ELEARNING &
VYUŽITÍ E-LEARNINGOVÝCH TECHNOLOGIÍ PŘI VÝUCE FYZIKY NA FCH VUT
Ing. Martin Weiter, Ph.D. Chemická fakulta VUT v Brně 25. listopadu 2004
1
OBSAH 1Úvod.....................................................................................................................................3 2e-Learning.............................................................................................................................4 2.1Co je to e-learning?.......................................................................................................4 2.2Základní přehled e-learningových standardů ................................................................5 3Systémy řízeného vzdělávání (LMS)...................................................................................6 3.1Funkce LMS..................................................................................................................6 3.2Přehled ..........................................................................................................................6 3.2.1České LMS systémy...............................................................................................7 3.2.2Zahraniční LMS systémy........................................................................................8 3.2.3Microsoft Class Server – Microsoft Learning Gateway.........................................8 3.2.4Open Source systémy.............................................................................................9 3.2.5Sakai project.........................................................................................................10 3.3Kritéria pro evaluaci LMS systémů ............................................................................10 3.3.1Návrh vlastních kritérií.........................................................................................11 3.3.2Zdroje pro výběr systému pro řízení studia..........................................................15 3.4Implementace LMS systémů.......................................................................................16 3.5Situace v ČR................................................................................................................18 3.5.1Současný stav.......................................................................................................18 3.5.2Zkušenosti z aplikace e-learningu na vybraných českých univerzitách...............18 3.5.3Meziuniverzitní projekty......................................................................................19 3.6Hodnocení LMS systémů............................................................................................21 4Využití e-Learningu při výuce fyziky na FCH...................................................................23 4.1Motivace......................................................................................................................23 4.2Současná situace..........................................................................................................23 4.3Připravenost studentů..................................................................................................24 4.4LMS Moodle...............................................................................................................26 4.4.1Základní koncepty................................................................................................26 4.4.2Správa systému.....................................................................................................26 4.4.3Správa uživatelů...................................................................................................26 4.4.4Správa kurzů.........................................................................................................27 2
5Koncepce realizace.............................................................................................................27 6Závěr...................................................................................................................................29 7Slovník použitých pojmů a zkratek....................................................................................30 8Literatura............................................................................................................................31
1 ÚVOD Informační a komunikační technologie postupně pronikají do všech oblastí lidské činnosti. Konec devadesátých let minulého století s sebou přinesl prudký rozvoj e-aktivit (e-business, e-banking, e-government e-shopping a jiné), v této době se objevil rovněž pojem e-learning. Počátek snah o využití „elektronického vzdělávání“ můžeme vysledovat již mnohem dříve, přibližně v šedesátých letech minulého století. Jeho prudký rozvoj započal však mnohem později, e-learning se započal rozvíjet s rozvojem internetu a webovských technologií přibližně od roku 1993. Zpočátku se tyto technologie začínají uplatňovat především prostřednictvím jednoúčelových aplikačních programů a prezentací, postupně přecházejí ve snahu vytvořit ucelený systém vzdělávání s elektronickou podporou. V posledních pěti letech bylo vytvořeno mnoho systému řízeného vzdělávání označovaných obvykle zkratkou LMS (Learning Management Systems). Obsahovou část těchto vzdělávacích systémů potom tvoří takzvané e-learningové učební objekty v multimediální formě.
3
2
E-LEARNING
2.1 Co je to e-learning? Zapojení informačních a komunikačních technologií do vzdělávání vyvolává vznik zcela nových výukových technologií označovaných pojmem elektronické vzdělávání nebo častěji jeho anglickým zkráceným ekvivalentem e-learning. V současné době není jednoduché přesně definovat pojem e-learning a existuje celá řada jeho definic (viz např. http://www.elearningconsulting.com/consulting/what/otherdefinitions.html). Obvykle je e-learning chápán jako velice široký pojem zahrnující nejenom přípravu multimediálních studijních materiálů a jejich elektronické publikování, ale i vlastní plánování a řízení průběhu vzdělávacího procesu a jeho administraci, nástroje pro komunikaci (a její řízení) a rovněž i evaluační a autoevaluační prvky. Cílem elektronického vzdělávání je efektivní, levné a jednoduše dostupné vzdělávání. Student využívající e-learning může v ideálním případě studovat z jakéhokoliv místa a v jakoukoliv denní dobu. Jednotlivé výukové materiály mohou reagovat na aktuální situaci a být interaktivně měněny nejen jejich autory, ale například i samotnými studenty. Pojetí e-learningu není dosud ustálené a v praxi se setkáváme s různým výkladem i těch nejzákladnějších pojmů. Pedagogické pojetí chápe e-learning především jako nástroj pro zlepšení kvality vzdělávacího procesu, ve kterém používáme multimediální technologie a další elektronická média k obohacení obsahu výuky a Internet jako nástroj, který poskytuje lepší přístup ke studijním materiálům a službám, k výměně informací a ke spolupráci vzdělávací komunity. Naopak technologické (síťové) pojetí klade důraz především na technologie používáné ve výukovém procesu (WBT- Web Based training, CBT – Computer Based Training) a přenos (sdílení) informací a dovedností mezi účastníky vzdělávacího procesu. K současným trendům patří především tzv. blended learning, který v sobě zahrnuje využívání multimediálních technologií pro vzdělávání ve třídách (classroom training, self- paced eLearning – vzdělávání se vlastním tempem), vzdělávání tříd s podporou WBT, individuální vzdělávání (one-on-one coaching) apod. Základním prvkem e-learningu, podobně jako v prezenčním vzdělávání, je studijní kurz (e-kurz). Kurz obsahuje bloky z různých předmětů, uspořádané tak, aby bylo dosaženo požadovaných cílů vzdělávání. E-kurzy obsahují nejčastěji multimediální studijní materiály tj. kombinace textového výkladu s animacemi, grafikou, schématy, audiem, videem a elektronickými testy. Tvorba e-kurzů je náročná činnost vyžadující skloubení vhodných pedagogických postupů s důkladnou znalostí autorských nástrojů pro tvorbu e-kurzů. Realizátory e-kurzů jsou proto specialisté, jejichž profese jsou manažer (strategie tvorby studijních materiálů), vývojář (návrh a realizace projektu, údržba vytvořených materiálů) a tutor (vedení výuky v online kurzu) (více k jednotlivým úlohám viz http://www.fastrakconsulting.co.uk/tactix/Features/skillingup.htm#Responsibilities). Ke studovaným disciplínám jsou v e-prostředí k dispozici kromě kompletních e-kurzů ještě navíc: výtahy z přednášek (nenahrazuje učebnice), cíle, prezentace, otázky, slovník, sylaby, 4
kalendář, průvodce studiem, úkoly (k odeslání), systematická zpětná vazba, motivace, evaluace, apod. Ucelené souhrny těchto prvků vážící se k jednotlivým vzdělávacím disciplínám a tématům souhrnně nazýváme vzdělávací objekty. K velkým výhodám elearningových vzdělávacích objektů patří především jejich snadná přenositelnost mezi vzdělávacími institucemi a jejich jednoduché přizpůsobení konkrétním požadavkům. Obvykle bývají nabízeny jednotlivým vzdělávacím institucím prostřednictvím knihoven digitálních vzdělávacích objektů. Přehled vybraných zdrojů vzdělávacích objektů je uveden např. na http://vsportal.osu.cz/vsportal/showCategory.html?kod=77.
2.2 Základní přehled e-learningových standardů V oblasti e-learningu a e-learningového vzdělávání stále více vzrůstá nutnost respektovat jisté standardy, které umožňují zachovat kompatibilitu vzdělávacího obsahu v rámci více různých softwarových produktů (tj. zachovat interoperabilitu). V současnosti již patří podpora standardů, zejména standardu SCORM, mezi základní podmínky pro výběr softwarových produktů pro e-learning. Tento text je krátkým přehledem existujících standardů e-learningového vzdělávání s přihlédnutím k vývojovým tendencím jednotlivých formátů a metaformátů. Text vychází z informací uvedených na http://www.netuniversity.cz/standardy.php, kde zde lze rovněž nalézt bližší podrobnosti a další odkazy. IMS Global Learning Consortium Inc. (http://www.imsproject.org/): Standard IMS propojuje v rámci IMS Global Learning Consortium přibližně 150 organizací s cílem navrhovat standardy pro výměnu dat v oblasti e-learningu, založené na XML. Advanced Distributed Lerning Initiative (http://www.adlnet.org/): ADL - SCORM ADL standardy byly vytvořeny stejnojmennou standardizační skupinou, zřízenou ministerstvem obrany USA. Jejím úkolem je vývoj elektronické podpory distančního vzdělávání, tvorbu kvalitních výukových materiálů apod. Od roku 1997 ADL vytvářela nový standardizační formát, který by spojoval všechny izolované formáty dohromady. Hlavním úkolem ADL bylo zejména tvořit prostředníka mezi průmyslovými a akademickými konsorcii (IMS, IEEE, AICC) a obecnými standardizačními organizacemi (W3C, ISO). Výsledkem byl Sharable Content Object Reference Model (SCORM). SCORM představuje standard, umožňující kvalitní vícerozměrnou interoperabilitu postavenou na jazyce XML. SCORM se stále vyvíjí, v současnosti existuje ve verzi SCORM 2004, (http://www.adlnet.org/index.cfm?fuseaction=298). Mezi další standardizační skupiny patří především The World Wide Web Consortium (W3C) (http://www.w3.org/) a Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) (http://www.ieee.org/), opomenout však nelze ani standardy HTML, XHTML. Kompatibilita LMS systému a multimediálních učebních opor s výše uvedenými standardy, zejména standardem SCORM, se ukazuje být prvořadou podmínkou při zavádění elearningu na univerzitách jak o tom svědčí například příspěvek jednoho z koordinátorů projektu MŠMT Spolupráce vysokých škol při tvorbě standardizovaných multimediálních vzdělávacích pomůcek, Doc. Květoně na konferenci e-learning 2004 [1].
