Модели и методы представления информации в задачах построения базовых сервисов образовательных информационных систем

Кузин, Дмитрий Александрович

Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)

автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Модели и методы представления информации в задачах построения базовых сервисов образовательных информационных систем

кандидата технических наук: Кузин, Дмитрий Александрович
город: Сургут
год: 2006
специальность ВАК РФ: 05.13.01

Диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению на тему «Модели и методы представления информации в задачах построения базовых сервисов образовательных информационных систем»

Автореферат диссертации по теме "Модели и методы представления информации в задачах построения базовых сервисов образовательных информационных систем"

На правах рукописи

Кузин Дмитрий Александрович

МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ В ЗАДАЧАХ ПОСТРОЕНИЯ БАЗОВЫХ СЕРВИСОВ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

05.13.01 —системный анализ, управление и обработка информации

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Сургут 2006

Работа выполнена в Сургутском государственном университете ХМАО

Научный руководитель - Доктор технических наук, профессор

Цапко Геннадий Павлович

Официальные оппоненты - Доктор технических наук, профессор

Певзнер Леонид Давидович

Кандидат физико-математических наук Семенов Сергей Петрович

Ведущая организация - Федеральное государственное научное

учреждение «Российский государственный институт открытого образования», г. Москва

Защита состоится 22 ноября 2006 г. В 15:00 часов на заседании регионального диссертационного совета КМ S00.005.02 при Сургутском государственном университете ХМАО по адресу: 628408, г. Сургут, Тюменской обл., ул. Энергетиков, 14, зал заседаний Ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СурГУ

Автореферат разослан « £0 » 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н, доцент

Ф.Ф. Иванов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современные информационные педагогические технологии позволяют перенести образовательный процесс (частично или полностью) в виртуальную информационно-образовательную среду (ИОС), которая представляет собой совокупность программно-технических средств, информационных ресурсов, а также набора моделей и сценариев применения их в образовательном процессе.

Информационные образовательные ресурсы являются важнейшим содержательным элементом ИОС. До недавнего времени основной проблемой разработки электронных образовательных ресурсов было отсутствие универсального общепринятого формата их представления. На определенном этапе внедрения информационных технологий в образовании (1990 - 2000 гг.) было создано большое количество цифровых образовательных ресурсов и программ-оболочек для их обработки и представления, причем какие-либо средства взаимодействия между такими системами отсутствовали. Точно также отсутствовали общие соглашения относительно форматов представления информации в таких системах. Отсутствие унифицированных правил и формата представления ресурсов, равно как и специфические правила, определенные локально в конкретной системе резко уменьшают сферу применимости ресурса и ограничивают его жизненный цикл. . ■ . . - ■ ■

Использование технологий WEB, получивших в последнее время наибольшее распространение в качестве среды для создания информационных образовательных ресурсов, отчасти смягчает ситуацию. Среда WEB позволяет использовать универсальные идентификаторы ресурсов (URI), стандартизирует форматы представления наиболее распространенных видов информации и предоставляет необходимый набор средств обеспечения интерактивности (гипертекст). Вместе с этим, за несколько лет интенсивного развития потенциал существующей версии WEB оказался в значительной мере исчерпанным. Причиной этому в первую очередь являются слабые стороны языка HTML, как основного средства представления данных в WEB, заключающиеся в отсутствии метаданных в HTML-документах, которые описывали бы их структурные и семантические (смысловые) свойства. Данное ограничение является следствием того, что язык HTML ориентирован в основном на отображение документа, а не на его содержание. В результате, отсутствие поддержки метаданных не позволяет осуществлять эффективный целенаправленный поиск информации в огромном массиве WEB-документов, Созданные для этой цели поисковые сервисы, реализующие технику контекстного поиска, в большинстве случаев оказываются малоэффективными, так как не позволяют проводить поиск с учетом структуры, назначения и других свойств информационных ресурсов. Отсутствие метаданных в HTML-документах не позво- -ляет осуществлять проверку целостности их структуры и содержания. Кроме того, существенным ограничением языка HTML является его закрытость, то есть невозможность добавления пользователем новых элементов для расширения функциональности языка.

Важным аспектом проблемы разработки и использования образовательных ресурсов является унификация способов их представления. ИОС состоит из множества взаимодействующих компонентов - образовательных порталов, электронных библиотек, автоматизированных информационных систем, систем тестирования,

программ-конструкторов образовательного контента и т.д. Важнейшей характеристикой ИОС является её целостность, которая, прежде всего, достигается интеропе-рабельностью ее компонентов. Интероперабельность обеспечивается путем унификации форматов представления и правил обмена информацией. Таким образом, ключевой задачей при построении современных ИОС является разработка и стандартизация моделей и методов представления ее содержательной части - образовательных информационных ресурсов (контента). Необходимо отметить, что принятие решений в этой области является очень ответственным шагом, т.к. в связи с инерционностью процессов, связанных с обработкой больших массивов информации, корректировать такие решения в дальнейшем очень трудно.

В настоящее время в области стандартизации представления образовательной информации выработано четкое понимание принципов и подходов, которые необходимо использовать при решении указанной задачи. Существуют спецификации для представления образовательного контента различного назначения. В мире создано и используется множество программных систем, реализующих технологию компьютерной поддержки обучения, конструирования и доставки обучаемому учебного контента. Специализированные образовательные информационные системы представлены на рынке большинством крупных производителей ПО — Microsoft Class Server, Oracle ¡Learning, IBM Learning Space и др. Тем не менее, использование таких систем в практике Российского образования до сих пор носит экспериментальный характер, а современные модели и методы представления образовательных ресурсов до сих пор не нашли широкого применения. Серьезным препятствием этому является сложность отражения с помощью международных моделей всей специфики Российского образования, стандартов и норм организации учебного процесса. Основными причинами этого являются следующие:

1. Программные средства мировых производителей ориентированы на систему образования зарубежных стран, и стоимость их внедрения является слишком высокой для бюджета отечественных образовательных учреждений.

2. Главной сферой применения таких систем являются корпоративные системы обучения, в которых основной единицей учебного процесса является учебный курс, а не образовательная программа.

3. В большинстве зарубежных образовательных систем не реализована поддержка интегральных сущностей - учебных планов, специальностей, направлений подготовки.

4. Отсутствуют формы принятого в России документооборота. Используемая терминология не соответствует принятой в отечественной системе образования. Зарубежное ПО для образовательных систем зачастую не локализовано.

Данные причины являются фактором, повышающим интерес Российского образования к отечественным программным системам. При этом ключевым фактором их успешной разработки и внедрения является применение адекватных моделей представления образовательной информации. В условиях, когда международные стандарты представления образовательной информации недостаточно востребованы Российскими разработчиками по объективным причинам, является актуальной задача создания такой модели представления контента, которая бы адекватно отражала требования системы образования. При этом использование мирового опыта при разработке стандартов на представление образовательной информации является целесообразным, т.к. позволит создать предпосылки для

интеграции отечественной системы образования в мировое информационное образовательное пространство, трансферта результатов научной и методической деятельности и выхода Российских образовательных учреждений на мировой рынок образовательных услуг.

Вышесказанное определяет необходимость проведения глубокого анализа существующих моделей представления образовательной информации, исследования возможностей их расширения и адаптации, а также создания дополнительных моделей и методов их представления, адекватно отражающих требования Российского образования, с учетом их интеграции в общую структуру существующих моделей. Разработка соответствующих спецификаций и поиск оптимальных технических решений является важнейшей и первостепенной задачей в контексте процесса информатизации системы образования.

Основной целью работы является разработка и формализация инфологи-ческой модели представления образовательного контента, выполняющей роль технической спецификации при проектировании базовых сервисов информационных образовательных систем, отвечающей требованиям универсальности, совместимости с международными стандартами представления образовательной информации и обладающей достаточной выразительностью для отражения специфики отечественной системы образования.

Основные задачи работы, определяемые сформулированной выше целью, состоят в следующем:

1. Исследование и анализ существующих моделей и методов представления образовательной информации, а также способов классификации и каталогизации информационных образовательных ресурсов.

2. Разработка и реализация метода формального представления расширенной информационной модели метаданных LOM и ее прикладных профилей, а также способов компьютерной обработки такого формального представления.

3. Построение типологии образовательных объектов и разработка на ее основе универсальной инфологической модели представления образовательного контента, совместимой с базовыми международными стандартами представления образовательной информации, а также ее формализация с возможностью дальнейшей компьютерной обработки.

4. Исследование и анализ архитектуры и функций современных образовательных информационных систем. Разработка методики формирования профиля образовательной информационной системы.

