Papp Gyula:

Tanulásirányítási rendszer megvalósítási lehetőségei Web-alapú oktatási környezetben

A számítógépek oktatási eszközként történő felhasználása közel egyidős az elektronikus számítógépek elterjedésével. A kezdetektől léteztek grandiózus tervek arra, hogyan lehetne számítógépekre alapozva létrehozni oktatási rendszereket, azonban erőforrások híján erre még sokáig kellett várnunk. A számítástechnika rohamos fejlődésének köszönhetően ez manapság nem álom. Mindig is léteztek számítógépes oktatóprogramok, melyek egyre tökéletesedtek, s egyre több szolgáltatást nyújtottak, ám ezekről még nem mondhatjuk el, hogy komplex oktatási rendszerek lennének.

Ahhoz, hogy oktatási rendszereket lehessen létrehozni – azok minden ismérvével –, a hálózati technológiáknak kellett oly mértékben fejlődni, hogy ilyen komplex szerveződéseket lehessen létrehozni. Ma az Interneten rengeteg tananyagot kínáló szervezet található. Mind a piaci szféra, mind a felsőoktatási intézmények készítenek Web-alapú oktatási anyagokat, sőt léteznek már virtuális egyetemek is, melyek csak a hálózaton kínálják szolgáltatásaikat.

Több érv szól amellett, hogy az Internetet használjuk oktatásunk színteréül. A felsőoktatásban e mellett szólhat a hallgatói létszám emelkedése, ezen belül is jelentős az utóbbi években a 25 éven felüliek arányának dinamikus növekedése. Ennek a korosztálynak – családi és munkahelyi elfoglaltsága miatt – nem kedveznek a hagyományos épülethez, teremhez kötött oktatási formák. Egy másik érv lehet az ismeretek gyors elévülési ideje. A technológiai ágazatokban ez komoly problémát okoz. Hagyományos körülmények között megoldani a továbbképzést sokszor nehezebb: termet, oktatót biztosítani. A könyvek átfutási ideje hosszú, ugyanakkor nehézkes a tartalom módosítása. Az Internet ezzel szemben folyamatos frissítési lehetőséget kínál.

Ahhoz, hogy oktatási rendszerekként működjön egy Web-es tananyag, menedzselhetőnek kell lennie. Rengeteg olyan adatot kell nyomon követnie a szolgáltatónak, amelyek a kínált tananyag feldolgozásával kapcsolatosan képződnek, s melyek elengedhetetlenül szükségesek például a tanuló kompetenciájának megállapításához. Adatokat kell gyűjteni a kurzus használatával kapcsolatosan, a kurzusban résztvevő tanulók adminisztratív adatairól, a tanulók tevékenységéről, s a tevékenységük eredményességéről, az ebből következő tanulói navigációt szabályozó adatokról. Egyes tanulói tevékenységekről részletes adatnyilvántartást célszerű vezetni. A rendszerben képződhetnek számított adatok, melyek egyrészt az adott kurzus tökéletesítéséhez, másrészt új kurzusok megszervezéséhez adhatnak támpontot.

Az adatok nyomon követésére több módszer alakult ki, ám ezek alkalmazása függ a szolgáltatás célkitűzéseitől, s a vállalható költségektől, illetve a technikai lehetőségektől.

Az adatok rögzítésének egyik egyszerű módja, ha állományba gyűjtjük azokat. A file-alapú adatkövetést használó rendszerek többnyire a tanuló merevlemezén, egy előre meghatározott könyvtárba gyűjtik az adatokat, általában szöveges állományba. Előfordul kódolt, vagy bináris állományok használata is, melyekhez speciális olvasóprogramok tartoznak. Ebben az esetben alkalmazható az állomány jelszavas védelme is, de a biztonságosság szempontjából jobbak azok a rendszerek, amelyek az állományt szerver-oldalon hozzák létre. A módszer ellen szól az, hogy csak kis mennyiségű adat követése esetén hatékony.