5
3 SYSTÉMY ŘÍZENÉHO VZDĚLÁVÁNÍ (LMS) 3.1 Funkce LMS LMS (Learning Management Systems) neboli systémy řízeného vzdělávání jsou jedním z nástrojů, které e-learning používá k dosažení svých cílů. Jde o informační systém, který v sobě integruje nástroje pro elektronickou výuku. Počínaje publikováním a vytvářením studijních materiálů, přes komunikační nástroje až po veškerou agendu, která s výukou souvisí. Ať se již jedná o zapisování studentů do jednotlivých kurzů, evidenci dosažených výsledků nebo vytváření virtuálních tříd.V současné době existuje celá řada těchto systémů, jak komerčních tak volně dostupných. Jednotlivé systémy se od sebe různě liší a obecně nelze určit, který je nejlepší. Velice často bývá tento systém propojen přímo s Informačním systémem (IS) univerzity. Z hlediska důležitosti je správně fungující virtuální vzdělávací prostředí klíčovým faktorem pro možnosti využití e-learningu ve vysokoškolském vzdělávání. Stejně jako není v praxi ustálené pojetí e-learningu, vyskytuje se rovněž spoustu definic, názvů a zkratek pro virtuální vzdělávací prostředí. V následující tabulce 1jsou uvedeny ty nejpoužívanější. Přestože tyto pojmy nelze považovat za ekvivalentní, jsou si svým způsobem obsahově velice blízké, jak to ilustruje následující příklad. Prvotní LMS (Learning Management Systems) – systémy řízeného vzdělávání, které kladly velký důraz na administrativní nástroje a na technologické doplňky, nebyly dostatečně flexibilní a byly nepřizpůsobivé. Jejich nástupci – LCMS (Learning Content Management Systems) již věnují dostatečnou pozornost právě vzdělávacímu obsahu. V současnosti se vzhledem k ostře neohraničenému přechodu od LMS k LCMS často oba termíny spojují. Protože v českém prostředí bývá prozatím nejčastěji používána zkratka LMS, bude nadále užívána i v tomto textu. LMS LCMS VLE CMS MLE
Learning Managemetn System Learning Content Managemetn System Virtual Learning Environment Course Management Systems Managed Learning Environments
Tabulka 1 Přehled používaných anglických výrazů pro virtuální vzdělávací prostředí
3.2 Přehled V celosvětovém měřítku dnes existuje nepřeberné množství různých LMS systémů. Najdeme zde velké renomované systémy vyvinuté velkými firmami (např. IBM), ale rovněž i jednoúčelové aplikace. Pro potřeby vysokých škol se obecně příliš nehodí systémy jenž byly vyvinuty speciálně pro vzdělávání zaměstnanců firem a v dalším nejsou zmiňovány. Z hlediska našeho zájmu můžeme systémy rozdělit do pěti kategorií podle místa a způsobu vývoje: české LMS systémy, zahraniční komerční LMS systémy, 6
Microsoft Class Server - Microsoft Learning Gateway, Open Source systémy, Sakai project.
Následující přehled a hodnocení si neklade za cíl uvést úplný výčet těchto systému, naopak jsou vybrány a hodnoceny systémy používané na českých univerzitách a významné zahraniční systémy.
3.2.1 České LMS systémy V českém prostředí je u nás vyvíjeno několik LMS systémů, z nichž zřejmě k nejstarším patří LMS Barborka (http://barborka.vsb.cz/lms/) vyvíjený na FEI VŠB-TU v Ostravě již od roku 1983, v nové verzi potom od roku 2002. Přehled (pravděpodobně nekompletní) českých e-learningových systémů je uveden v následující tabulce 2, podrobnější informace k jednotlivým systémům je možno najít na uvedených webových stránkách. Přehled jejich použití na univerzitách je uveden ve třetím sloupci tabulky, zde je ale nutno si uvědomit, že jednotlivé univerzity často používají více systémů a daný přehled nevypovídá nic o míře jejich skutečného využití. Systém Barborka
Autor FEI VŠB-TU Ostrava http://barborka.vsb.cz/lms
eDoceo
Trask solutions s.r.o. http://www.edoceo.cz/
EDEN
RENTEL a.s. http://eden.rentel.cz/
ELIS
http://elis.mendelu.cz/ PEF MZLU Brno Kontis s.r.o. VŠB-TU http://firmy.itutor.cz/default.asp Ostravská univerzita Slezská univerzita Gerstnerova labor. FEL ČVUT Gerstnerova laboratoř FEL ČVUT Net-University s.r.o. EF ZČU Plzeň http://www.netuniversity.cz/u_popis.php
iTutor
MultiPes Unifor
Implementace FEI VŠB-TU Ostrava (2004) Univerzita Palackého Olomouc (2004) bližší informace viz [2] VŠE Praha (2001) Univerzita Pardubice (2001) Univerzita J. E. Purkyně, Ústí n. Labem (2002) MFF Univerzita Karlova Západočeská Univerzita Plzeň FaME Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně VŠB TU EkF Ostrava UJEP Ústí nad Labem VFU v Brně PEF MZLU Brno
Tabulka 2 Přehled vybraných českých LMS systémů.
Jak je vidět z výše uvedeného výčtu, existují v podstatě tři různé přístupy pro implementaci LMS systému. Prvním z nich vývoj vlastního LMS systému – touto cestou se vydaly 7
především fakulty s orientací na informační technologie. Druhým přístupem je potom implementace komerčního LMS systému. Třetí přístup spočívá v kombinaci obou předchozích možností, jelikož komerční firmy své produkty školám nejen prodávají, ale usilují o partnerství v oblasti vývoje. U nejznámějších LMS se jedná o tato partnerství: eDoceo - VŠE Praha, Tutor 2000 - VŠB Ostrava, Eden - MMF UK Praha.
3.2.2 Zahraniční LMS systémy Následující tabulka 3 přináší neúplný výčet nejznámějších komerčních LMS systémů, podrobný výčet systémů lze najít například na http://virtualni.osu.cz/index.php?kategorie=21&nad=18. Měli-li bychom vyzdvihnou tři nejvýznamnější systémy, bude se jednat patrně o systém Learning Space firmy IBM Lotus, systém BlackBoard stejnojmenné firmy a systém WebCT. Název BlackBoard eCollege Knowledge Knowledgesoft Learn Online Learning Space Macromedia Breeze Prometheus VCampus Virtual-U WBT WebCT
Adresa http://www.blackboard.com/ http://www.ecollege.com/ http://www.onlinelearning.co.nz/ http://www.knowledgesoft.com/ http://www.learnonline.org.uk/ http://www.lotus.com/home.nsf/ta bs/learnspace
Ostravská Univerzita Portál Telmate na MFF UK v Praze 1LF UK Praha
http://www.macromedia.com/soft ware/breeze/?promoid=home_prod _breeze_101503 http://company.blackboard.com/pr ometheus/ http://www.vcampus.com/corpweb /index/index.cfm http://virtualu.cs.sfu.ca/vuweb.new/new.html http://www.wbtsystems.com/ http://www.webct.com/ Univerzita Hradec Králové
Tabulka 3 Příklady zahraničních LMS
3.2.3 Microsoft Class Server – Microsoft Learning Gateway Microsoft Class Serveru (http://www.microsoft.com/cze/education/ClassServer/) je věnována samostatná kapitola, protože je to systém, o kterém je v současnosti vedená velká diskuse mezi českou odbornou veřejností. Přitom se nejedná o klasický LMS systém nýbrž o webový portál doplněný o některé e-learningové prvky. Tento systém byl původně vyvíjen pro základní a střední školy (a dnes je základním a středním školám nabízen) a
8
jeho prostředí je poplatné této orientaci. Svědčí o tom například hierarchie uživatelských rolí tohoto systému: Administátor, učitel, žáci a rodiče na rozdíl od klasických elearningových rolí: manažer (správce kursů) – tutor – lektor – student. Nicméně vhodnou kombinací produktů firmy Microsoft s využitím Microsoft Class Serveru lze vytvořit systém, který obsahuje funkce charakteristické pro LMS systémy: Microsoft Learning Gateway. Vzdělávací portál Learning Gateway (http://www.microsoft.com/cze/education/lgw/) je založen na platformách SharePoint Portal Server 2003 a Windows SharePoint Services běžících na Windows 2003 Server. V portálu je integrovaný Microsoft Class Server, který poskytuje systém pro on-line vzdělávání řízení výuky, jenž učitelům umožňuje tvořit elektronicky osnovy výuky, řídit výuku ve třídách a hodnotit studium. Microsoft Exchange 2003 zajišťuje e-mailové služby, správu osobních informací včetně kalendářů, seznamy úkolů a další komunikační nástroje. K Microsoft Exchange se přistupuje prostřednictvím webového prohlížeče a služby Outlook Web Access. Spolupráci v reálném čase pomocí rychlého zasílání zpráv (Instant Messaging) zajišťuje Microsoft Live Communication Server. Spolu s Microsoft Office 2003 je Instant Messaging integrovanou součástí portálu a poskytuje informace o prezenci. Microsft Internet Security and Accelaration (ISA) Server slouží k bezpečnému provozu celého portálu na vysoké úrovni, a to především prostřednictvím brány (firewall), VPN (možnost bezpečného vzdáleného připojení do sítě) a proxy-serveru (webová vyrovnávací paměť). Jako primární databázi řešení lze použít Microsoft SQL Server, ve kterém jsou uloženy především veškeré webové stránky a informace o dosažených studijních výsledcích. Jak vyplývá z následujícího přehledu, celý systém se od klasických LMS systémů liší především tím, že je spíše konglomerátem stávajících produktů firmy Microsoft, nežli uceleným LMS systémem, které mají všechny tyto funkce obvykle integrované v jednom prostředí. Pominout nelze ani značné nároky na hardware. Aplikace tohoto systému na ČVUT v Praze je stručně popsána v kapitole 3.5.2.