5. Разработка архитектурных вариантов программно-технической реализации базовых сервисов образовательных информационных систем по обработке образовательных объектов и их метаданных.

6. Создание прототипов программных инструментальных средств, реализующих технологию создания, редактирования и доставки обучаемому образовательных объектов.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе применены методы представления слабоструктурированных данных при помощи стандартов платформы XML и ее окружения: Extensible Markup Language (XML), Namespaces in XML, XML Schema Definition Language (XML Schema), XSL Transformations (XSLT), Document Object Model (DOM) в среде Altova XMLSpy Enter-

prise Edition, а также методы структурного и объектно-ориентированного программирования в среде Microsoft Visual Studio.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Предложен оригинальный подход к решению задачи построения интегральных сущностей образовательного контента, заключающийся в определении иерархии типов образовательных объектов и их атрибутов в собственном пространстве имен с импортированием его в базовую модель IMS Content Packaging.

2. Впервые на основе проведенного анализа предложена типология образовательных объектов и определены их свойства в соответствии с отечественной нормативной базой и принятыми в практике Российского образования стандартами и нормами организации учебного процесса.

3. На основе предложенной типологии образовательных объектов впервые разработана и реализована на языке XML-Schema универсальная инфологическая модель представления образовательного контента, отражающая иерархические взаимосвязи объектов, ограничения целостности и совместимая с международными стандартами представления образовательной информации.

4. Предложен способ отражения уровня иерархии (типа) образовательного объекта при помощи расширенной информационной модели метаданных, совместимой со стандартом IEEE 1484.12.1-2002 Leaming Object Metadata Standard (LOM).

5. Разработан новый метод формального машиночитаемого представления модели метаданных образовательных информационных ресурсов на языке XML, позволяющий строить универсальные и динамически реконфигурируемые сервисы для их обработки.

6. На основе анализа структуры и состава эталонной модели среды открытых систем Open System Environment/Reference Model (OSE/RM) предложена оригинальная методика построения профиля образовательной информационной системы.

7. Разработана концептуальная модель для построения профиля образовательной информационной системы и проведена детализация базовой архитектуры LTSA (Learning Technology Systems Architecture) с целью определения функций и способов реализации базовых сервисов образовательных систем.

8. Разработаны варианты построения архитектуры базовых сервисов образовательных информационных систем, реализующих методы программного автоматического динамического построения пользовательских интерфейсов инструментальных средств для работы с образовательными ресурсами и метаданными, а также метод автоматической генерации структуры образовательного объекта на основе стилевой (уровневой) разметки документа.

Практическая значимость работы. Полученные в диссертационной работе результаты являются готовыми к реализации технологическими спецификациями форматов представления информационных образовательных ресурсов. Данные спецификации могут быть использованы при построении образовательных порталов, электронных библиотек, инструментальных средств разработки образовательного контента. Внедрение результатов работы позволяет выйти на качественно новый уровень интеграции компонентов распределенных информационно-образовательных сред и создать технологическую основу обеспечения и нтеропе раб ел ь ности разрабатываемых информационных систем и средств обра-

зовательного назначения, стандартизировать форматы представления образовательных ресурсов и процессы информационного обмена в ИОС.

Созданные в рамках диссертационной работы программные продукты составляют инструментальный комплекс по подготовке образовательных пакетов в соответствии с разработанной моделью представления образовательной информации. Разработанные информационные модели и инструментальные средства были внедрены Российским государственным институтом открытого образования (РГИОО, г. Москва) и прошли апробацию в распределенной информационно-образовательной среде Российской системы открытого образования — Российском портале открытого образования (http://www.openet.ru), а также ее региональном сегменте — Портале открытого образования Югры (http://ugra.openet.ru). Результаты внедрения подтверждены соответствующими актами, прилагаемыми к диссертационной работе.

Основные положения, выдвигаемые автором на защиту:

1. Оригинальный подход к решению задачи построения интегральных сущностей образовательного контента, заключающийся в определении иерархии типов образовательных объектов и их атрибутов в собственном пространстве имен с импортированием его в базовую модель упаковки образовательных объектов IMS Content Packaging.

2. Информационная модель представления образовательного контента, соответствующая практике организации учебного процесса в Российской системе высшего образования и совместимая с базовыми международными стандартами в области представления образовательной информации, реализованная на языке XML-Schema.

3. Способ отражения уровня иерархии (типа) образовательного объекта при помощи расширенной информационной модели метаданных, совместимой со стандартом IEEE 1484.12.1-2002 Learning Object Metadata standard.

4. Метод формализованного описания модели метаданных образовательных ресурсов на языке XML и способ ее компьютерной обработки.

5. Методика построения профиля образовательной информационной системы и разработанная на ее основе концептуальная модель, представляющая собой расширение эталонной модели среды открытых систем OSE/RM.

6. Способ автоматического генерирования структуры образовательного объекта на основе стилевой (уровневой) разметки документа.

7. Программный инструментальный комплекс для разработки образовательных информационных ресурсов, в котором реализованы методы программного автоматического динамического построения пользовательских интерфейсов для работы с образовательными объектами.

Апробация работы:

По теме диссертационной работы опубликовано 13 статей и тезисов докладов. Результаты диссертационной работы обсуждались на ежегодных научных семинарах кафедры Автоматики и компьютерных систем Сургутского государственного университета, а также на окружных, межрегиональных и Всероссийских конференциях, форумах и научно-практических семинарах, в том числе:

1. Третья Всероссийская научно-практическая конференция-выставка «Единая образовательная информационная среда: Проблемы и пути развития», г. Омск, 2004 г.

2. Вторая научно-практическая конференция «Образовательная среда сегодня и завтра», г. Москва 2005 г.

3. Третья межрегиональная конференция «Информационные технологии и решения для «Электронной России», г. Ханты-Мансийск, 2004 г.

4. Четвертая межрегиональная научно-практическая конференция «Информационные технологии и решения для «Электронной России», г. Ханты-Мансийск, 2005 г.

5. Вторая окружная конференция молодых ученых ХМАО «Наука и образование XXI века», г. Сургут, 2001 г.

6. Третья окружная конференция молодых ученых Ханты-Мансийского автономного округа «Наука и инновации Ханты-Мансийского автономного округа», г. Сургут, 2002 г.

7. Шестая открытая окружная конференция молодых ученых «Наука и инновации XXI века», г, Сургут, 2005 г.

8. Шестая Всероссийская научно-методическая конференция «Телемати-ка'2004», г. Санкт-Петербург, 2004 г.

9. Девятая научно-практическая конференция «Реинжиниринг бизнес-процессов на основе современных информационных технологий. Системы управления знаниями», г. Москва, 2005 г.

10. Всероссийская научно-методическая конференция «Открытое и дистанционное образование: организация, технология, качество», г. Новосибирск, 2001 г.

11. Всероссийская научно-практическая конференция-выставка «Единая образовательная информационная среда: проблемы и пути развития», г. Томск, 2002 г.

Работы по теме диссертации поддержаны в 2006 г. грантами Губернатора Ханты-Мансийского автономного округа — Югры по программам «Технологии обучения и воспитания» и «Информационные технологии в образовательном процессе». Результаты работы были использованы при построении распределенной региональной информационно-образовательной среды Ханты-Мансийского автономного округа - Югры «Портал открытого образования Югры» (http://ugra.openet.ru).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, включает 25 рисунков, 10 таблиц, а также содержит список литературы из 145 наименований и 7 приложений. Общий объем работы 234 страницы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится обоснование актуальности темы, формулируются цели и задачи исследования, указывается научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе дается понятие информационного ресурса (ИР). В законе РФ «Об информации, информатизации и защите информации» ИР определены как отдельные документы и отдельные массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных, других информационных системах). В более широком смысле под ИР понимаются знания, подготовленные для использования и зафиксированные на материальных носителях в виде доку-

ментов, баз данных и знаний, алгоритмов, компьютерных программ, а также произведений искусства, литературы и науки. Отсюда следует, что ИР может быть представлен как в цифровой, так и в нецифровой форме. Информационные ресурсы являются важнейшим элементом современной системы образования. Именно в них концентрируется содержательная часть учебного процесса, они являются источником получения знаний.

Важным условием создания эффективной системы управления ИР является их систематизация. В настоящее время существует тенденция к применению универсального, т.е. инвариантного к предметной области и видам ИР подхода к решению этой задачи. При этом процесс систематизации охватывает не только цифровые ИР, но и ИР на бумажных, аудио, видео носителях информации и др.

