v´ yvojáˇrsk´ a dokumentace je chudá a málo pˇrehledná.


12 Syst´ em A-Tutor Claroline Dokeos

Ilias Moodle Olat

Pouˇ zitelnost nepˇr´ıvˇetivé rozhran´ı pro uˇcitele neintuitivn´ı administrace pˇrehledné rozhran´ı, ale ˇspatná práce s kódován´ım znak˚ u pˇrehledné rozhran´ı

Dokumentace ano, pouˇziteln´ a

Standardy -

ˇ stina Ceˇ zat´ım ne

kvalitn´ı, tutoriály nepˇrehledn´ a v´ yvojáˇrsk´ a dokumentace

SCORM SCORM, AICC

ano ne

m´ alo obsáhl´ a

(SCORM), AICC SCORM

ne´ upln´ a

SCORM

ano

m´ısty neintuitivn´ı rozhran´ı kvalitn´ı dokumentace, aktivn´ı komunita nepˇr´ıvˇetivé rozhran´ı bohatá dokumentace

kvalitn´ı

Tabulka 3.1: Srovn´ an´ı open-source LMS • Ovˇeˇrov´ an´ı znalost´ı pomoc´ı test˚ u. Toto umoˇzn ˇuj´ı v r˚ uzné m´ıˇre vˇsechny zkoumané systémy. Ve vˇsech systémech je moˇzné vytváˇret bal´ıky testov´ ych otázek r˚ uzn´ ych druh˚ u (,,zaˇskrt´ avac´ı“, pˇriˇrazovac´ı, seˇrazovac´ı atd.) a sestavovat testy a ty potom pˇredkl´ adat k plnˇen´ı student˚ um. Vˇsechny tyto LMS také nab´ızej´ı moˇznost testy omezovat ˇcasovˇe nebo poˇctem pokus˚ u stuˇ denta, vést klasifikaci atd. Pro u ´ˇcely doplnˇen´ı klasického studia na CVUT se na testy d´ıvám pˇredevˇs´ım jako na prostˇredek, j´ımˇz by si studenti mˇeli ovˇeˇrovat, oˇzivovat a testovat své znalosti. Proto moˇznosti klasifikace nebo omezov´ an´ı poˇctu pokus˚ u (ˇci omezov´ an´ı ˇcasové) povaˇzuji pro naˇse u ´ˇcely za ned˚ uleˇzité. Mnohem d˚ uleˇzitˇejˇs´ı je odezva, j´ıˇz se studentovi dostane na ˇspatnˇe zodpovˇezené otázky. V tomto smˇeru nejv´ıc zaostává systém Olat, jehoˇz moˇznost feedbacku v˚ uˇci studentovi pˇri testu je minimáln´ı (viz 3.3.6). Ostatn´ı systémy umoˇzn ˇuj´ı pˇridat ke kaˇzdé otázce vysvˇetlen´ı správné odpovˇedi, toto vysvˇetlen´ı student uvid´ı (pˇri patˇriˇcném nastaven´ı testu), pokud zodpov´ı na otázku ˇspatnˇe. Systémy Claroline, Dokeos a Moodle nav´ıc umoˇzn ˇuj´ı také pˇrid´ avat vysvˇetluj´ıc´ı koment´ aˇr ke kaˇzdé z moˇzn´ ych odpovˇed´ı, student se tedy pˇri zaˇskrtnut´ı nesprávné odpovˇedi dov´ı, ˇ nesprávn´ proˇc je ta konkrétn´ı odpovˇed a. • Moˇznost vytvoˇrit uˇcebn´ı osnovu.Tuto funkci nab´ızej´ı vˇsechny jmenované systémy, patˇr´ı ˇ ˇcasovouosnovu, odpov´ıdaj´ıc´ı to k jejich základn´ım funkc´ım. LMS umoˇzn ˇuj´ı vytváˇret bud jednotliv´ ym ˇcasov´ ym u ´sek˚ um (napˇr´ıklad t´ ydn˚ um) kurzu, nebo osnovu tematickou, kde nehraje roli ˇcas, ale student˚ uv vlastn´ı pokrok ve studiu. Do studijn´ı osnovy lze pˇridávat materiály r˚ uzného druhu - od pˇredn´ aˇskov´ ych text˚ u a odborn´ ych ˇclánk˚ u (ne tolik vhodn´ ych pro e-learning - viz 2.3) pˇres interaktivn´ı v´ yukové materiály (animace, applety, zvukové nahrávky, simulace) aˇz po jiˇz zmiˇ nované testy. V tomto jsou si vˇsechny zmiˇ nované systémy v podstatˇe rovny, liˇs´ı se jen napˇr´ıklad ˇsk´ alou toho, jak bohatˇe a komfortnˇe lze editovat text, jaké druhy animac´ı lze vkládat (Java, Flash, gif...) a podobnˇe. Na základˇe tohoto shrnut´ı vyberu v dalˇs´ı kapitole nejvhodnˇejˇs´ıho kandid´ ata na LMS k nasazen´ı na Katedˇre poˇc´ıtaˇc˚ u, nainstaluji jej na ˇskoln´ım serveru a pˇrizp˚ usob´ım specifick´ ym potˇreb´ am.