3.2.4 Open Source systémy Open Source systémy mají řadu příznivců i odpůrců. Výhoda možnosti kopírovat, používat i upravovat tento software je často zaplacena časem, který strávíme při jeho zavádění a následné údržbě či rozvíjení. Open source systémy však mají jednu nedocenitelnou výhodu, a to že poskytují zainteresované akademické obci svobodu při implementaci těchto systému a jejich dalšímu vývoji. Relativně vyčerpávající přehled Open source systémů lze najít na adrese http://www.edtechpost.ca/pmwiki/pmwiki.php/EdTechPost/OpenSourceCourseManageme ntSystems, zde proto uvádíme pouze dva systémy u nás známé a používané. ILIAS
FI MU
https://e-learning.fi.muni.cz/ilias
9
Moodle
Domovské stránky
http://moodle.org/, http://moodle.cz/
FF MU v Brně
http://www.phil.muni.cz/elf/
PedF MU v Brně
http://moodlinka.ped.muni.cz/
MFF UK
http://195.113.33.217:8080/moodle/
UK Lékařská fakulta v Plzni
https://ovavt.lfp.cuni.cz/
Slezská Univerzita v Opavě
http://enzo.opf.slu.cz/moodle/
UTB Zlín
http://uni.utb.cz/moodle/
VŠB-TU Ostrava
http://moodle.vsb.cz
FCH VUT v Brně
konec roku 2004 ???
+ další VŠ, SŠ i ZŠ (!) Tabulka 4 Příklady Open Source LMS systémů používaných v České republice.
Jak je vidět z předchozích přehledů systém Moodle se stal zřejmě nejpoužívanějším LMS systémem na našich univerzitách. Tato skutečnost je dána nejen dostupností tohoto systému, ale především jeho velice nenáročnou intuitivní obsluhou a užívaním ať už ze strany studentů, či autorů kurzů a jejich tutorů.
3.2.5 Sakai project Sakai project (http://www.sakaiproject.org) je nejnovějším projektem na vytvoření Open Source LMS systému, protože se však tento projekt zdá velice perspektivní, je mu věnována samostatná kapitola. The Sakai Project je společným dílem zhruba 50 universit v čele s University of Michigan, Indiana University, MIT, Stanford, Harvard University a dále uPortal Consortium, Open Knowledge Initiative (OKI) s podporou Andrew W. Mellon Foundation. K dispozici má 6,8 milionů dolarů a výsledek je open source klient/server Collaboration and Learning Environment (CLE) software. Jeho verze 1.0 byla zveřejněna 18. října 2004 (verze 0.5 v červenci), jako vývojové prostředí je použita Java. Tvůrci uvádějí, že vycházejí z toho nejlepšího, co na universitách vzniklo. Předpokládá se, že v roce 2005 budou v rámci projetku Spolupráce vysokých škol při tvorbě standardizovaných multimediálních vzdělávacích pomůcek studovány světové trendy tvorby komplexních univerzitních portálů jakým je například právě projekt Sakai. Doufáme, že po diskusi na VŠ bude rozhodnuto, zda se k projektu Sakai české univerzity připojí. Na Slovensku na tom pracuje děkan FEI STU prof. St. Molnár.
3.3 Kritéria pro evaluaci LMS systémů Při hodnocení LMS systému je vhodné zkombinovat je vhodné posuzovat systémy podle kritérií jenž navrhneme na základě našich požadavků, zároveň je ale možno využít i nástrojů pro hodnocení LMS dostupných na Internetu a dalších informací. V následujícím uvedeme oba tyto případy.
10
3.3.1 Návrh vlastních kritérií Při návrhu vlastních kritérií bývá zvykem kombinovat požadavky vyplývající z charakteru kurzů, které chceme vytvářet s požadavky, jenž na LMS kladou účastníci e-learningového vzdělávání dle jednotlivých rolí: koordinátor kurzu (manažer, administrátor), autor kurzu, tutor (učitel), student. Charakter kurzů bývá obvykle posuzován podle třech základních paradigmat e-learningu: 1. paradigma e-learning jako e-reading: kurz je založen především na prezentaci (multimediálních) učebních materiálů, preferujeme především nástroje pro prezentaci a publikování vytvořených vzdělávacích objektů. 2. paradigma celebrity profesor: tento typ kurzů bývá postaven na osobnosti tutora kurzů, který vede studenty v průběhy celého kurzu. Důraz je zde proto kladen na komunikační prostředky a možnosti on-line komunikace (chat, videokonference). 3. paradigma konstruktivismus: cílem těchto kurzů je vytvořit z účastníků kurzů určitou virtuální komunitu, v rámci níž jsou potom nové znalosti aktivně konstruovány a vytvářeny při interakci studentů navzájem pod vedením tutora. Ve velkém míře se zde uplatní nástroje pro řízení studia a komunikační nástroje. Ve skutečnosti jsou samozřejmě jednotlivé přístupy vzájemně kombinovány, zvláště navrhuje-li systém pro velké množství různých kurzů. Příklady návrhu kritérií pro jednotlivé paradigmata a vybrané oblasti jsou uvedeny v tabulce 5 pro požadavky studenta na LMS systém, a tabulce 6 pro požadavky tutora. Následně je potom možné konfrontovat hodnocený LMS systém s těmito kritérii ať už prostřednictvím vlastní práce s tímto systémem nebo pomocí informací získaných z externích zdrojů. Poznámka: Následující tabulky jsem vytvořil na základě své účasti v e-learningovém kurzu „Expert na on-line vzdělávací systém“ (MFF UK v Praze) a mají pouze ilustrativní charakter, nejsou tedy vyčerpávajícím soupisem kritérií, které můžeme na LMS systémy klást.
Paradigma a oblast Pro paradigma „e-learning=e-reading“ Prezentace a distribuce
Požadavky z hlediska role STUDENT
dostupnost kursu: nároky na hardware a software na straně klienta snadná orientace v prostředí kursu možnosti vyhledávání studijních materiálů v kursu využití multimediálních prvků vytváření záložek nápověda a její možnosti manuál pro používání kursu přístup k portálu, změna hesla
11
Komunikace a kolaborace
Úkoly a jejich zpracování
Testy a ankety
vazba mezi diskusními příspěvky a studijními materiály možnosti třídění diskusních příspěvků formátování diskusních příspěvků časový přehled (plán) plnění úkolů způsob odevzdávání úkolů (box, email) možnosti vkládání příloh do odpovědí odezva systému na zaslaný úkol možnost prohlížet celý test najednou volba pořadí v jakém budu odpovídat na otázky možnost vrátit se k otázce před finálním odesláním testu ohodnocení testu, zpětná vazba
grafické rozhraní (white board)
odlišení zpráv tutora do běžných diskusních příspěvků videokonfererence zpětná reakce tutora – ohodnocení úkolu
zpětná reakce tutora – ohodnocení testu
vkládání poznámek (anotace) studentů do studijních materiálů vkládání samostatných studijních materiálů studenty možnosti připojení přílohy do diskuse možnosti vytváření uzavřených diskusních týmů nastavení míry zapojení ostatních studentů do diskuse možnosti vyloučení osoby z diskuse interní mail (přehled mail. adres) možnosti spolupráce studentů z různých kursů jednoho VLE vytváření uzavřených týmů pro řešení úkolů možností sdílení odevzdaných ůkolů, jejich hodnocení a celkového hodnocení funkce pro sdílení studentských studijních materiálů pro řešení úkolů
Pro paradigma „celebrity professor“ Prezentace a distribuce Komunikace a kolaborace Úkoly a jejich zpracování Testy a ankety
Pro paradigma „ konstruktivismus“ Prezentace a distribuce
Komunikace a kolaborace
Úkoly a jejich zpracování
Testy a ankety
návrat k odeslanému textu vysvětlení správných odpovědí
Tabulka 5 Příklady návrhu kritérií pro výběr LMS z hlediska role STUDENT.