Egy másik egyszerű módszer, ha a képződő adatokat e-mailben generálva küldjük el a kurzus vezetőjének, vagy egy központi címre. Nagy mennyiségű adat követése esetén ez a módszer sem ajánlott. Bár általában a módszer nem követel speciális szoftvert, ezért költségkímélő, de – akárcsak a file-alapú követésnél – a kapott adatok kiértékelése nem valós időben történik, a diák nem kap azonnali visszajelzést. Ráadásul a kapcsolat sem minden esetben garantált, s ez további gondokat okozhat az adatok elmentésével kapcsolatosan.

Az adatbázison alapuló adatkövetés már sokkal flexibilisebb, biztonságosabb, s több megvalósítási lehetőséget kínál. Az egyik lehetőség az ODBC felület használata, aminek esetleg a Microsoft szoftverlicencek miatt költségnövelő hatása lehet. A másik megoldás a szerver-oldali szkriptek alkalmazása (ASP, JSP, CGI, PHP), ami mondjuk az Apache, MySQL, PHP esetén a szoftverek ingyenes volta miatt igen kedvezőnek mondható. A módszer előnyei a magas fokú skálázhatóság, az adatok titkosíthatósága, az adatbázishoz más alkalmazásokkal is hozzáférünk, viszont speciális programozási, adatbázis-kezelési szakismeretet kíván meg, valamint folyamatos adminisztrálást és karbantartást követel.

Az LMS (Learning Management System) az előbbieknél összetettebb rendszer, mely több feladatot integrál magába. Az LMS felületet és a tananyaghoz való hozzáférést biztosít a rendszer tagjainak (felhasználók, szerzők, adminisztrátorok); indítja, és folyamatosan kezeli a tananyagokat. Az LMS a diákok eredményének figyelésén, a tananyag szervezésén túl tartalmazhat kiegészítő modulokat: szerzői rendszert, tesztkészítő modult.

Az LMS megvalósításával kapcsolatosan viszonylag korán felmerültek egységesítési, szabványosítási törekvések. Az első ilyen szervezet az AICC – Aviation Industry CBT Committee (http://www.aicc.org/) 1988-ban jött létre, s irányelveket fogalmaznak meg CBT (Computer-Based Training) majd később a WBT (Web-Based Training) rendszerek CMI (Computer Managed Instruction) kompatibilitását elősegítendő. Az AICC szabványjavaslatokat és ajánlásokat tett közzé ezzel kapcsolatosan, valamint hitelesítő eljárásokat folytatnak le független tesztlaborok bevonásával. A ‘90-es évek második felében a folyamat újabb lendületet kapott, új szervezetek jöttek létre hasonló céllal: DC (Dublin Core Metadata Initiative – 1995, http://dublincore.org), ADL (Advanced Distributed Learning – 1997, http://www.adlnet.org), IMS (IMS Global Learning Consortium Inc. – 1997, http://www.imsglobal.org); és csatlakoztak a folyamathoz más szervezetek is (ISO, IEEE-LTSC – Learning Technology Standards Committee). E szervezetek (és több kisebb jelentőségű szervezet, ill. intézmény) egymással szorosan együttműködve a kor kihívásainak figyelembevételével az LMS rendszerek új szabványainak kidolgozásán munkálkodnak.

A cél olyan szabványegyüttes megalkotása, amely az oktatási anyagok kompatibilitásának alapjait teremti meg, egységes felületet biztosítva a felhasználóknak, függetlenül attól, hogy az adott tananyag hol található, kinek a tulajdonát képezi, milyen szoftverekkel állították elő. Az elvárások az új rendszerekkel kapcsolatosan, hogy ...

• újrahasznosítható elemekből építkezzenek,

• testre szabható tananyagokat lehessen összeállítani bennük,

• legyenek interoperábilisak, azaz az adott tananyagot csekély módosítással más oktatási környezetben is lehessen alkalmazni.