´ ER ˇ SYSTEMU ´ ´ KAPITOLA 4. VYB A JEHO ANALYZA

13

4 V´ ybˇ er syst´ emu a jeho anal´ yza 4.1

Volba syst´ emu

Pˇri shrnut´ı poznatk˚ u z 3.4 vycház´ı pouze nˇekolik málo moˇzn´ ych kandid´ at˚ u na LMS. Dokeos a ˇ y pˇreklad. Olat Ilias maj´ı pˇr´ıliˇs chudou v´ yvojáˇrskou dokumentaci, Dokeosu nav´ıc chyb´ı Cesk´ má jen velmi minimáln´ı moˇznost feedbacku pro studenta u testu a spolu s A-Tutorem trp´ı ˇ neintuitivn´ım uˇzivatelsk´ ym rozhran´ım. Zb´ yv´ a Claroline a Moodle. Vzhledem k tomu, ˇze v CR ˇ a) komunita je Moodle rozˇs´ıˇren´ y a ˇcasto pouˇz´ıvan´ y a pohybuje se kolem nˇej ˇsirok´ a (nejen Cesk´ v´ yvojáˇr˚ u a uzˇzivatel˚ u a i jeho dokumentace je o nˇeco bohatˇs´ı neˇz u Claroline, zvolil jsem jako v´ıtˇezného kandidáta právˇe Moodle.

4.2

Pr´ ace s uˇ cebn´ımi texty

Jedn´ım z poˇzadavk˚ u na LMS byla moˇznost ˇclenit hierarchicky uˇcebn´ı texty a materiály. Toto je v Moodle ˇreˇseno tak, jako ve vˇetˇsinˇe jin´ ych LMS - totiˇz pomoc´ı kurz˚ u, témata jednotliv´ ych materi´ al˚ u.

Obrázek 4.1: Hierarchick´ a struktura kurzu v Moodle

Na vrcholku hierarchie stoj´ı kategorie kurz˚ u. Kaˇzd´ a kategorie obsahuje v´ yukové kurzy. Ty sv´ ym zábˇerem odpov´ıdaj´ı jednomu ˇskoln´ımu pˇredmˇetu. Kaˇzd´ y kurs se uvnitˇr rozdˇeluje do ˇ ˇcasovˇe, kdy kaˇzdé téma odpov´ıd´ témat (viz obr. 4.1). Ta mohou b´ yt ˇclenˇena bud a napˇr´ıklad jednomu t´ ydnu nebo ˇcistˇe tematicky, nezávisle na ˇcase. V principu se jedná o stejn´ y zp˚ usob dˇelen´ı, akorát v pˇr´ıpadˇe ˇcasového dˇelen´ı je moˇzné uˇcebn´ı materiály zpˇr´ıstupˇ novat aˇz od urˇcitého data. A koneˇcnˇe, do kaˇzdého tématu je moˇzné umisˇtovat libovolné mnoˇzstv´ı uˇcebn´ıch materiál˚ u, aˇt uˇz se jedná o pˇrednáˇsky, ˇclánky, soubory jakéhokoli druhu, testy, Wiki stránky atd. Jak takov´ a hierarchie vypadá v administraci Moodle lze vidˇet na obr. 4.2. Touto tˇr´ıvrstvou hierarchi´ı je tedy realizováno hierarchické ˇclenˇen´ı text˚ u a v´ yukov´ ych materiál˚ u v Moodle.

4.3

Slovn´ık pojm˚ u

Dalˇs´ım poˇzadavkem byla pˇr´ıtomnost pˇrehledného slovn´ıku pojm˚ u. Má existovat moˇznost odkazovat se na definované pojmy pˇr´ımo z uˇcebn´ıch text˚ u. Moodle disponuje modulem glossary (ˇcesky Heslo ze slovn´ıku), kter´ y takov´ y slovn´ık realizuje. Slovn´ık lze vytvoˇrit na v´ıce u ´rovnich hierarchie - lze ho vytvoˇrit pouze pro dané téma (t´ yden) nebo pro cel´ y kurs, pˇr´ıpadnˇe slovn´ık pouˇz´ıt jako globáln´ı pro cel´ y web. Na vytváˇren´ı slovn´ıku se nav´ıc mohou spolupod´ılet sami studenti. V uˇcebn´ıch textech lze potom nastavit, aby se pojmy v uˇcebn´ım textu automaticky odkazovaly rovnou do slovn´ıku.