Paradigma a oblast Pro paradigma „e-learning=e-reading“
Požadavky z hlediska role TUTOR
12
Prezentace a distribuce
Komunikace a kolaborace
Úkoly a jejich zpracování
Testy a ankety
jednoduchost zobrazování nových studijních materiálů jednoduchá aktualizace studijních materiálů možnost doplnění materiálů přímo v prostředí (jen o postřehy, nikoliv velké přepracování – je to věc autora) možnost zavádění diskusí možnost odlišit odpověď tutora od studujícího vzájemná provázanost diskuse možnost umožnit přístup k diskusi jen některým studenům možnost zasahovat do diskuse, kterou si studenti založí jen pro sebe jednoduchý způsob zadávání úkolů jednoduchost přístupu k řešení úkolů možnost si úkoly třídit (podle studentů, podle tématu, datumu,…) možnost monitoringu studentů (kdy který úkol odevzdali, jak jsou daleko se studiem) možnost zpřístupnit úkol, který již byl odevzdám k opravě Možnost exportovat výsledky (všech dokončených úkolů, setříděných podle tématu,…) jednoduchost zpřístupňování testů a autotestů možnost využití automaticky vyhodnocovat testy možnost nastaven jak dlouho bude test přístupný možnost poslat upozornění , že se blíží konec přístupnosti testu , autotestu možnost zpřístupnit výsledky testů, anket možnost monitoringu jednotlivých studentů (kolik testů si spustil, kolikrát jeden test opakoval, jaké měl výsledky…) monitoring spuštění jednotlivých testů,
Pro paradigma „celebrity professor“ Prezentace a distribuce
Komunikace a kolaborace
jednoduchost zobrazování materiálů monitoring studentů (kolikrát se díval na materiál) monitoring který materiál byl kolikrát otevřen jednoduchost orientace v příspěvcích možnost třídění (podle studentů, podle tématu,… možnost barevně odlišit odpovědi tutora možnost upozornění tutora na nové příspěvky možnost vytvoření diskusních skupin možnost zpřístupnit diskuse i studentů z jiných studijních skupin mít možnost vidět diskuse, kterou si studenti vytvoří pro sebe možnost statistiky jednotlivých diskutujících jak se který student zapojoval do diskuse a do jaké nejvíce (statistiky)
13
Úkoly a jejich zpracování
Testy a ankety
Pro paradigma „ (osobnosti studentů) Prezentace a distribuce
konstruktivismus“
Komunikace a kolaborace
možnost vpisování poznámek do úkolů tutorem možnost monitoringu studentů (kdy který úkol odevzdali, jak jsou daleko se studiem) možnost poslat upozornění studentů možnost nastavit automatické posílání upozornění, když se blíží termín odevzdání statistiku odevzdání úkolů (kolik bylo na dané téma odevzdáno úkolů, v jakém čase,…) Možnost vytahovat kdo kterou anketu odevzdal a kdy možnost poslat upozornění, že ještě není anketa odevzdána (na základě monitoringu došlých vyplněných anket) automatický přehled po ukončení ankety (mít jej k dispozici) možnost nastavení času na testy (jak přístupnost testu, tak i čas na vypracování testu) možnost vrátit test k přepracování
možnost třídění vystavených materiálů jednoduchost vkládání materiálů možnost anotací možnost přístupu k některým materiál (jen určitá skupina) možnost odstranění některých materiálů (pokus jsou zveřejněny studenty a jsou nevhodné) statistiku materiálů (možnost třídění podle datumu, studenta ,tématu,…) možnost export těchto statistik jednoduchost zakládání diskuse možnost vkládání anotací do příspěvků ostatních vzájemná provázanost jednotlivých příspěvků třídění v diskusích (datum, autor, téma,..) možnost editace příspěvků (alespoň po určitou dobu) možnost vytvářet během kurzu skupinky možnost změny skupiny i během diskuse
14
Úkoly a jejich zpracování
Testy a ankety
jednoduchost zpřístupňování úkolů jednoduchost odevzdání úkolů možnost třídění odevzdaných úkolů (datum, student, téma, splněn, nesplněn,…) možnost sledování statistik úspěšnosti možnost sledování statistik plnění úkolů možnost sledování statistik úspěšnosti jednotlivých studentů nastavení možnosti týmové spolupráce na úkolu možnost rozlišení jednotlivých studentů (jejich příspěvků do týmové práce) možnost nastavení v jaké pozici je úkol (rozpracován, k prohlédnutí, odevzdání) možnost nastavení kdo všechno si úkol může prohlédnout možnost poslat upozornění na blížící se konec termínu odevzdání monitoring odevzdaných úkolů (opět možnost třídění podle studentů, témat, datumu) možnost exportu údajů. možnost vytvoření statistik z monitoringu jednoduchost přístupu k zveřejnění ankety nebo testu možnost nastavení automatického vyhodnocení testu nebo ankety možnost vygenerování testu z předem připravené databáze otázek mít možnost prohlížení statistik (odevzdání, úspěšnosti, ,…) možnost nastavení doby po kterou bude test (anketa) přístupná možnost měnit dobu vystavení testu během již probíhajícího kurzu monitoring jednotlivých studentů a četnosti použití testů možnost vytvoření statistik z údajů (tím myslím mít možnost vytáhnout si jen některé údaje) možnost exportu statistik třeba do Excelu
Tabulka 6 Příklady návrhu kritérií pro výběr LMS z hlediska role TUTOR.
3.3.2 Zdroje pro výběr systému pro řízení studia Nejznámějším zdrojem pro hodnocení LMS systému je server EduTools (http://www.edutools.info/course/index.jsp). Tento server poskytuje velmi kompletní a nezávislé hodnocení LMS (na serveru Edutools je používán název Course Management Software) včetně Course Management Systems Glossary. Postup pro hodnocení LMS je zde popsán v 6 krocích. Po výběru LMS (1), které budeme hodnotit, můžeme doplnit výběr (2) produktem, který není v systému EduTools zatím hodnocen a poté vybrat ty vlastnosti LMS (3), které jsou pro nás důležité. Dále můžeme přidat další kritéria výběru (4), a přiřadit jim váhy (5). Následně posoudíme (6) vlastní výsledek hodnocení.
15
Existují však ještě další kritéria, které EduTools nevyhodnocuje, které je však dobré do hodnocení zahrnout. Podle [3] jsou to: Cena LMS Pedagogická hodnota LMS Technologické řešení LMS Spolupráce e-komunity Lokalizace do národního jazyka Perspektiva dalšího vývoje. Samozřejmě existuje mnoho dalších podkladů pro hodnocení LMS systému, uveďme například velice rozsáhlou a časově náročnou studii (http://virtuallearning.qualifizierung.com) vypracovanou rakouským ministerstvem -Bundesministeriums fűr Bildung, Wissenschaft und Kultur. Rovněž v rámci domácích konferencí věnovaných e-learningu jsou občas prezentovány příspěvky zabývající se evaluací LMS systémů (např. [4], [5]). Další zdroje na Internetu:
Bigelow, John: Elements of an Online Course. http://cobe.boisestate.edu/working/elements.htm
Berkeley University: Webbased instruction tools URL: http://socrates.berkeley.edu:7521/wbi-tools/index.html
Brigham Young University - Digital Learning Environments Research and Development Group: Classification of Interactivity and Amount Of Instruction Delivered Online: All Variables http://dle.byu.edu/research/matrix/
Britain, Sandy und Liber,Oleg: A Framework for Pedagogical Evaluation of Virtual Learning Environments. http://www.jtap.ac.uk/reports/htm/jtap-041.html
The Must-Have Features of an LMS http://www.learningcircuits.org/2002/mar2002/evangelisti.html
3.4 Implementace LMS systémů Začátky e-learningu na různých českých univerzitách byly obvykle charakterizovány snahou několika nadšenců zavést nějaký LMS systém. Odborníci z fakult se zaměřením na informatiku většinou volili řešení vytvořit vlastní LMS systém, jiní zvolili nějaký finančně nepříliš náročný systém domácí produkce. To vedlo k tomu, že na jedné univerzitě je v současné době k dispozici několik nekompatibilních systémů, což vede obvykle k tomu, že systémy jsou málo využívány a jejich využití je navíc povětšinou značně neefektivní. Celkově je problematická především komplexní připravenost na širší využívání e-learningu v praxi. Týká se to v první řadě institucionálního a organizačního řešení v rámci vzdělávací instituce. Na univerzitách většinou vznikají malá pracoviště, která se věnují sledování trendů, propagaci a přípravě instituce na širší využití e-learningu, nejčastěji ve vazbě na další a zejména distanční vzdělávání (DiV). Problematická je také připravenost technická.