Одним из ключевых механизмов, используемых при решении задачи систематизации ИР, является классификация ИР. Классификаторы ориентированы на решение задач относящихся к каталогизации ИР, организации доступа к ним, а так же служат источниками значений для формирования поисковых запросов. Классификаторы являются источниками для выбора значений, заносимых в соответствующие элементы метаданных ИР. Множества значений классификационных признаков определяют область допустимых значений для элементов метаданных, следовательно, реализуют ограничения целостности и должны быть отражены в информационной модели метаданных. На основе анализа типологии видов издательской продукции (ГОСТ 7.60-90), классификации электронных изданий (ГОСТ 7.83-2001), модели метаданных ЬОМ, Закона РФ «Об образовании» в диссертационной работе предлагается использовать следующий набор базовых классификаций для систематизации образовательных ИР:

1. классификация ИР по целевому назначению;

2. классификация типов ИР;

3. классификация ИР по уровням образования;

4. классификация ИР по целевой аудитории;

5. предметные (тематические) классификаторы.

Для приведенного набора базовых классификаций приводятся наборы фасет (значений классификационных признаков).

Информационные ресурсы обладают развитой внутренней семантической структурой. При разработке ИР автор оперирует с его содержательными (семантическими) блоками, соответствующими предметной области. Традиционный подход предполагает использование полиграфических средств для отражения семантики ИР. Семантическая структура любого ИР в бумажном представлении достаточно четко представлена посредством использования структуры документа (иерархии разделов), различных видов шрифтов, выравнивания текста, колонтитулов, заголовков таблиц и иллюстраций, содержания, титульного листа. Традиционное полиграфическое представление ИР позволяет человеку легко восстановить его семантическую структуру, т.к. такой способ представления информации привычен и понятен ему. Для ИР в бумажном представлении этого достаточно.

Однако, при использовании средств автоматической обработки ИР, сокрытие его семантической структуры резко уменьшает ценность ИР. Полиграфическое представление ИР, понятное человеку, не является машиночитаемым, что практически делает невозможным автоматическую обработку ИР. Таким образом, традиционный способ разработки ИР, предполагающий использование текстовых

редакторов, является малоэффективным, т.к. полиграфическая структура документа не позволяет отразить семантику ИР на технологическом уровне. Это резко уменьшает сферу применимости ИР, возможности его автоматической обработки, повторного использования и ограничивает его жизненный цикл. Сложивша яся ситуация создает существенные препятствия в разработке качественного образовательного контента. Большинство разрабатываемых ныне ИР в сфере образования моделирует линейную структуру обычной книги. Использование гипертекстовых документов также не решает проблемы, так как язык HTML ориентирован на визуальное представление документа в окне браузера и обладает очень ограниченными средствами отражения семантики.

В настоящее время в информационном сообществе выработано четкое понимание того, как должны решаться описанные проблемы. Основной принцип состоит в разделении содержания ИР и его представления. При этом семантическая структура ИР, смоделированная автором, не отражается опосредованно в полиграфическом представлении документа, а непосредственно реализуется технологически в специально для этого предназначенных структурах данных. При этом максимально сохраняется самая ценная часть ИР — его содержание.

Основным средством представления семантической структуры и содержания ИР является XML (extensible Markup Language) - расширяемый язык разметки, разработанный консорциумом W3C для представления информационных ресурсов WEB нового поколения. С синтаксической точки зрения язык XML представляет собой набор небольшого количества операторов, главное назначение которых заключается в определении типов компонентов, составляющих содержимое размечаемых единиц информации (XML-документов), и допустимой их структуры.

Важным принципом представления образовательной информации является объектно-ориентированный подход, согласно которому информация разбивается на небольшие законченные фрагменты (пакеты), имеющие определенную структуру и обладающие рядом общих свойств. Такие пакеты получили название образовательных объектов (learning object). Для образовательного объекта обязательным является наличие метаданных. Каждый образовательный объект является самостоятельным ресурсом, но может быть связан с другими объектами и объединен в объект более крупного масштаба (агрегирован). Объектно-ориентированный подход был реализован и описан в ряде международных спецификаций, наиболее известной из которых является спецификация упаковки контента (IMS Content Packaging Specification - IMS CP). Она определяет стандартизированный набор информационных блоков, концентрирующих данные об описываемом учебном ресурсе. IMS-пакет, содержащий образовательный объект, состоит из двух главных элементов — IMS-манифеста и физических файлов, составляющих образовательный объект (рис.1), IMS-манифест (IMS-описание) является базовым понятием спецификации IMS CP и представляет собой многоуровневое описание данных на языке XML (рис. 2).

IMS - манифест

-метаданные образовательного объекта -данные стандартного формата, описывающие объект для его автоматической

_обработки_

Контент

- содержательная часть - информационные ресурсы на уровне файлов

Рис. 1, Структура образовательного объекта (learnig object)

Использование вложенных манифестов (submanifest) позволяет строить ие-, рархические структуры из образовательных объектов. Способом конструирования таких структур является указание при помощи атрибута identifierref элемента item раздела organization на идентификатор вложенного манифеста, а не на идентификатор ресурса (как обычно).

Описание объекта в целом

- общая информация об образовательном объекте

Логическая организация данных

- описание иерархической структуры образовательного объекта с неограни_ченным числом уровней вложенности_

Описание ресурсов

Ресурс1

Ресурс 2

Ресурс 3

Файл 1

Файл 2

Файл 3

Файл 1

Файл 2

Файл 3

Файл 1

Файл 2

Файл 3

Рис. 2. Уровневая организация IMS - манифеста (IMS-описания)

Во второй главе приводятся результаты исследования моделей метаданных образовательных ИР и описывается подход к построению схемы метаданных. Под метаданными понимается информация, характеризующая какую-либо другую информацию. Экземпляр метаданных представляет собой описание ИР. К основным концептуальным свойствам метаданных следует отнести:

1. Метаданные содержат описательную информацию о структуре и смысле данных, а также приложений и процессов, которые манипулируют данными.

2. Метаданные могут характеризовать как сущности информационного пространства, так и сущности, относящиеся к реальному миру (персоналии, организации, события).

3. Метаданные могут быть как частью информационного ресурса, так и храниться отдельно от него.

4. Метаданные являются основным средством представления информации о ресурсе в различных каталогах.

5. Метаданные могут быть представлены на языке, отличном от языка представления самого ресурса, в том числе и на нескольких языках. Это свойство позволяет производить многоязычный поиск ресурсов в каталогах.

Для метаданных определяются два уровня представления: 1) иифологиче-ский, фиксируемый схемой метаданных, которая отражает состав и структуру элементов данных (полей) в экземпляре метаданных, их семантику (смысловое значение), типы значений (включая словари и классификаторы) и ограничения целостности; 2) даталогический, фиксируемый форматом метаданных, который отражает способ представления (кодирования) информации. Схема метаданных является основным средством систематизации ИР (не только образовательных) и должна обеспечивать универсальность, необходимую для описания ИР вне зави-

симости от их назначения и области применения. При этом схема метаданных не исключает гибкости своего использования, выраженной в возможности изменения состава полей описания и их значений. Это позволяет говорить о разработке профильных схем метаданных, адаптированных под конкретные нужды, но, в то же время, совместимых между собой. Хотя понятие метаданных обычно трактуется как описание ИР, информационная модель манифеста ИР (рис. 2) предполагает использование метаданных как описание любых компонентов манифеста - организации, узла, ресурса и т.д.

К построению схемы метаданных образовательных ИР можно использовать три подхода:

1. выбор одной из международных систем метаданных;

2. выбор одной из международных систем метаданных и ее расширение;

3. построение оригинальной схемы метаданных.

Из трех возможных подходов первый обеспечивает наивысшую степень интероперабельности, а третий позволяет максимально адаптировать схему метаданных для решения частных задач. Компромиссным решением является использование второго подхода. Наиболее распространенной является схема метаданных LOM (Learning Object Metadata) разработанная IMS Global Leaming Consortium и IEEE LTSC. Целью проекта является описание учебных объектов (образовательных ресурсов) - элементов образовательного контента. Схема метаданных LOM обладает важными базовыми свойствами связывания (агрегирования) объектов и расширяемости. Важной характеристикой LOM является отражение всех элементов схемы метаданных Дублинского ядра. На верхнем уровне иерархии в схеме LOM определены 9 составных элементов, группирующих информацию об ИР:

1. Общие сведения об ИР (général).

2. Жизненный цикл ИР (lifecycle).

3. Метаметаданные (metametadata) — характеристики метаданных.

4. Технические характеристики ИР (technical).

5. Образовательные характеристики ИР (educatîonal).

6. Права интеллектуальной собственности на ИР (rights).

. 7, Отношение (relation) — сведения о связи с другими ИР.

8. Аннотация (annotation).