14

Obrázek 4.2: Kurs, témata a v´ yukové materiály v administraci Moodle

4.4

Z´ apis matematick´ ych v´ yraz˚ u

4.5

Testy a jejich feedback

Vzhledem k tomu, ˇze testy znalost´ı chápu v naˇsem ˇreˇsen´ı pˇredevˇs´ım jako prostˇredek, kter´ ym si student ovˇeˇruje své znalosti, kladu velk´ y d˚ uraz na to, aby nesprávné odpovˇedi v testu poskytly studentovi co nejkvalitnˇejˇs´ı zpˇetnou vazbu. V systému Moodle k tomu slouˇz´ı nˇekolik mechanism˚ u: • U kaˇzdého testu lze definovat bodové ohodnocen´ı jednotliv´ ych otázek, resp. odpovˇed´ı. Cel´ y test pak lze slovnˇe ohodnotit podle poˇctu dosaˇzen´ ych bod˚ u. Vzhledem k tomu, ˇze body m˚ uˇze student ztratit na kter´ ychkoli otázk´ ach, je jedinou zpˇetnou vazbou tohoto mechanismu informace o tom, jak dalece student dané téma ovlad´ a, coˇz pro nˇej jistˇe nen´ı dostaˇcuj´ıc´ı informace. Mnohem uˇziteˇcnˇejˇs´ı pro studenta je, kdyˇz se dov´ı, které pojmy nebo dokonce která celá témata by si mˇel zopakovat a podobnˇe. • U kaˇzdé otázky lze definovat celkovou reakci (general feedback), která studentovi m˚ uˇze celou otázku ozˇrejmit v pˇr´ıpadˇe nesprávné odpovˇedi. To je jistˇe uˇziteˇcn´ a vlastnost. • Pˇredchoz´ı moˇznost dává studentovi dobrou zpˇetnou vazbu pˇri odpovˇed´ıch na konkrétn´ı jednotlivé otázky. Co kdyˇz chce ale student (napˇr´ıklad pˇred závˇereˇcn´ ym testem psan´ ym na cviˇcen´ı) otestovat své celkové znalosti a zjistit, ve kter´ ych tématech má napˇr´ıklad celkové znalostn´ı mezery? K tomu jiˇz nestaˇc´ı zpˇetn´ a vazba na jednu nebo dvˇe otázky z, ˇreknˇeme, deseti. Moodle um´ı pˇripravit test náhodn´ ym v´ ybˇerem stanoveného poˇctu z celé banky otázek. Dejme tomu, ˇze student odpov´ı nesprávnˇe na dvˇe otázky z deseti a z celkové reakce se pouˇc´ı, jaké jsou správné odpovˇedi. Co kdyˇz ale tyto dvˇe otázky bl´ızce souvisely a nesprávné odpovˇedi by mohly naznaˇcovat, ˇze student nerozum´ı celému jednomu tématu? Touto otázkou se chci zab´ yvat a jako jej´ı ˇreˇsen´ı implementovat rozˇs´ıˇren´ı, které by mˇelo na základˇe studentov´ ych nesprávn´ ych odpovˇed´ı urˇcit, která témata by nemˇel student podcenit a znovu si je proj´ıt.


4.6

15

Podpora grafov´ ych algoritm˚ u

Implementace frameworku pro demonstraci a simulaci grafov´ ych algoritm˚ u je závˇereˇcnou prac´ı jiného ˇreˇsitele. V´ ysledkem jeho práce bude Java applet, kter´ y studentovi zprostˇredkuje a názornˇe pˇredvede principy a pr˚ ubˇeh jednotliv´ ych algoritm˚ u. Je tedy tˇreba, aby systém Moodle dokázal zobrazovat Java applety. To je ovˇsem jeho standardn´ı vlastnost, v rámci v´ yukového kursu si jeho správce m˚ uˇze vytvoˇrit celou adresáˇrovou strukturu a do n´ı nahrávat libovolné soubory. Java applety lze potom vkládat pˇr´ımo do v´ yukov´ ych materiál˚ u (do HTML stránky) pouˇzit´ım správného HTML kódu.