16
Předmětem diskusí je také finanční řešení záměru rozšířit e-learning. V současné době je využíváno vícezdrojové financování, přičemž hlavními finančními zdroji jsou fondy EU a další rozvojové fondy v rámci ministerstev ČR. Finanční participace univerzit je zatím velmi různorodá. Klíčovým problémem je však skutečnost, že pedagogové na vysokých školách zatím nejsou patřičně metodicky a dovednostně vybaveni. Řešením může být další vzdělávání učitelů v oblasti informačních, komunikačních a multimediálních technologií, využití ICT ve výuce. Většina pracovišť se proto primárně soustředí na tento úkol. Řada VŠ využívá nabídky CDV UP v Olomouci a školí zde své budoucí odborníky na DiV. Celkově se usiluje o zvýšení PC gramotnosti učitelů. Implementace LMS systému v rámci univerzity nebo fakulty zahrnuje několik etap: 1. analýza vhodných LMS a návaznosti na Informační systém (IS) univerzity, 2. výběr LMS a návrh technického řešení, 3. vývoj potřebných doplňků a rozhraní, 4. implementace řešení a testování. Integrace do informačního systému univerzity je důležitá především pro distanční a kombinovanou formu studia, kdy některé předměty mohou být vyučovány prostřednictvím e-kurzů a je tedy žádoucí, aby se výsledky o absolvovaní těchto kurzů přímo promítly do IS. Klíčovým krokem je samozřejmě analýza a výběr vhodného LMS při které je především nutno brát v úvahu: požadavky na LMS (viz Kritéria pro evaluaci LMS systémů), integraci do současného IS univerzity, počet uživatelů, hardwarové požadavky LMS a možnosti univerzity, rozšiřitelnost řešení, možnost dlouhodobého vývoje, ekonomické hledisko. No a nakonec je rovněž nutno vytvořit potřebné podmínky pro úspěšné používání LMS systému na univerzitách, které lze shrnout do následujících bodů: úspěšná implementace LMS, kvalitní výukové materiály, propagace LMS mezi učiteli a studenty, využívání LMS jako standardní výukové metody v co největším počtu kurzů. Příklady a zkušenosti se zaváděním LMS na různých českých univerzitách jsou popsány v následující kapitole.
17
3.5 Situace v ČR 3.5.1 Současný stav Síť distančního vzdělávání na VŠ v ČR tvoří Národní centrum distančního vzdělávání a regionální Střediska distančního vzdělávání. V těchto centrech se zprvu rozvíjelo klasické DiV, v poslední době se rozvíjí i teorie a praxe e-learningu. Současný stav v oblasti e-learningu na českých vysokých školách lze charakterizovat (podle http://vsportal.osu.cz/vsportal/showCategory.html?kod=64) takto:
Mezi VŠ zatím nedošlo k rozsáhlé spolupráci v oblasti e-learningu. V důsledku toho se vynakládá spoustu zbytečné práce a utrácí se mnoho peněz, například za různé typy LMS, i když v ověřovací fázi rozvoje by mohly posloužit i volně dostupné Open Source LMS.
Existují rozdílné výsledky a zkušenosti: od standardizovaných a zavedených kurzů až po odmítání a neznalost e-learningu na fakultách a univerzitách.
Různé VŠ pořádají konference a semináře i s mezinárodní účastí, kde lze získat zajímavé informace (ČVUT, UK, UHK, OU, UTB a další.)
E-learning nebyl příliš podporován grantovými agenturami ani MŠMT; situace se lepší.
Na VŠ existují skupiny odborníků, kteří jsou zapojeni i do mezinárodních projektů a v pilotních kurzech dosahují standardní výsledky zemí EU. Byl zahájen vlastní výzkum.
Přes dosavadní potíže se rozvoj e-learningu na českých VŠ zrychluje. Bude však zapotřebí ještě mnoha osvětových i hlubších školicích akcí a příkladů dobré praxe, aby se e-learning prosadil na vysokých školách v ČR v žádoucí kvalitě, rozsahu a ceně.
Z příspěvků diskutujících na konferencích v letošním roce vyplynulo, že e-learning je na školách cíleně aplikován především v těchto formách: jako doplněk celoživotního vzdělávání, jako neopominutelná součást kombinovaného studia (podíl 50 %, současně s trendem, snižování podílu prezenčních částí studia na nezbytné minimum), jako praktický doplněk prezenčního studia vítaný pedagogy i studenty, jako neodmyslitelná součást distanční formy vzdělávání.
3.5.2 Zkušenosti z aplikace e-learningu na vybraných českých univerzitách Dále uvádíme příklady aplikace e-learningu na vybraných českých univerzitách. Univerzita Hradec Králové – univerzita (a především její fakulta Informatiky a managementu), která je zřejmě „vlajkovou lodí“ českého e-learningu. Již cca 3 roky je zde implementovaný systém WebCT, se kterým má univerzita velmi dobré zkušenosti (viz např. [6]). V tomto prostředí již byla zaměstnanci univerzity připravena řada e-kurzů (více 18
než 100), jak pro studenty prezenční tak distanční formy studia a systém je tedy jak studenty, tak pedagogy intenzivně využíván. Těchto výsledků bylo dosaženo především protože byl podporován (a prosazován) vedením univerzity, která vyčlenila dostatečné finanční prostředky jak pro implementaci a provoz WebCT, tak pro motivaci zaměstnanců pro vytváření e-kurzů. Ostravská univerzita – další z univerzit, kde je e-learning podporován vedením univerzity a univerzita má funkční LMS systém LearningSpace, který je intenzivně vyyužíván. Více informací např. viz [7]. ČVUT v Praze – informace vycházejí z příspěvku [8] Doc. Šimáka na konferenci eLearning 2004 v Hradci Králové. Univerzita používala systém WebCT, ve kterém byly vytvořeny některé e-kurzy, především jazykového zaměření. V roce 2003, bylo rozhodnuto, že tento LMS bude nahrazen systémem na bázi Microsoft Class Serveru. Implementace započala koncem roku 2003 a předpokládá se, že bude trvat do konce roku 2005, kdy by měl být systém zprovozněn. Celé řešení bude obsahovat 26 serverů a umožní on-line připojení pro 6 – 7 tisíc studentů. MU v Brně – není jednotný systém, Fakulta informatiky zkouší OpenSource ILIAS, na filozofické a pedagogické fakultě dva nezávislé LMS systémy Moodle (Open Source). Vznikají první e-kurzy, aktivity jsou částečně podporovány vedením fakult.
3.5.3 Meziuniverzitní projekty Jak bylo uvedeno v předcházející kapitole e-learning nebyl příliš podporován grantovými agenturami ani MŠMT; situace se však lepší. V této souvislosti je nutno zmínit především projekt Spolupráce vysokých škol při tvorbě standardizovaných multimediálních vzdělávacích pomůcek (SMVP). Cílem projektu je výrazné zlevnění i zkvalitnění tvorby a užití multimediálních vzdělávacích pomůcek (MVP), vyhovujících vzdělávacím standardům. Toho plánujeme dosáhnout realizací dílčích cílů, kterými jsou: 1. Další rozvoj distribuované digitální knihovny vzdělávacích materiálů DILLEO (http://e-dilema.uhk.cz/dilleo a http://dilleo.osu.cz ). 2. Tvorba a údržba portálu o e-learningovém vzdělávání (http://vsportal.osu.cz). 3. Praktické ověření MVP ve vzdělávacích kurzech, pracujících v moderních elearningových systémech řízení studia (LMS/LCMS), které budou vyhovovat vzdělávacím standardům. 4. Zapojení více VŠ do procesu tvorby standardizovaných MVP a zajištění podpory SW firem pro rozvoj e-learningu na VŠ. Aktuální informace o současném stavu a postupech řešení jsou k dispozici na webových stránkách projektu (http://www.osu.cz/MVP/). Návrh projektu v roce 2005 navazuje na schválený projekt z roku 2004, na jehož řešení se dosud podílely tři univerzity (Ostravská univerzita, Univerzita Hradec Králové a Slezská univerzita v Opavě). V roce 2005 k projektu nově přistupují UK v Praze, ČVUT v Praze a ZČU v Plzni, tyto univerzity předkládají vlastní rozvojové projekty s odkazem na spolupráci s tímto projektem. Práce na projektu se dále zúčastní jako subdodavatelé i MU v Brně, VŠB-TU v Ostravě, VUT v Brně a MZLU v Brně [1].
19
e-learning podporuje rovněž sdružení CESNET (viz [9]: T. Pitner, B. Šimák: Podpora distančního vzdělávání ve výzkumném záměru CESNET, seznam přijatých projektů na http://www.cesnet.cz/fond-rozvoje/), a sdružení EUNIS (http://www.eunis.cz/activities.html).