9. Классификационные признаки ИР (classification).

Схема LOM предоставляет достаточно широкий набор элементов для метао-писаний ИР. Для многих применений этого может оказаться достаточно, однако образовательный ИР — настолько широкое понятие, что заранее предусмотреть все необходимые элементы данных просто невозможно. Применение схемы LOM в практике российского образования требует ее расширения. Главное правило расширения, приводимое в концептуальной схеме LOM, требует, чтобы добавляемые элементы данных не заменяли существующих. Кроме того, не следует использовать существующие элементы данных для представления информации, не соответствующей по смыслу описанию, приведенному для данного элемента в LOM.

В рамках федеральной целевой программы «Развитие единой образовательной информационной среды (2001-2005 годы)» был реализован проект «Разработка концепции построения и формирования отраслевой системы государственного учета, регистрации и мониторинга информационных ресурсов сферы об-

разования (ОСГУРМ)». Основным результатом данного проекта является разработка информационной модели метаданных ОСГУРМ для описания ИР в Российской системе образования. Данная модель представляет собой расширение схемы метаданных LOM и на мифологическом уровне определяет структуру экземпляра метаданных. Основным средством описания модели является язык XML-Schema. Схема метаданных ОСГУРМ является наиболее проработанным вариантом расширения схемы LOM, в котором учитываются специфические требования отечественной системы образования, однако это не исключает необходимости ее дальнейшей модификации и уточнения.

Главная проблема на этапе расширения и уточнения модели метаданных ИР заключается в том, что невозможно на стадии разработки учесть все детали и сформировать схему метаданных, адекватную требованиям предметной области. Понятия об информационных ресурсах изменяются, так как изменяются технические возможности для их обработки и хранения, появляются новые области применения и форматы цифрового представления информации. Меняются системы и способы классификации ИР. Это требует обновления схемы метаданных. Как и большинство информационных продуктов, она периодически модифицируется и представляется в виде последовательности версий, каждая из которых улучшает свойства предыдущей. Кроме того, многообразие вариантов применения метаданных требует построения т.н. профилей метаданных, которые включают наборы элементов данных, характерные для различных типовых вариантов применения, например, в электронной библиотеке, поисковой системе, образовательном портале и др.

Модификация модели метаданных приводит к необходимости обновления всех прикладных сервисов для работы с метаданными - инструментальных средств разработки ИР, компонентов образовательных систем, средств каталогизации и др. Такое обновление потребует, фактически, внести изменения в программный код прикладных сервисов, что является очень трудоемким и длительным процессом. Следовательно, эффективность использования изначально заложенных в модель возможностей расширения будет низкой.

Для решения указанных проблем в работе предлагается использовать подход, заключающийся в построении формализованного описания модели метаданных на машиночитаемом языке. Такое формализованное описание по своему смыслу является метаметаданными, т.е. «данными о метаданных». В силу того, что модель метаданных LOM (как и ее расширения) является иерархической структурой данных, то адекватным средством ее представления является язык XML. Экземпляр метаметаданных фиксирует структуру метаданных, определяя имена элементов, типы данных, ограничения целостности, а так же словари для выбора классификационных признаков. Таким образом, формальное описание схемы метаданных представляет собой XML-документ, каждый узел которого имеет один из следующих типов данных:

1. контейнер (group, subgroup);

2. строка (string);

3. строка с указанием языка (1 angstring);

4. дата и время (datatype);

5. словарь значений (vocabulary).

В отличие от представления модели метаданных в виде XML-схемы такое представление не содержит узлов с заранее неопределенным набором ветвей. Это

позволяет автоматически построить метаописание заданной структуры, а также включать в метаметаданные фасетные классификаторы с заданным набором значений. При этом требуемый классификатор фиксируется в метаметаданных и может быть модифицирован без необходимости модификации программных средств. Преимуществом использования метаметаданных также является возможность разработки универсальных динамически настраиваемых сервисов для работы с метаданными. Модель метаданных, выраженная на таком языке, является входными данными, которые позволяют осуществить настройку приложения на определенную версию или профиль метаданных и автоматически сгенерировать пользовательские формы приложения. Разработанное автором формализованное описание модели метаданных на языке XML, реализующее прикладной профиль схемы метаданных LOM, приведено в приложении к диссертации.

В третьей главе описывается разработанная автором информационная модель представления образовательного контента. Целью разработки модели является унификация формата представления элементов образовательного контента, являющихся интегральными сущностями и включающими в себя базовые образовательные объекты, соответствующие формату упаковки IMS СР.

В Российском образовании значительную роль играет государственное регулирование. Существуют законодательно закрепленные формы организации учебного процесса, образовательные стандарты, учебные единицы, виды учебных занятий и др. Помимо общих требований к совместимости, расширяемости и универсальности разрабатываемая модель должна обладать достаточной функциональностью для отражения таких сущностей. В целях построения типологии образовательных объектов, определения их характеристик и взаимосвязей был проведен анализ различных источников информации о предметной области, среди которых:

1. Закон РФ «Об образовании».

2. Закон РФ «О высшем и послевузовском профессиональном образовании».

3. Типовое положение об образовательном учреждении высшего профессионального образования (высшем учебном заведении) Российской Федерации.

4. Перечень направлений подготовки (специальностей) высшего профессионального образования.

5. Государственные образовательные стандарты высшего профессионального образования.

6. Примерные учебные планы специальностей и направлений подготовки высшего профессионального образования.

7. Примерные программы учебных дисциплин.

Результатом анализа является иерархия сущностей, являющаяся «надстройкой» над набором базовых объектов (рис. 3), позволяющая производить агрегирование учебных объектов в объекты более высокого уровня и стандартизировать интегральные представления контента. Место разработанной модели представления образовательного контента, а также модели метаданных ИР и ее формализованного описания в общей структуре стандартов представления образовательной информации, включая стандарты платформы XML, показано на рис. 4. Реализованные в модели интегральные сущности также являются образовательными объектами в том смысле, что имеют стандартный для образовательных объектов

формат упаковки, однако содержат специфичные для данного уровня агрегации данные, описанные в собственном пространстве имен.

Средства доставки, профилирования /

визуализации образовательного контента

Информационная модель представления образовательного контента (XML)

Дисциплина 1

Дисциплина

Курс | Курс Курс Курс Курс

Международные

стандарты представления образовательного контента (IMS CP, LOM)

Образовательные объеюъг—-

(learning objects)

Рис. 3. Предлагаемая схема агрегации учебного контента

Hypertext Markup Language (HTML)

Document Object Model (DOM)

XSLT

Мета метаданные (XML)

Метаданные (расширение LOW1)

Модель представления контента

IMS Content Packaging (IMS CP)

XML Schema 1.0

Namespaces in XML 1,0

Extensible Markup Language 1.0 (XML)

Unicode

Universal Resource Identifier (URI)

Рис. 4. Структура стандартов представления образовательной информации

В качестве способа формального описания разработанной информационной модели образовательного контента был использован язык XML-Schema, являющийся средством описания структуры, содержания и семантики XML-докумен-тов. Язык XML-Schema является улучшением языка DTD (Document Type Defirti-

tion), т.к. он имеет строгую типизацию элементов и атрибутов, использует синтаксис XML для их описания, является расширяемым и само документируемым. XML-Schema является наиболее эффективным средством описания структуры XML-документов и позволяет преодолеть ограничения, присущие DTD.

Разработанные в диссертации XML-схемы информационной модели определяют иерархическую взаимосвязь образовательных объектов, элементы данных и их атрибуты, типы данных и ограничения целостности. Основное назначение XML-схем заключается в валидации XML-доку ментов, т.е. проверке XML-документа на правильность структуры, соответствие имен элементов, атрибутов и типов данных инфологической модели. Кроме того, XML-схема является основой для проектирования интерфейсных средств базовых сервисов информационных образовательных систем. На рис. 5 приведена иерархия XML-схем входящих в состав информационной модели. При помощи связей графически показано импортирование XML-схем.

Разработанная модель представлена в приложениях к диссертационной работе в виде спецификации комплексных типов и элементов XML-схем в табличной форме, для которых приведены диаграммы, свойства, аннотации (описания), а также исходного кода XML-схем. В качестве примера на рис.6 приведена диаграмма и исходный код элемента «Учебный план» (study_plan) схемы scm.xsd. Применение модели в качестве унифицированного формата представления образовательной информации позволит повысить эффективность управления контентом за счет использования интегральных сущностей - образовательных программ, дисциплин, учебных планов, учебно-методических комплексов, к которым применимы операции агрегирования и дизагрегирования. Это создаст предпосылки для построения распределенных образовательных систем, в которых управление контентом будет прозрачным, гибким и автоматизированным.