Az elemzők azt várják, hogy amennyiben sikerül néhány egységes szabványt bevezetni, a Web-alapú oktatási ágazat exponenciális fejlődésen mehet keresztül. Azok a vállalatok, intézmények, amelyek bevezetik a szabványokat, sokkal szélesebb kínálatot tudnak biztosítani a felhasználóknak, jelentéktelennek mondható plusz ráfordításokkal, s így gazdaságossági mutatóik jelentősen javulhatnak.

Ez azonban további kérdéseket vet fel, ugyanis ehhez megfelelő oktatófelületre van szükség, valamint megoldásra vár a többnyelvűség kérdése, illetve az oktatási moduloknak olyan azonosítási lehetőségeket kell tartalmaznia, melyek egyértelműen azonosítják a modul “gazdáját”. Rendezni kell az ezzel kapcsolatos jogi kérdéseket, a szerződéskötés, fizetés és az adatvédelem formáit és lehetőségeit.

Ahhoz, hogy mindezt meg lehessen valósítani, a szabványosításnak a következő területeken kell bekövetkezni:

• új tartalom-modell fejlesztése,

• a meta-adat modellek szabványosítása,

• a szabványos futtató környezet leírása,

• a tanulók leírásával kapcsolatos modellek megalkotása.

Mindez úgy valósítható meg, hogy a tananyagot független, elemi részekre, objektumokra bontjuk le. Ez az objektum-orientált megközelítés teszi lehetővé az újrahasznosíthatóságot, valamint a cserélhetőséget. Az objektumok tartalmi és meta-adat részből állnak. A tartalmi rész egy vagy több tartalmi elemből állhat. Egyes javaslatok megengedik a rendszerben az elemi tartalmi alapegységek (szöveg, kép, hanganyag, stb.) önálló definiálását. A minél szélesebb körben való felhasználás érdekében az objektumok nem tartalmazhatnak a kontextusra vonatkozó információkat, semmilyen sorrendre vonatkozó utasítást. Csak az objektumon belüli sorrend definiálása megengedett.

Ebből következik, hogy a kontextusra vonatkozó információkat magában a kurzusban kell megadni. Ez úgy történhet, hogy az oktatási objektumokban linkeket helyezünk el, melyek a tananyagon kívüli információkra mutatnak.

Tehát lesz egy specifikáció, amely az objektumok alkotásának modellje lesz, s lesz egy modell, amely az adott kurzus lehetséges felépülésének, szervezésének módját határozza meg.

A meta-adatok lehetővé teszik az objektumok célzott keresését. Segítséget nyújt az objektumok, tananyagok indexeléséhez, katalogizálásához és elősegíti, hogy a felhasználó gyorsan megtalálja az igényeinek leginkább megfelelő kurzust. A meta-adatok leírása ma már szinte kizárólag XML-alapú. Az egyik legkidolgozottabb megoldás az IMS által kidolgozott tartalom-csomag leírás, melyet több szervezet átvett, s beépített ajánlásába. A szabványosításban résztvevő szervezetek némelyike csupán specifikációkat termel, s vannak szervezetek, amelyek e specifikációk alapján – esetleg módosítva, javítva azokat – konkrét megoldásokat kínál.

A meta-adatok talán leginkább elfogadott alapját az LTSC LOM (Learning Objects Metadata) modellje alkotja, mellyel együtt alkalmazzák az IEEE LOM-szótárát, amely több ponton ajánlást fogalmaz meg a meta-adatok lehetséges értékeire. Gyakorlatilag a mérvadó szervezetek ebből kiindulva fogalmazzák meg saját ajánlásaikat.