20
3.6 Hodnocení LMS systémů Přehled uvedený v kapitole 3.2 uvádí jen malou část existujících LMS systémů. Tyto systémy se od sebe různě liší a není proto prakticky možné určit, který systém je nejlepší. Můžeme však jednotlivé systémy porovnávat a zaujímat k nim stanoviska. Kdybychom chtěli LMS systémy opravdu důkladně porovnat, je nutno v každém systému vytvořit e-kurz a ten potom otestovat v pilotních projektech. Toto řešení je však příliš časově náročné a navíc, za tu dobu vzniknout již další nové systémy a proces se může opakovat… V následujícím uvádím některé subjektivní názory, týkající se hodnocení zmiňovaných LMS. Tyto názory jsme si utvořil na základě:
účasti v e-kurzu Expert na online vzdělávací systémy pořádaném MFF UK. V rámci tohoto kurzu jsme měl možnost pracovat s LMS LearningSpace, Moodle, Eden a Microsoft Class Server. účasti na semináři Moodle pořádaném MFF UK na PedF MU v Brně. účasti na seminářích a konferencích věnovaných e-learningu [10] – [12] (letost např. Belcom’04: e-learning v české a slovenské republice (Praha, únor 2004); eLearning ve vysokoškolském vzdělávání 2004, (UTB ve Zlíně, květen 2004); eLearning 2004 (UHK, listopad 2004) a následných diskuzích s účastníky konference. studia internetových zdrojů v tomto textu uvedených i neuvedených.
Hodnocení dle kategorií: 1. české LMS systémy lze rozdělit na systémy vyvíjené přímo na univerzitách a systémy komerční. Nespornou výhodou je jejich české prostředí, odpadá tedy nutnost jejich lokalizace. Oproti zahraničním systémům obvykle neobsahují tolik funkcí, to však na druhé straně činí jejich používání jednodušším. Tyto systémy se doposud neustále vyvíjejí a vznikají nové verze, jenž jsou obohacovány o nové funkce. Výhodou těchto systémů je rovněž jejich cena, která je obvykle o hodně nižší než u systémů zahraničních. Nevýhodou těchto systémů je především to, že za těmito systémy stojí vždy poměrně malá skupina vývojářů a otázka dalšího vývoje těchto systémů je tak závislá na existenci této malé skupině lidí, což nemusí skýtat velké záruky do budoucnosti. Problematickou zůstává v některých případech rovněž otázka kompatibility v rámci definovaných standardů. Dle mého názoru se tyto systémy hodí spíše pro aplikace menšího rozsahu, pro počet řádově stovek účastníků e-kurzů. V úvahu přichází především systém Eden, následován systémy iTutor a Unifor, ostatní v přehledu uvedené systémy jsou většinou těsně spjaty s místem svého vzniku a jsou obtížně přenositelné. 2. zahraniční komerční LMS systémy – zde bych zmínil především systémy Learning Space, BlackBoard a systém WebCT. Jsou to všechny robustní systémy vhodné pro implementace pro libovolný počet studentů. Jsou to systémy etablované na mezinárodní scéně, kde jsou s jejich používáním velké zkušenosti (například WebCT se používá na 21
cca 20 univerzitách v Německu). Dají se dobře propojit s IS fakult a univerzit. Obsahují celou řadu nástrojů a velké množství volitelných nastavení. V rámci těchto systémů byla vytvořena celá řada vzdělávacích objektů dostupných v rámci multimediálních knihoven, které tak lze snadno přenést a použít. Rovněž jejich implementace je bezproblémová – např. instalace systému WebCT trvá zhruba 3 dny včetně zaškolení personálu. Všechno tedy hovoří pro tyto systémy, jejich nevýhodou jsou však poměrně velké finanční náklady (u WebCT stojí neomezená roční licence cca 16 tisíc USD, nejlevnější licence pro omezený počet uživatelů cca 3 000 USD – ceny v listopadu 2004). Částečně se však tyto prostředky vrátí v ušetřených nákladech na implementaci, provoz a údržbu systémů, které jsou oproti ostatním srovnávaných kategoriím nejmenší. 3. Microsoft Class Server – Microsoft Learning Gateway: v poslední době pozorujeme snahy implementovat systém, vyvinutý pro střední a základní školy, rovněž do vysokoškolského vzdělávání. Bohužel prozatím autorovi těchto řádků není známo, že by už na některé univerzitě byla životaschopná implementace, která by byla široce využívána. Navíc v žádném hodnocení LMS systémů nenajdeme Microsoft Class Server na předních místech, obvykle však není do hodnocení zahrnut, jelikož není odborníky považován za standardní systém. Pokud jde o srovnání jednotlivých funkcí, výrazně tento systém pokulhává za ostatními komerčními zahraničními systémy. Výhodou systému je zázemí velké firmy, nevýhodou především náročná implementace systému, jak z hlediska finančního, tak hardwarového i časového (viz kapitola 3.5.2). Pravděpodobně najde tento systém uplatnění v základním a středním školství, kde se předpokládá jeho provozování formou hostingu. Zde se jistě uplatní i jeho funkce pro rodiče, kteří mohou kontrolovat prospěch svých dětí a plnění domácích úkolů. Z hlediska potřeb vysokoškolského vzdělávání se v současnosti tento systém jeví jako funkčně nedostatečný, s přemrštěnými hardwarovými požadavky a časově i finančně náročnou implementací. 4. Open Source systémy – systém Moodle. Rozšířenost tohoto systému doma i ve světě svědčí o jeho velké oblibě, především díky jeho dostupností, ale i velice nenáročné intuitivní obsluze. Výhodou je, že systém lze snadno upravit dle podmínek prostředí ve kterém bude implementován a doplnit o případné chybějící funkce. Tato skutečnost však klade jisté nároky na personální zabezpečení a tím i na finanční zdroje. Dle mého názoru je to systém velice vhodný pro malé až střední implementace, například pro lokální instalace na malých fakultách, není však navrhován pro masívní nasazení např. jako celouniverzitní LMS. 5. Sakai project – velice zajímavý Open Source projekt, v němž zastoupení renomovaných univerzit při jeho tvorbě a velké finanční dotace svědčí o jeho velké perspektivě. Protože systém začal vznikat nedávno, není rovněž zatížen použitými zastaralými technologiemi. Rovněž Open Source prostředí je dle mého názoru vhodné pro akademické prostředí, protože poskytuje určitou akademickou svobodu při jeho implementaci. Jelikož však byl zveřejněn teprve nedávno (říjen 2004), je příliš brzo na
22
jeho zhodnocení. Bude nutno nejprve LMS prostudovat a následně prodiskutovat a zhodnotit.
4 VYUŽITÍ E-LEARNINGU PŘI VÝUCE FYZIKY NA FCH 4.1 Motivace Na fakultě chemické věnujeme velkou pozornost zavádění informačních technologií (IT) do výuky. Vzhledem k současnému pokroku IT jsou na absolventy kladeny nové požadavky na kvalifikaci absolventů. Je tedy třeba modifikovat klasickou formu výuky a přizpůsobit ji novým trendům. Nejedná se pouze o pochopení principů a základních funkcí prostředků IT, ale o zvýšení informační gramotnosti, aktivní využívání IT v každodenní odborné praxi. Z důvodu připravovaného přechodu na třístupňovou formu vysokoškolského vzdělávání dojde v následujících letech k redukci vyučovacích hodin ve všech základních předmětech tak, aby zbyl dostatečný rozsah na odborné profilové předměty v bakalářském stupni studia. Fyzika nebude výjimkou. Proto je třeba zefektivnit výuku tak, aby redukce vyučovacích hodin neměla vliv na kvalitu předávaných poznatků. Jedinou možnou cestou je to, že současný pedagog se z role „zdroje informací“ přesune do role „průvodce světem informací“. Z tohoto hlediska je pouhé převedení učebních materiálů do elektronické podoby a jeho zveřejnění na vysokoškolské síti nedostatečné a je třeba využít všech komunikačních možností, které informační technologie nabízí, a tím zajistit „přítomnost“ pedagoga a jeho pomoc a vedení kdykoliv to student potřebuje. Zároveň je nutno do stávajících elektronických studijních materiálů implementovat interaktivní prvky vhodné pro sebekontrolu úspěšnosti studia studentem a kontrolu průběhu studia učitelem. Nejedná se tudíž o zrušení prezenční formy studia a přechod na jeho distanční podobu, ale o důraz na efektivitu a kvalitu výuky. Cílem projektu je vytvoření interaktivních učebních opor, a tak dosáhnout zkvalitnění a zefektivnění výuky předmětů Fyzika I, II a Praktika z fyziky I, II, na jejichž poznatky systematicky navazují další předměty v rámci bakalářského i magisterského programu.