В приложении к диссертационной работе приведен пример представления образовательного информационного ресурса на языке XML, который соответствует разработанной информационной модели. Данный ресурс является разработанным автором учебно-методическим комплексом (в сокращении) по дисциплине «Сети ЭВМ», преподаваемой им в течение нескольких лет на кафедре Автоматики и компьютерных систем Сургутского государственного университета.

^-tj'fl© ¡mcp„v1 pl.xtd "

jgjl voc<3b_surgul_Iofn.xidl

]

Рис.5. Иерархия XML-схем информационной модели

; «wlyjHan Ç5—

0 n'ÎÎ.'.'&AV :

i vrttik ."Rio» v«-vsr

£t«<(yj>«fi\>(f ;

Ftifl U StiY

---"f.KUfty

SUIity iiM ii I

1..0

<xs:compXexType name="Study_plan_type"> <xs:sequence>

<xs: element name="ministry" type="xs: string" min0ccurs="0"> </xs : element>

<xs: element name="organization" type="xs: string" min0ccars="0"> </xs:element>

<xs:element name="faculty" type="xs: string" minOccurs = "0"> </xs: elements <xs: element name="chair" type="xs: string" minOccurs="0"> </xs:element>

<xs:element name="study_form" t ype="scmv: Study_form_voc_type"> </xs : elero.ent>

<xs: element name="discipline" type="discipline_type" maxOc-curs="unbounded"> </xs:element> </xs:sequence> <xs: attribute name="ratification_year" type="xs: integer"> </xs:attribute>

<xs: attribute name="study_period" type="xs : integer">

. ............... ■ ■■■ ............. </xs : attribute>

</xs:complexType> Рис. 6. Диаграмма элемента «Учебный план» и фрагмент XML-кода

В четвертой главе описываются архитектура и принципы построения базовых сервисов образовательных информационных систем. В качестве базовой архитектуры таких систем приводится эталонная модель среды открытых систем OSE/RM (Open System Environment/Reference Model). Требование интероперабель-ности резко увеличивает сложность информационных систем. При этом применять типовые проектные решения можно на основе определения набора базовых стандартов, составляющих т.н. профиль системы. На основе анализа структуры и состава эталонной модели среды открытых систем OSE/RM в работе предлагается оригинальная методика построения профиля образовательной информационной системы. Предлагаемая методика является частью процессов жизненного цикла системы и позволяет формализовать процесс стандартизации ее функций на стадиях проектирования или модернизации по четырем функциональным группам.

На основе предложенной методики автором разработана концептуальная модель для построения профиля образовательной информационной системы (табл. Î). Предлагаемая концептуальная модель представляет собой расширение эталонной модели среды открытых систем OSE/RM с указанием функций, выполняемых не только программными средствами среды (ПО промежуточного слоя и операционными системами), но и прикладными программными средствами, реализующими базовые сервисы образовательных информационных систем.

Таблица L

Концептуальная модель профиля образовательной информационной системы

Интерфейс с пользователем Обработка информации Хранение и предела вленне данных Коммуникации

Приложения образовательных ИС Спецификации базовых сервисов образовательных систем (рекомендации разработчиков ИОСРФ-Российского портала открытого образования) Сервисы автоматического индексирования и поиска документов, распределенная каталогизация образовательных ресурсов Метаданные учебных объектов-расширение модели LOM. Спецификация упаковки учебных объектов IMS СР. Модель представления образовательного контента спецификация формата MIME

Системное ПО служб и сервисов промежуточного слоя (писПе^аге) Системы и средства защиты информации (руководящие документы Гостехкомиссии РФ) Серверы приложений (спецификации COM/DCOM и EJB), серверы обработки транзакций Реляционные СУБД. Стандарты платформы XML Протокол передачи гипертекста HTTP, протокол электронной почты Интернет POP3/SMTP

Операционные системы Аутентификация пользователей Стандартные функции операционных систем типа Unix (стандарты POS IX) н Windows NT/2000/2003 Файловые системы ОС типа Unix и Windows NT/2000/2003 Стек телекомму-ника-ционных протоколов TCP/IP

Дальнейшей основой для исследования вариантов архитектурной реализации базовых сервисов информационной системы, поддерживающей образовательные процессы, является архитектура образовательной технологической системы LTSA (Learning Technology Systems Architecture). LTSA обеспечивает необходимый унифицированный подход к решению задач представления и доступа к однотипным информационным ресурсам, используемым в образовательных технологических системах. На базе архитектуры LTSA возможна реализация основных функций образовательных информационных систем, обладающих такими свойствами как расширяемость функционального состава и прикладного программного обеспечения, масштабируемость характеристик по числу обслуживаемых пользователей и производительности, переносимость программ и данных между разными программно-аппаратными платформами, дружественность пользовательского интерфейса.

Для анализа вариантов архитектурной реализации базовых сервисов образовательной системы была проведена детализация архитектуры LTSA (рис. 7). Проведенный анализ позволил выделить функции, реализуемые базовыми сервисами обработки контента образовательных информационных систем:

1. Формирование структуры образовательного объекта.

2. Генерация форм пользовательского интерфейса.

3. Преобразование образовательных объектов в мультимедиа-поток.

4. Профилирование образовательного контента.

Поставка

HTML-контент-

XSLT-таблицы

XSLT-

XML-схемы документа

-XSD>

XSL — преобразование (тр ансформация) -ж-

XML-контент _1_

балидация XML-доку мента

XMt-контент

Карта отображе-

Преобразование реляционные данные XML

Объедал обучения

Воспроизведение Обработка входных

служебного контента

пользовательских форм

Учебные ресурсы

SQL - Реляционные операторы данные

-'I"

Реляционная БД учебных ресурсов

HTML-контент

-1-

Формирование служебного контента

Метаданные ресурсов Запрос на поставку-ресурсов

HTTP-запрос (предпочтения в обучении)

Подготовка

программы обучения

Реляционные данные

SQL -

операторы _±_

SQL -операторы

Реляционная БД служебной информации

j Реляционные данные

Педагог

Рис. 7. Детализированная модель обработки контента, соответствующая третьему уровню архитектуры LTSA

Для перечисленных функций были разработаны архитектурные модели и реализованы программные прототипы. Результатом является программный комплекс для подготовки образовательных пакетов, а также их рендеринга (преобразования) для доставки обучаемому. Исходным материалом, представляющим собой содержательную часть контента, могут являться структурированные текстовые документы формата Microsoft Word, а также файлы WEB-контента (файлы HTML, графические изображения и другие файлы, которые могут быть воспроизведены браузером). Конечным результатом работы программного комплекса являются образовательные объекты, соответствующие формату упаковки образовательных объектов IMS Content Packaging vl .0, спецификации представления метаданных для расширенной модели ОСГУРМ, а также спецификации модели представления образовательного контента, описанной в главе 3 данной работы.

Автором была разработана и реализована технология автоматического создания содержательной структуры документа на основе ее полиграфического представления. Структура ресурса может быть задана пользователем при помощи уровневой разметки документа Microsoft Word, согласно которой всем элементам документа присваивается значение свойства «уровень». Разработанный программный продукт хМета автоматически анализирует структуру документа и на ее основе формирует блок организации манифеста.

Пользовательский интерфейс для работы с образовательными объектами и их метаданными реализуется при помощи технологии автоматической генерации форм приложения на основе программного анализа формализованного представления метаданных (глава 2).

Использование разработанных в диссертации моделей представления ИР позволяет производить профилирование ИР - построения различных представлений ИР на основе его метаданных и структуры. Например, возможно автоматическое построение различных представлений ИР — учебного плана, рабочей программы, учебного пособия и т.д. Для реализации функции профилирования в программном комплексе был использован механизм X5ЬТ-преобразования (рис. 8). В приложении к диссертационной работе приводится пример ХБЬТ-табли-цы, формирующей один из профилей ИР -рабочую программу.

Приложение Attova StyteVision

XML-схема (XSD)

Проектирование шаблона (XSLT-таблицы)

Образовательный объект (XML)

Таблица преобразования (-.xsl)

I онвертор (WE 1-браузер W ЕВ-сервеф

Преобра XML- зоеание HTML

HTML-документ

Рис. 8. Реализация XSLT-преобразования

6 заключении приведены выводы по диссертации, сформулированы полученные научные и практические результаты.

В приложениях к диссертационной работе приведены: спецификации элементов и типов данных, а также XML-схемы информационной модели представления образовательного контента (включая словари и классификаторы), пример представления манифеста образовательного информационного ресурса на языке XML, XSLT-таблица, формирующая профиль информационного ресурса в виде рабочей программы, формализованное описание информационной модели метаданных.