16

KAPITOLA 5. REALIZACE

5 Realizace 5.1

Instalace a nastaven´ı Moodlu

Pro instalaci a pˇrizp˚ usoben´ı systému Moodle jsem dostal k dispozici u ´ˇcet na webovém ˇ serveru Katedry poˇc´ıtaˇc˚ u FEL CVUT - http://webdev.felk.cvut.cz/~hocker1. Základn´ı parametry tohoto webserveru jsou následuj´ıc´ı (viz http://webdev.felk.cvut.cz/~hocker1/ phpinfo.php): • http server Apache 2.2.4 • skriptovac´ı jazyk PHP 5.2.4 • databázov´ y server MySQL 5.0.45 • vypnut´ y safe-mode Z download sekce domovského webu systému Moodle (http://www.moodle.org/) jsem stáhl jeho nejnovˇejˇs´ı verzi 1.9. Archiv s cel´ ym systémem jsem dekomprimoval do koˇrenové sloˇzky svého u ´ˇctu na webserveru. Poté jsem v administraˇcn´ım rozhran´ı serveru katedry (https: //webdev.felk.cvut.cz/db/) vytvoˇril prázdnou databázi s kódov´ an´ım znak˚ u v utf-8. Pak uˇz staˇcilo pouze spustit (pˇresnˇe podle pokyn˚ u na webu Moodle) automatick´ y instalátor zadán´ım adresy http://webdev.felk.cvut.cz/~hocker1 do webového prohl´ıˇzeˇce.

Obrázek 5.1: Moodle pˇri instalaci zkontroluje nastaven´ı PHP Bˇehem instalace Moodle spolupracuje s uˇzivatelem. Zjist´ı od nˇej, v jakém jazyce se má nainstalovat, jaká cesta vede k datovému adresáˇri (kter´ y m˚ uˇze b´ yt pro vˇetˇs´ı bezpeˇcnost naprosto oddˇelen od samotné instalace Moodle na webserveru), zkontroluje nastaven´ı PHP (viz obr. 5.1) a zjist´ı od uˇzivatele parametry pouˇzité databáze. Poté vytvoˇr´ı na disku a v databázi vˇsechny potˇrebné struktury a nakonec nechá uˇzivatele vytvoˇrit administrátorsk´ yu ´ˇcet. Poté je pˇripraven k pouˇzit´ı.

5.2

Oprava nˇ ekter´ ych chyb

Brzy po nainstalován´ı systému na webserver Katedry poˇc´ıtaˇc˚ u jsem zjistil, ˇze Moodle pˇri nˇekter´ ych akc´ıch vypisuje chybovou hláˇsku typu Strict Standards, obvykle s dodatkem, ˇze se

´ ER ˇ KAPITOLA 7. ZAV

17

Moodle pokouˇs´ı vracet hodnotu z funkce odkazem nebo ˇze se pokouˇs´ı pˇredefinovat jiˇz existuj´ıc´ı konstruktor nˇejaké tˇr´ıdy. Tyto chybové hláˇsky jsou vesmˇes upozornˇen´ım, ˇze takto pouˇz´ıvané techniky jsou zastaralé a ˇze by se nemˇely pouˇz´ıvat. Systém Moodle je totiˇz psan´ y pro PHP verze 4, zat´ımco na webserveru je nainstalov´ ano PHP 5. Na samotnou funkˇcnost systému Moodle vˇsak nemaj´ı vliv.

5.3

Syst´ em pro feedback test˚ u

5.4

Podpora grafov´ ych algoritm˚ u

6 Testov´ an´ı • Zp˚ usob, pr˚ ubˇeh a v´ ysledky testov´ an´ı. • Srovnán´ı s existuj´ıc´ımi ˇreˇsen´ımi, pokud jsou známy.

7 Z´ avˇ er • Zhodnocen´ı splnˇen´ı c´ıl˚ u DP a vlastn´ıho pˇr´ınosu práce (pˇri formulaci je tˇreba vz´ıt v potaz zadán´ı práce). • Diskuse dalˇs´ıho moˇzného pokraˇcov´ an´ı práce.

18

´ ER ˇ KAPITOLA 7. ZAV

KAPITOLA 8. SEZNAM LITERATURY

19

8 Seznam literatury ˇ ek Celer; CSc. M˚ [1] D. I. Cenˇ uˇze nahradit e-learning klasickou v´ yuku? [2] J. Vejvodová. Tvorba a tutorován´ı on-line kurzu. [3] P. Z´ıdek. Mixován´ı tradiˇcn´ıho pˇr´ıstupu s nov´ ymi technikami pro zv´ yˇsen´ı efektivity elearningu.

E-learningový systém pro podporu výuky algoritmů. Roman Hocke

Recommend Documents