4.2 Současná situace Pro výuku fyziky na fakultě byl vytvořen Fyzikální informační server (FIS), na němž jsou umísťovány další zdroje informací k výuce fyziky, jako jsou například klasické studijní materiály převedené do elektronické podoby (skripta, návody k úlohám do Praktika z fyziky). Hlavní náplní činnosti tohoto FIS serveru je
23
zpřístupnění multimediálních studijních materiálů, především elektronické verze tištěných skript pro přednášky a praktika, částečně rovněž pro výpočetní cvičení,
zpřístupnění návodů k úlohám praktika ve formě www stránek. Tato forma umožňuje obohatit původní materiál tištěných skript o řadu ilustračních obrázků, barevných fotografií a animací. Velice se osvědčilo zejména pro lepší přiblížení obsluhy experimentálních pomůcek a přístrojů a pro vysvětlení práce s programy pro řízení experimentu a vyhodnocení experimentálních dat.
soubory obsahující programy, šablony a makra pro zpracování experimentálních dat u úloh vyžadujících jejich náročnější numerické zpracování.
uvedení širokého přehledu dalších kvalitních informačních zdrojů s fyzikální a chemickou tématikou
4.3 Připravenost studentů V souvislosti se snahami o zavedení e-learningu je nutno si položit otázku, jsou-li studenti na tuto výuku připraveni, zejména pokud jde o základní znalosti práce s výpočetní technikou a přístupu k výpočetní technice i mimo fakultu. Za tímto účelem byl na začátku zimního semestru letošního školního roku uspořádán mezi nastupujícími studenty prvního ročníku průzkum zaměřený mimo jiné na tyto otázky. Průzkumu se zůčastnilo 220 studentů, což představuje více než 80% přijatých studentů.Výsledky celého průzkumu budou po důkladném vyhodnocení zveřejněny na webových stránkách autora (http://www.fch.vutbr.cz/home/weiter/), pro navrhovaný projekt jsou relevantní především tyto skutečnosti:
Výuka Informatiky na středních školách nedosahuje potřebné úrovně, nicméně tento nedostatek je na Chemické fakultě odstraněn výukou v předmětu Chemická informatika I. a II. v 1. ročníku.
Studenti mají v převážné většině i mimo fakultu přístup k výpočetní technice, podrobné výsledky jsou uvedeny na obrázku 3. Nastupující studenti doposavad využívali počítače stejnou měrou ke své zábavě (brouzdání na Internetu, hraní her, hudba a filmy) a komunikaci, a rovněž při svém studiu na střední škole.
24
používání počítače
využívají počítač profesionálně mají vlastní počítač pravidelný přístup k počítači k počítači se dostanou náhodně naposled pracovali na SŠ s počítačem nepracovali 0
10
20
30
40
50
60
70
80
% studentů
Obrázek 1 Dostupnost počítačů mimo fakultu pro nastupující studenty FCH. S pomocí počítače si přivydělávám na živobytí Počítač používám jako běžný pracovní nástroj Naučil jsem se používat počítač jako multimediální nástroj k pobavení Bez počítače se už člověk dneska neobejde Myslím, že mi počítač může občas usnadnit práci Jsem náruživý hráč počítačových her Dělá mi velké problémy vyznat se v ovládání počítače Počítače jsou pro mě nutné zlo, které musím absolvovat Čím jsem od počítače dále, tím lépe 0
10
20
30
40
50
60
70
Obrázek 2 Vlastní hodnocení přístupu k výpočetní technice.
Studenti mají většinou zájem pracovat i v další výuce s výpočetní technikou, jak to dokládá obrázek 5. Počítače nechci ani vidět Počítače bych chtěl používat jen ve svém volném čase Měl bych zájem věnovat se v rámci odborné činnosti Počítače by měly být ve výuce jenom tam, kde je to nevyhnutelné V laboratorních praktikách pro zpracování experimentálních dat V laboratorních praktikách pro ovládání přístrojů Ve výpočetních cvičeních pro náročnější výpočty a simulace Všude, kde to půjde 0
10
20
30
40
50
60
Obrázek 3 Zájem o používání počítačů v další výuce.
Z těchto výsledků vyplývá, že studenti mají ve velké většině zájem o využití ICT prostředků ve výuce a že jsou jim tyto prostředky dostupné, což vytváří dobré podmínky pro zavedení e-learningu do výuky.
25
4.4 LMS Moodle Pro realizaci e-Learningového prostředí a podpor bude využit systém Moodle. Moodle ("Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment" - modulové objektově orientované dynamické vzdělávací prostředí) je softwarový balíček určený pro podporu prezenční i distanční výuky prostřednictvím online elektronických kurzů dostupných na WWW (CMS - course management system). Jedná se o neustále se vyvíjející projekt, navržený na základě sociálně konstruktivistického přístupu k vzdělávání. Moodle je volně šířitelný software s otevřeným kódem. Běží na Unix, Linux, Windows, Mac OS X, Netware a na jakémkoliv dalším systému, který podporuje PHP. Data jsou ukládána v jediné databázi (největší podpora pro MySQL a PostgreSQL, nicméně lze použít i Oracle, Access, Interbase, ODBC atd.) Moodle je poskytován zdarma jako Open Source software (spadající pod obecnou veřejnou licenci GNU). To v zásadě znamená, že je chráněn autorskými právy, ale poskytuje přitom uživatelům značnou svobodu.
4.4.1 Základní koncepty Podporuje sociálně konstruktivistickou pedagogiku a je vhodný pro plně distanční internetovou výuku i jako doplněk kontaktní výuky. Jednoduché, efektivní, široce kompatibilní, technicky nenáročné a intuitivní uživatelské rozhraní. Seznam kurzů nabízí popis každého kurzu i informaci, zda do něj mají přístup návštěvníci. Kurzy lze třídit do kategorií, kategorie lze prohledávat - každý server s Moodlem může podporovat tisíce kurzů. Většinu oblastí pro vkládání textu (zdroje, příspěvky do fór, záznamy do deníku atd.) lze editovat pomocí vestavěného WYSIWYG editoru HTML.
4.4.2 Správa systému Systém spravuje administrátor, který je určen během instalace. Doplňkový modul Vzhled umožňuje administrátorovi nastavit barvy, písma a rozložení stránek tak, aby vyhovovaly místním potřebám. K stávajícím instalacím Moodlu lze přidávat doplňkové moduly činností. Doplňkové moduly jazyků umožňují plnou lokalizaci do jakéhokoliv jazyka. Jazykové balíčky lze upravovat pomocí vestavěného webového editoru. V současné době existují balíčky pro více než 34 jazyků.
4.4.3 Správa uživatelů Cílem je omezit nutnost zásahů administrátora na minimum a přitom zachovat vysoký standard zabezpečení. Díky doplňkovým modulům podporuje řadu ověřovacích mechanismů, které umožňují snadnou integraci do stávajících systémů. Standardní emailová metoda: studenti si mohou vytvářet své vlastní účty. Uvedou při tom e-mailovou adresu, která se ověřuje potvrzením po obdržení e-mailu. 26
Každá osoba potřebuje pro celý systém pouze jeden účet; pro různé účely lze účtu přiřadit různá práva. Administrátor řídí zakládání kurzů; učitelem kurzu může stanovit libovolného uživatele. Administrátor může stanovit tvůrce kurzů; ten je pak oprávněn vytvářet kurzy a určovat pro ně učitele. Učitel může pro každý kurz stanovit "klíč k zápisu", aby do něj měli přístup pouze oprávnění studenti. Učitelé mohou studenta také ručně odhlásit. Jinak je student odhlášen automaticky, pokud po určitou dobu, kterou nastaví administrátor, nevyvíjí žádnou činnost.
4.4.4 Správa kurzů Každý učitel s právem editace má plnou kontrolu nad nastavením kurzu, včetně práva omezovat ostatní učitele. Široká nabídka možných činností v kurzu: fóra, deníky, testy, materiály, hlasování, dotazníky, úkoly, chat, workshop. Většinu oblastí pro vkládání textu (materiály, příspěvky do fór, záznamy do deníku atd.) lze editovat pomocí vestavěného WYSIWYG editoru HTML. Všechna hodnocení z fór, deníků, testů a úkolů mohou být zobrazena na jedné stránce (případně uložena jako soubor pro zpracování v tabulkovém procesoru) Rozsáhlé možnosti sledování a zaznamenávání činnosti uživatelů - podrobný záznam a grafy činnosti každého studenta v libovolném modulu (poslední přístup, počet čtení) a také přehledná "historie" studenta v kurzu na jediné stránce, tj. záznam o všech jeho činnostech včetně zápisů do deníku, přispívání do fór atd.
5 KONCEPCE REALIZACE Koncepce popsaná v této části je postupně realizována, do výuky bude v plném rozsahu zavedena v nastávajícím semestru. Software Moodle by měl výrazně rozšířit stávající možnosti především v těchto oblastech: prezentace a cílená distribuce studijních materiálů, možnosti (řízené) komunikace mezi studenty a pedagogy a studenty navzájem, zadávání úkolů pro studenty a skupiny studentů, spolupráce na řešení jednotlivých úkolů mezi studenty, testy, autotesty. K jednotlivým úlohám do praktika z Fyziky I a II budou studentům k dispozici v rámci elearningových podpor tyto funkce:
Návod ke konkrétní úloze – elektronické skripta (teoretické základy, postup při měření a zpracování naměřených hodnot, stimulující otázky k danému tématu). Jsou zpracována ve formátu *.pdf. Mají funkční křížové odkazy umožňující snazší hledání kapitol, rovnic, obrázků apod. Elektronická verze umožňuje operativní opravy chyb, aktualizaci a případné stahování jednotlivých kapitol k potřebě studentů. Předpokládá se další doplnění odkazů především na stránky s encyklopedickým obsahem pro výklad klíčových slov v záhlaví jednotlivých kapitol, případně dalších odkazů. 27
Text obsahující informace o provázanosti daného tématu s jiným předmětem.