Основные результаты работы

В настоящей работе проведено исследование моделей и методов представления информации в образовательных информационных системах, а также способах их представления. Основные результаты, полученные автором, заключаются в следующем:

1. Обоснована необходимость построения адекватных информационных моделей представления образовательной информации, разработки соответствующих стандартов и поиска оптимальных технических решений.

2. На основе проведенного анализа разработана оригинальная модель представления образовательной информации, сочетающая в себе качества универсальности, интероперабельности, расширяемости и обеспечивающая достаточную выразительность для отражения специфики организации учебного процесса в Российском образовании. Разработанная модель формализована и представлена на языке XML-Schema.

3. Разработан новый метод формального машиночитаемого представления модели метаданных образовательных информационных ресурсов на языке XML,

позволяющий строить универсальные и динамически реконфигурируемые сервисы для их обработки.

4. Предложена оригинальная методика и разработана концептуальная модель для построения профиля образовательной информационной системы и проведена детализация базовой архитектуры LTSA (Learning Technology Systems Architecture).

5. Разработаны варианты построения архитектуры базовых сервисов образовательных информационных систем, реализующих методы программного автоматического динамического построения пользовательских интерфейсов инструментальных средств для работы с образовательными ресурсами и метаданными, а также метод автоматической генерации структуры образовательного объекта на основе стилевой (уровневой) разметки текста.

6. Перечисленные модели, способы представления и обработки информации реализованы в программном комплексе для подготовки и доставки образовательных ИР, который используется Российском портале открытого образования -распределенной информационно-образовательной среде ведения учебного процесса в сети Интернет.

Полученные результаты позволяют выйти на качественно новый уровень в развитии информационно-образовательных сред, унифицировать способы представления ИР в сфере образования. Эффективность внедрения полученных в диссертационной работе результатов определяется, прежде всего, обеспечением ин-тероперабельности разнородных компонентов информационной образовательной среды — федеральных образовательных порталов, электронных библиотек и репо-зиториев ИР, а также повышением эффективности операций по обработке образовательного контента в процессе информационного взаимодействия таких компонентов. Разработанные модели и методы являются основой для реализации технологических стандартов в области представления образовательных ИР и предназначены для использования разработчиками образовательных ИР и систем управления учебным контентом. Совместимость разработанных спецификаций с международными стандартами представления образовательных ресурсов создаст предпосылки для трансферта научно-педагогического потенциала Российского образования на мировой рынок образовательных услуг.

Перечень публикаций по теме диссертации

1. Кузин, Д.А. Единое межвузовское образовательное пространство, как составляющая часть современной системы высшего образования / Д.А. Кузин // Наука и образование XXI века: Сб. тез. второй окружной конф. молодых ученых ХМАО. Ч. 2. Сургут: Изд-во СурГУ, 2001. - С. 69-72.

2. Кузин, Д.А. Контроль качества обучения на основе оценки уровня учебно-познавательных умений учащихся / Д.А. Кузин, Н.О. Никонова // Наука и инновации Ханты-Мансийского автономного округа: Сб. тез. третьей окружной конф, молодых ученых Ханты-Мансийского автономного округа. 29-30 ноября 2002 г. - Сургут: Изд-во СурГУ, 2002. - С. 150-152.

3. Кузин, Д.А. Подготовка и интеграция информационных ресурсов для сопровождения учебного курса / Д.А. Кузин II Открытое и дистанционное образование: Научно-методический журнал. № 4(8). - Томск: Изд-во ТГУ, 2002., С. 58-60.

4. Кузин, Д.А. Формирование блока организаций образовательного пакета на основе стилевой разметки документа Microsoft Word / Д.А. Кузин // Единая образовательная информационная среда: Проблемы и пути развития: Материалы 111 Всероссийской научно-практической конференции-выставки. - Омск: Изд-во ОмГУ, 2004. - С. 211 -214.

З.Кузин, Д.А. Российский портал открытого образования как основа единой информационной образовательной среды / Д.А, Кузин // Сургутский педагогический вестник: научно-практический журнал. №2 2004. - Сургут: МОУ дополнительного образования «Центр развития образования», 2004. - С. 11-15.

6. Кузин, Д.А. Анализ некоторых проблем внедрения технологий сетевого обучения РПОО в ВУЗе / Д.А. Кузин // Труды XI Всероссийской научно-методической конференции «Телематика'2004». — СПб.: 2004. — Т.2. - С. 620-622.

7. Кузин, ДА. Стандартизация представления информации в образовательных системах / Д.А. Кузин // Информационные технологии и решения для «Электронной России». Сборник трудов третьей межрегиональной конференции. Ч. 2. / Отв. ред. Н.Р. Маслова. — Екатеринбург: Уральское литературное агентство, 2004. — С. 114-125.

8. Кузин, Д.А. Концепция создания регионального портала Интернет-обучения «Открытый университет Югры» в составе Российского портала открытого образования / Д.А. Кузин, Н.Р. Маслова // Образовательная среда сегодня и завтра: Материалы II научно-практической конференции (Москва 28.09 -01.10.2005) / Редсовет: Отв. ред. В.И. Солдаткин. — М.: Рособразование, 2005. — С. 326-327.

9. Кузин, Д.А. Построение региональной информационно-образовательной среды ХМАО в составе Российского портала открытого образования / Д.А. Кузин // Информационные технологии и решения для «Электронной России»: Материалы Четвертой межрегиональной научно-практической конференции (2-5 июня 2005 года). — Екатеринбург: Уральское лрггературное агентство, 2005. —С. 183-189.

Ю.Кузин, Д.А. Формализация представления схемы метаданных информационных ресурсов сферы образования / Д.А. Кузин, A.M. Щербаков // Наука и образование XXI века: Мат-лы VI откр. окр. конф. молодых ученых, Сургут, 24-25 ноября 2005 года / Сургут, гос. ун-т. - Сургут: Изд-во СурГУ, 2006. - С.53-55.

11. Инфологическая модель представления образовательного контента [Электронный ресурс] / Д.А. Кузин. — Электрон, текстовые дан. — М,: Российский портал открытого образования, 2006. - Режим доступа: http://surgut.openet.ru/public/ inf_model.htm.

12. Кузин, Д.А. Подготовка метаописаний образовательных информационных ресурсов / Д.А. Кузин // Открытое образование: Научно-практический журнал. №1, 2006. -М.: МЭСИ, МАОО, 2006.- С.34-39.1

13. Кузин, Д.А. Автоматизированное тестирование и его роль в качестве подготовки студентов. / Н.А. Клейменова, Д.А. Кузин // Вестник академии: Научный журнал. №3, 2006 г. - М.: Московская академия предпринимательства при Правительстве Москвы, 2006. - С.101-103.

1 Журнал входит в перечень научных изданий, рекомендованных ВАК.

Кузин Дмитрий Александрович

05.13.01 - системный анализ, управление и обработка информации

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Оригинал-макет подготовлен в редакционном отделе издательского центра СурГУ. Тел. (3264) 23-25-75.

Подписано в печать 19.10.2006 г. Формат 60х84/16. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,4. Уч.-изд. л. 1,37. Тираж 100. Заказ № 111.

Отпечатано полиграфическим отделом издательского центра СурГУ.

г. Сургут, ул. Лермонтова, 5. Тел. (3462) 32-33-06

Сургутский государственный университет 628400, Россия, Ханты-Мансийский автономный округ, г. Сургут, ул. Энергетиков, 14.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Кузин, Дмитрий Александрович

Введение

1. Образовательные информационные ресурсы и их представление.

1.1. Понятие информационного ресурса (ИР).

1.2. Информационные ресурсы в сфере образования.

1.3. Задача систематизации ИР.

1.4. Классификация и каталогизация информационных образовательных ресурсов.

1.4.1. Классификация ИР по целевому назначению.

1.4.2. Классификация типов ИР.

1.4.3. Классификация ИР по уровню образования.

1.4.4. Классификация ИР по целевой аудитории.

1.4.5. Предметные классификации.

1.5. Платформа XML как механизм представления и обработки образовательных ресурсов.

1.5.1. Язык разметки XML.

1.5.2. XML-схемы.

1.5.3. Пространства имен XML.

1.5.4. Отображение XML-документов.

1.5.5. Объектная модель документа DOM.

1.6. Методологические основы представления ИР сферы образования.

1.6.1. Недостатки традиционного подхода к разработке ИР.

1.6.2. Принцип разделения содержания и представления ИР.

1.7. Объектно-ориентированный подход к представлению образовательных информационных ресурсов.

1.7.1. Структура образовательного объекта.

1.7.2. Информационная модель IMS Content Packaging.