Az LMS rendszerek működéséhez szükség van egy futtató környezetre, amellyel megvalósítható a kurzusesemények adminisztrálása. A piacon egyre több olyan termék kapható, amely erre a feladatra kínál megoldást. Több terméknek van magyar forgalmazója is (pl.: Aspen szerverek: Aspen Content Development Server, Aspen Learning Management Server, Aspen Learning Experience Server; WBT Manager™ ). A szabványosítás oldaláról a cél az, hogy jól körülírjuk azt, hogy milyen tevékenységeket kell figyelemmel kísérni, és hogyan. Szükség van szerver-oldali alkalmazásra, kliens oldalon egy API adapterre, amely adatot szolgáltat a szerver számára, s nem utolsó sorban a tartalom-csomagok tartalmazzanak olyan elemeket, amelyek együttműködnek az API adapterrel (pl.: JavaScript). Ezen a területen az AICC CMI adatmodelljét adaptálják a leggyakrabban. Az AICC-nek nagy tapasztalata van ebben, hitelesítési eljárásának köszönhetően.

A szabványosításban integráló szerepet tölt be az ADL, mely az amerikai Védelmi Minisztérium és a Fehér Ház Tudományos és Technológiai Irodájának kezdeményezésére jött létre. Célja nem csupán az elektronikus oktatási formák szabványosítása, hanem az új technológiák terjesztése is. Mintegy tanácsadó szervezet egyrészt ajánlásokat fogalmaz meg, meghatározza a fejlesztendő oktatási rendszerekkel kapcsolatos kritériumokat, s ezek alapján – elsősorban a minisztérium oktatási igényeinek kielégítésére konkrét alkalmazásokat fejlesztenek. Az általuk kidolgozott modell a SCORM™ (Sharable Content Object Reference Model) jól definiált leírást tartalmaz mind a tartalom, mind a meta-adatok, s a futtató környezetre vonatkozóan. Munkájuk alapjául az IEEE LOM meta-adat szótára, az AICC tartalomstruktúra és API leírása, valamint az IMS tartalom-csomag és XML meta-adat kapcsolat modellje szolgált. Ma már az ADL szabványok szerinti hitelesítési eljárásra is van mód.

Az ADL eltökélt célja, hogy az új Web-alapú oktatási technológiák alkalmazásával intelligens oktatási rendszereket alkosson (Intelligent Tutoring System – ITS). A Védelmi Minisztérium számára fejlesztett ITS rendszerek hatékonyságvizsgálatai szerint e rendszerek több mint száz százalékkal jobb teljesítményt mutatnak a hagyományos oktatási formákhoz képest.

A tananyag elemi objektumokra bontása eleve lehetővé teszi az elemek cseréjét, s így valóban alkothatók olyan rendszerek, amelyek a tanuló teljesítményeinek alapján – az adott válaszból – valós időben generálják a következő oktatási egységet. Így a tananyag mindig egyénre szabott lesz, illetve alkalmazkodik az adott szituációhoz.

Az említett szabványosítási törekvésekben megfogalmazottak magukban hordozzák, hogy a közeljövőben egyre több, az eddigieknél sokkalta hatékonyabb Web-es oktatási alkalmazással fogunk találkozni. Hogy ez a felsőoktatásban is teret kapjon, ma kell megtenni a kezdeti lépéseket. A kreditrendszerre való átállás implikálja a tananyagok átjárhatóságának és kompatibilitásának a biztosítását, s az új oktatástechnológiai szabványok jó alkalmat teremtenek ehhez.

Irodalom:

Betsy Bruce, Carol Fallon, William Horton: Getting started with online learning Macromedia Inc. 2000. október (http://www.macromedia.com)

IMS Content Packaging Best Practice Guide Version 1.1.2 / 2001. augusztus (http://www.imsglobal.org)

IMS Content Packaging Information Model Version 1.1.2 / 2001. augusztus (http://www.imsglobal.org)

IMS Content Packaging Best XML Binding Version 1.1.2 / 2001. augusztus (http://www.imsglobal.org)

The SCORM Overview – ADL Initiative Sharable Content Object Reference Model (SCORM™) Version 1.2 2001. október 1. (http://www.adlnet.org)

The SCORM Content Aggregation Model Version 1.2 2001. október 1. (http://www.adlnet.org)

The SCORM Run-Time Environment Version 1.2 2001. október 1. (http://www.adlnet.org)