Zkušební test - ke každé úloze praktika byly vytvořeny elektronické testy, které na začátku každé hodiny prověří úroveň přípravy studentů na úlohu a zároveň objektivně eliminují z další činnosti zcela nepřipravené jednotlivce. Jako testovací systém byl použit komerčně dostupný doSystem. Pro jednotlivé úlohy byly vytvořeny databáze otázek a možných odpovědí, z nichž se sestavují testy. Tyto testy budou v pozměněném stavu součástí učební opory, studenti tedy budou mít možnost připravit se lépe na vstupní test do laboratoří.
Animace a videoklipy pro snadnější a názornější vysvětlení obtížných témat. Obsluha přístrojů není hlavním tématem výuky a proto v této fázi je studentům věnována zásadní pomoc. K jejímu zjednodušení přispěly videoklipy s výkladovým zvukovým doprovodem zachycující obsluhu přístrojů. Je jimi vybaveno všech 24 úloh. Jejich trvání je nejvýše 5 minut. Jednotlivé PC jsou vybaveny zvukovými kartami a sluchátky. V úvodu laboratorního cvičení se tak nahradí podstatná část činnosti učitele, který tak může jen doplňovat, co nebylo dostatečně pochopeno. Výhodou je rovněž možnost opakovaného spouštění podle potřeby naproti tomu opakovanému dotazování často brání ostych studentů.
Odkazy na zajímavé internetové stránky s obsahem vztahujícím se k danému tématu.
Ankety.
Nástroje pro komunikaci mezi studenty navzájem, studenty a pedagogy (chat, diskuze).
28
6 ZÁVĚR V první části této práce byl uveden přehled současného stavu e-learningu na českých univerzitách. Jak vyplývá z tohoto přehledu, pouze na málo univerzitách je věnována soustavná pozornost e-learningovým technologiím. Doposud se obvykle jedná o skupinky nadšenců, kteří se této tématice věnují. Jejich výsledky však s sebou přinášejí příslib, že se tato situace se bude velice rychle měnit k lepšímu a e-learning zapustí pevné kořeny i na ostatních univerzitách. Druhá část práce je věnována konkrétní aplikaci e-learningových technologií ve výuce fyzikálního praktika. Přestože celý projekt je prozatím ve stádiu probíhající realizace, jeho výsledky jsou postupně uváděny do výuky a již nyní můžeme pozorovat jeho první výsledky. Výše uvedená koncepce přinesla zvýšení efektivity a atraktivity výukového procesu, pozorovali jsem zvýšení motivace studentů pro studium fyziky. Prezentace studijních materiálů na serveru zajistila jejich mnohem větší dostupnost a umožnila nabídnout studentům daleko bohatší prostředí pro výuku než klasické výukové materiály. Interaktivní charakter materiálu stimuluje aktivitu studenta při získávání nových poznatků na rozdíl od standardního pasivního přístupu „čtenáře skript“. Pořízení videozáznamů zachycující podstatu daného experimentu a znázorňující ovládání jednotlivých přístrojů včetně komentáře instruktora přispělo k lepšímu pochopení dané laboratorní úlohy ještě před jejím vykonáním a také fakt, že se student během praktika může plně soustředit na fyzikální princip úkolu místo na ovládání přístroje. Obdobný účinek mělo rovněž odbourání často zdlouhavého, monotónního manuálního získávání dat a jejich nahrazení počítačem řízeným experimentem u úloh, kde to bylo opodstatněné. Využití počítačů při vyhodnocování experimentálních dat vytvořilo okamžitou zpětnou vazbu pro studenty o správnosti naměřených výsledků. Samozřejmě že tato pozitivní odezva se netýká ve všech bodech všech studentů, nicméně prozatím jsem nepozorovali žádný negativní dopad. Prozatím lze tedy zhodnotit tento projekt jako úspěšný, nicméně konečné hodnocení může být provedeno až s časovým odstupem minimálně jednoho roku, ve kterém budou e-learningové technologie naplno zapojeny do výuky.
29
7 SLOVNÍK POUŽITÝCH POJMŮ A ZKRATEK
Blended learning
označení pro kombinovanou výuku = propojení standardní výuky (prezenční) s e-learningem CBT (computer based training) počítačem podporovaná výuka většinou realizovaná v podobě blended learning za pomoci CDROMů, DVD apod. e-learning E-learning je vzdělávací proces, ve kterém používáme multimediální technologie, Internet a další elektronická média pro zlepšení kvality vzdělávání. Learning environment Prostředí pro učení: Jedná se o integrovanou softwarovou aplikaci, která podporuje online studium v organizaci. Často tento software zahrnuje také podporu pro vkládání výukových materiálů a řízení studia. Software je obvykle charakterizován výukovým portálem pro zápis do kurzů a vlastním portálem studenta zajišťujícím ochranu jeho soukromých dat. Learning object Znovupoužitelné vzdělávací objekty. Příklady vzdělávacích objektů jsou jednotlivé digitální obrázky, části textů a jednoduché animace, ale i celé webové stránky, které obsahují text, obrázky, další média či aplikace a které mohou přenášet relativně malý, ale komplexní výukový modul (blok). Learning objective Cíl studia: Zásadní prohlášení týkající se cíle, kterého chceme studiem dosáhnout. Stanovený cíl musí mít stanoven i způsob měření a jeho vyhodnocení. Learning portal Výukový portál: Webová stránka, která nabízí studujícím nebo organizacím přístup k výukovým kurzům a studijním materiálům, přístupným na Internetu nebo Intranetu. Přístup poskytují provozovatelé výukových portálů obvykle prostřednictvím hesla. LMS (learning LMS (systém pro řízení výuky): Software, který umožňuje management system) automatizovanou administraci výukových případů. Nenahrazuje organizaci studia. Jeho součástí mohou být podprogramy na: · Vkládání obsahu kurzů, včetně ochrany autorských práv · Řízení virtuálních tříd · Nástroje na měření změny znalostí, dovedností a kompetencí · Nástroje na řízení vzdělávacích potřeb · Ověřování znalostí a certifikaci · Přizpůsobení obsahu uživatelům · Pomoc studentů se studiem prostřednictvím E-tutorů (instruktor) · Chat · Diskuzní fóra SCORM (Sharable Content Object Reference Model) - standardizační formát, e-learningová norma
30
Tutor
WBT
učitel v DiV", nepředává informace (tuto funkci obstarává distanční text), ale motivuje, působí na studenty, vede je v jejich studiu (Web Based Training) - výuka prostřednictvím Internetu analogický pojem k CBT. Výuka probíhá zpravidla prostřednictvím Internetu (či intranetu)
8 LITERATURA 1. Květoň K., sborník příspěvků ze semináře a soutěže eLearning 2004, s. 305, Gaudeamus, 2004 2. ww.virtuniv.cz/virtuniv/seminare_virtuniv/rocnik2003/2r_4s_soubory_23_05_2003/sar manova.ppt - prezentace věnovaná LMS systému Barborka 3. Květoň K., sborník příspěvků ze semináře Belcom’04: e-learning v české a slovenské republice, s. 19, ČVUT v Praze, 2004 4. Paulová J., sborník příspěvků ze semináře Belcom’04: e-learning v české a slovenské republice, s. 46, ČVUT v Praze, 2004 5. Zimola B., sborník příspěvků z konference eLearning ve vysokoškolském vzdělávání 2004, s. 169, UTB ve Zlíně, 2004 6. Paulová J., sborník příspěvků ze semináře a soutěže eLearning 2004, s. 10, Gaudeamus, 2004 7. Klimeš C., sborník příspěvků z konference eLearning ve vysokoškolském vzdělávání 2004, s. 127, UTB ve Zlíně, 2004 8. Zochová Z., Šimák B.: Podpora výuky na ČVUT v Praze, příspěvek na semináři a soutěže eLearning 2004 9. Pikner T., Šimák B., sborník příspěvků ze semináře a soutěže eLearning 2004, s. 351, Gaudeamus, 2004 10. Salyk O., Weiter M., Kuřitka I., Dokoupil N., Otevřel M., Broža P., Schauer F, and Lustig F. Physics Laboratory Experiments Using Data Collection, Evaluation and Simulation. Proceedings of the PTEE conference, KU Leuven, Belgium, (2002) 11. Weiter M., Šormová H., Salyk. O., Zmeškal O., sborník příspěvků ze semináře Belcom’04: e-learning v české a slovenské republice, s. 91, ČVUT v Praze, 2004 12. Salyk O., Weiter M., sborník příspěvků z konference eLearning ve vysokoškolském vzdělávání 2004, s. 140, UTB ve Zlíně, 2004
31