1.7.3. Пример IMS-манифеста образовательного ИР.

1.7.4. Агрегирование и дизагрегирование образовательных объектов.

1.8. Международные стандарты в области представления образовательной информации.

Выводы.

2. Метаданные информационных образовательных ресурсов и их представление

2.1. Понятие метаданных и их основные свойства.

2.2. Требования к системе метаданных образовательных ИР.

2.3. Обзор наиболее распространенных форматов метаданных.

2.3.1. Метаданные файлов html.

2.3.2. Метаданные Дублинского ядра для простого открытия ресурса (The Dublin Core Metadata for Simple Resource Discovery).

2.3.3. Машиночитаемая каталогизация (Machine Readable Cataloguing).

2.3.4. Электронная визитная карточка vCard.

2.3.5. Метаданные образовательных объектов (Learning Object Metadata).

2.4. Выбор системы метаданных ИР сферы образования.

2.5. Схема метаданных Learning Object Metadata (LOM).

2.5.1. Расширение схемы метаданных LOM.

2.6. Отраслевая система государственного учета, регистрации и мониторинга информационных ресурсов сферы образования (ОСГУРМ).

2.7. Формализация представления модели метаданных.

2.7.1. Цели и задачи формализации представления модели метаданных.

2.7.2. Описание формата представления метаметаданных.

Выводы.

3. Информационная модель представления образовательного контента.

3.1. Актуальность и цели разработки информационной модели.

3.2. Принципы построения информационной модели.

3.3. Типы образовательных объектов и их свойства.

3.4. Отражение уровня иерархии образовательного объекта в расширенной информационной модели метаданных.

3.5. Реализация информационной модели.

3.6. Описание XML-схемы словарей и классификаторов.

3.7. Описание основной XML-схемы информационной модели.

3.8. Пример представления образовательного ресурса.

Выводы. ч 4. Архитектура и реализация базовых сервисов образовательной информационной системы.

4.1. Образовательные информационные системы и их классификация.

4.2. Профили информационных систем и эталонная модель OSE/RM.

4.3. Методика формирования профиля образовательной информационной системы.

4.4. Концептуальная модель для построения профиля образовательной информационной системы.

4.5. Архитектура образовательной системы (спецификация LTSA).

4.6. Детализация архитектуры образовательной системы LTSA.

4.7. Реализация программных прототипов базовых сервисов образовательной информационной системы.

4.7.1. Назначение и функции программного комплекса.

4.7.2. Технология формирования структуры образовательного объекта

4.7.3. Стратегии реализации пользовательского интерфейса для работы с образовательными объектами.

4.7.4. Рендеринг и профилирование контента.

Выводы.

Введение 2006 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Кузин, Дмитрий Александрович

Современные информационные педагогические технологии позволяют перенести образовательный процесс (частично или полностью) в виртуальную информационно-образовательную среду (ИОС), которая представляет собой совокупность программно-технических средств, информационных ресурсов, а так же набора моделей и сценариев применения их в образовательном процессе [3, 7, 8, 57]. При этом говорят о сетевом учебном процессе или сетевой технологии обучения (online learning) [69, 70]. Сетевая технология обучения может быть использована при любых существующих формах обучения -дневной, заочной, очно-заочной (вечерней), экстернате. При этом их применение наиболее целесообразным и эффективным оказывается в регионах с низкой плотностью заселения, при большом удалении обучаемых от образовательных центров.

Информационные образовательные ресурсы являются важнейшим содержательным элементом ИОС. До недавнего времени основной проблемой разработки электронных образовательных ресурсов было отсутствие универсального общепринятого формата их представления. На определенном этапе внедрения информационных технологий в образование (1990 - 2000гг.) было создано довольно много цифровых образовательных ресурсов и программ-оболочек для их обработки и представления, причем какие-либо средства взаимодействия между такими системами отсутствовали [42]. Точно так же отсутствовали общие соглашения относительно форматов представления информации в таких системах. Отсутствие правил организации и формата ресурсов, равно как и специфические правила, определенные локально в конкретной системе резко уменьшают сферу применимости ресурса. Жизненный цикл ресурса ограничен жизненным циклом самой оболочки, и если она не развивается и не поддерживается должным образом, ресурс просто исчезает.

Использование технологий WEB, получивших в последнее время наибольшее распространение в качестве среды для создания информационных образовательных ресурсов, отчасти смягчает ситуацию. Среда WEB построенная, на основе открытых стандартов Интернет, позволяет использовать универсальные идентификаторы ресурсов (URI), стандартизирует форматы представления наиболее распространенных видов информации и необходимый набор средств обеспечения интерактивности (гипертекст).

Вместе с этим, за несколько лет интенсивного развития потенциал существующей версии WEB оказался в значительной мере исчерпанным. Причиной этому в первую очередь являются слабые стороны языка HTML, как основного средства представления данных в WEB. Эти слабые стороны заключаются, главным образом, в отсутствии метаданных в HTML-документах, которые описывали бы их структурные и семантические (смысловые) свойства. Исключение составляет простейший элемент метаданных в HTML-документе -возможность введения ключевых слов для контекстного поиска. Данное ограничение является следствием того, что HTML-документ ориентирован в основном на отображение документа, а не на его содержание. В результате, отсутствие поддержки метаданных не позволяет осуществлять эффективный целенаправленный поиск в информации в огромном массиве WEB-документов. Созданные для этой цели поисковые сервисы, реализующие технику контекстного поиска, в большинстве случаев оказываются малоэффективными, так как не позволяют проводить поиск с учетом структуры, назначения и других свойств информационных ресурсов. Отсутствие метаданных в HTML-документах не позволяет осуществлять проверку целостности их структуры и содержания. Кроме того, существенным ограничением языка HTML является его закрытость, то есть невозможность добавления пользователем новых тегов для расширения функциональности языка. Закрытый характер языка приводит также к необходимости периодического пересмотра версий стандарта HTML для расширения его функциональности путем добавления новых элементов [43].

Важным аспектом проблемы разработки и использования образовательных ресурсов является стандартизация способов их представления. ИОС состоит из множества взаимодействующих компонентов -образовательных порталов, электронных библиотек, автоматизированных информационных систем, систем тестирования, программ-конструкторов образовательного контента и т.д. Важнейшей характеристикой ИОС является её целостность, которая, прежде всего, достигается интероперабельностью ее компонентов. Интероперабельность - способность различных компонентов системы к необходимому взаимодействию - обеспечивается путем стандартизации форматов представления и правил обмена информацией. Таким образом, ключевой задачей при построении современных ИОС является разработка и стандартизация моделей и методов представления ее содержательной части - образовательных информационных ресурсов или контента. Необходимо отметить, что принятие решений в этой области является очень ответственным шагом, т.к. в связи с инерционностью процессов, связанных с обработкой больших массивов информации, корректировать такие решения в дальнейшем очень трудно.

В настоящее время в области стандартизации представления образовательной информации выработано четкое понимание принципов и подходов, которые необходимо использовать при решении указанной задачи. Основополагающим принципом представления информации в образовательных системах является использование платформы XML. Применение средств платформы XML для представления образовательной информации базируется на принципе отделения содержания от представления, согласно которому логическая, содержательная структура ресурса описывается на языке XML [72, 73]. Существуют спецификации для представления образовательного контента различного назначения. В мире создано и используется множество программных систем, реализующих технологию компьютерной поддержки обучения, конструирования и доставки обучаемому учебного контента. [79].

Специализированные образовательные информационные системы представлены на рынке большинством крупных производителей ПО - Microsoft Class Server, Oracle iLearning, IBM Learning Space и др. Тем не менее, использование таких систем в практике Российского образования до сих пор носит экспериментальный характер. Основными причинами этого являются следующие:

Современные модели и методы представления образовательных ресурсов также до сих пор не нашли широкого применения в отечественной системе образования. Серьезным препятствием этому является сложность отражения с помощью международных моделей всей специфики Российского образования, стандартов и норм организации учебного процесса.

Перечисленные причины являются фактором, повышающим интерес Российского образования к отечественным программным системам. При этом ключевым фактором их успешной разработки и внедрения является применение адекватных моделей представления образовательной информации. В условиях, когда международные стандарты представления образовательной информации недостаточно востребованы Российскими разработчиками по объективным причинам, является актуальной задача создания такой модели представления контента, которая бы адекватно отражала требования системы образования. При этом использование мирового опыта при разработке стандартов на представление образовательной информации является целесообразным, т.к. позволит создать предпосылки для интеграции отечественной системы образования в мировое информационное образовательное пространство, трансферта результатов научной и методической деятельности и выхода Российских образовательных учреждений на мировой рынок образовательных услуг.

Основной целью работы является разработка и формализация инфологической модели представления образовательного контента, выполняющей роль технической спецификации при проектировании базовых сервисов информационных образовательных систем, отвечающей требованиям универсальности, совместимости с международными стандартами представления образовательной информации и обладающей достаточной выразительностью для отражения специфики отечественной системы образования.

Основные задачи работы, определяемые сформулированной выше целью, состоят в следующем:

2. Разработка и реализация метода формального представления расширенной информационной модели метаданных ЬОМ и ее прикладных профилей, а также способов компьютерной обработки такого формального представления.

Научная новизна работы состоит в следующем:

Практическая значимость работы. Полученные в диссертационной работе результаты являются готовыми к реализации технологическими спецификациями форматов представления информационных образовательных ресурсов. Данные спецификации могут быть использованы при построении образовательных порталов, электронных библиотек, инструментальных средств разработки образовательного контента. Внедрение результатов работы позволяет выйти на качественно новый уровень интеграции компонентов распределенных информационно-образовательных сред и создать технологическую основу обеспечения интероперабельности разрабатываемых информационных систем и средств образовательного назначения, стандартизировать форматы представления образовательных ресурсов и процессы информационного обмена в ИОС.

Созданные в рамках диссертационной работы программные продукты составляют инструментальный комплекс по подготовке образовательных пакетов в соответствии с разработанной моделью представления образовательной информации. Разработанные информационные модели и инструментальные средства были внедрены Российским государственным институтом открытого образования (РГИОО, г. Москва) и прошли апробацию в распределенной информационно-образовательной среде Российской системы открытого образования - Российском портале открытого образования (http://www.openet.ru), а также ее региональном сегменте - Портале открытого образования Югры (http://ugra.openet.ru). Результаты внедрения подтверждены соответствующими актами, прилагаемыми к диссертационной работе.

Основные положения, выдвигаемые автором на защиту:

Апробация работы:

1. Третья Всероссийская научно-практическая конференция-выставка «Единая образовательная информационная среда: Проблемы и пути развития», г. Омск 2004 г.

2. Вторая научно-практическая конференция «Образовательная среда сегодня и завтра», г. Москва 2005 г.

5. Вторая окружная конференция молодых ученых ХМАО «Наука и образование XXI века», г. Сургут, 2001 г.

7. Шестая открытая окружная конференция молодых ученых «Наука и инновации XXI века», г. Сургут, 2005 г.

8. Шестая Всероссийская научно-методическая конференция «Телематика'2004», г. Санкт-Петербург, 2004 г.

Ю.Всероссийская научно-методическая конференция «Открытое и дистанционное образование: организация, технология, качество», г. Новосибирск, 2001 г.

11.Всероссийская научно-практическая конференция-выставка «Единая образовательная информационная среда: проблемы и пути развития», г. Томск, 2002 г.

Работы по теме диссертации поддержаны в 2006 г. грантами Губернатора Ханты-Мансийского автономного округа - Югры по программам «Технологии обучения и воспитания» и «Информационные технологии в образовательном процессе». Результаты работы были использованы при построении распределенной региональной информационно-образовательной среды Ханты-Мансийского автономного округа - Югры «Портал открытого образования Югры» (http://ugra.openet.ru).

Заключение диссертация на тему "Модели и методы представления информации в задачах построения базовых сервисов образовательных информационных систем"

Выводы

В данной главе была показана необходимость разработки, а так же сформулированы основные задачи по созданию информационной модели представления образовательного контента. Разработанная модель представляет собой дополнительный вышележащий уровень в иерархии стандартов представления образовательной информации. Надстройка над существующими информационными моделями позволяет стандартизировать интегральные представления контента. В процессе создания модели на основе анализа источников информации о предметной области была разработана иерархическая типология образовательных объектов, определены их свойства и ограничения целостности.

Основным средством представления модели является язык XML-Schema. Разработанная модель представлена в приложениях к диссертационной работе в виде спецификации комплексных типов и элементов XML-схем в табличной форме, для которых приведены диаграммы, свойства, аннотации (описания), а также исходного кода XML-схем. Способ реализации модели заключается в описании элементов данных в отдельном разделе блока организаций с использованием собственного пространства имен.

Модель предоставляет необходимые средства для отражения уровня иерархии образовательного объекта, а также организует образовательные объекты в иерархическую структуру, соответствующую принятым в системе образования нормам организации учебного процесса. Уровень иерархии образовательного объекта фиксируется в расширенной модели метаданных ОСГУРМ при помощи соответствующего классификатора. Данный способ расширения информационной модели метаданных позволяет сохранить совместимость со стандартом Learning Object Metadata.

Применение модели в качестве унифицированного формата представления образовательной информации позволит повысить эффективность управления контентом за счет использования интегральных сущностей - образовательных программ, дисциплин, учебных планов, учебно-методических комплексов, к которым применимы операции агрегирования и дизагрегирования. Это создаст предпосылки для построения распределенных образовательных систем, в которых управление контентом будет прозрачным, гибким и автоматизированным.

Библиография Кузин, Дмитрий Александрович, диссертация по теме Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)

1. Рис. 4.16. Профилирование образовательного контента с помощью XSLTтаблиц

2. На рисунке 4.17 показано, как выглядит образовательный ресурс после его преобразования в ШЪ^-формат при помощи разработанной XSLT-таблицы (приложение 6). Данная таблица отображает ресурс в виде рабочей программы по дисциплине установленной формы.

3. ЗС!'><ЙС'$гу\1ШО\Ра6ота\1еШ\ир.Мт1 Мкго5о№ Мегпек Ьф1огег$айл Главка Й1Д Избранное Сервис Справка у^Намд . ф *} $ (Р Поиск ^Избранное 1

5. Российская федерация Тюменская область Ханты-Мансийский автономный округ Югра Департамент образования и пауки ХМАО Сургутский государственный университет ХМАО ▲ 1

6. Щ Утверждаю: Проректор по учебной работе С.Ф. Кожухов « » 2006 г.

7. Инженерно-физический факультет Кафедра автоматики и компьютерных систем1. Рабочая программа дисциплины "Сети ЭВМ"

8. Для студентов специальности220201 Управление и информатика в технических системах 21

9. Готово ггггп | } Мой компьютер л

10. Рис. 4.17. Отображение ресурса в \\ПЕВ-браузере после Х8ЬТ-преобразования Выводы

11. Формирование структуры образовательного объекта в соответствии с разработанными в настоящей диссертации моделями представления образовательного контента.

12. Генерация форм пользовательского интерфейса для конструирования образовательных объектов.

13. Преобразование образовательных объектов в мультимедиа-поток для доставки обучаемому.

14. Визуальное профилирование образовательного контента.

15. В настоящей работе проведено исследование моделей и методов представления информации в образовательных информационных системах. Основные результаты работы заключаются в следующем:

16. Обоснована необходимость построения адекватных информационных моделей представления образовательной информации, разработки соответствующих стандартов и поиска оптимальных технических решений.

17. Перечисленные модели, способы представления и обработки информации реализованы в программном комплексе для подготовки и отображения образовательных ИР.

18. Агеев В.Н. Электронные учебники и автоматизированные обучающие системы. -М: 2001. 79 с.

19. Аджемов A.C. Единое образовательное пространство на основе инфотелекоммуникационных технологий // Сети и системы связи, 2001, №11.-с. 20-23.

20. Андреев A.A. Педагогика высшей школы. Новый курс. М.: МЭСИ, 2002.

21. Андреев A.A., Андреев А.Е., Абросимов В.В. и др. «Российский портал открытого образования: обучение, опыт, организация», Под. ред. В.И.Солдаткина, М.: РГИОО, 2003.

22. Андреев A.A., Солдаткин В.И. Дидактическая система дистанционного обучения //Дистанционное образование в России: постановка проблемы и опыт организации. М.: МГОПУ, 2001.

23. Андреев A.A., Солдаткин В.И. Прикладная философия открытого образования: педагогический аспект. -М.: МГОУ, 2002. 168 с.

24. Байденко В.И. Стандарты в непрерывном образовании: концептуальные, теоретические и методологические проблемы: Монография. М.: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 1999.

25. Ю.Башмаков А.И., Башмаков И.А. Разработка компьютерных учебников и обучающих систем. М.: Информационно-издательский дом «Филинъ», 2003.-616 с.

26. Башмаков А.И., Старых В.А. Систематизация информационных ресурсов для сферы образования: классификация и метаданные. М.: «Европейский центр по качеству», 2003. - 384 е., ил.

27. Булгаков М.В., Якивчук Е.Е. Инструментальные системы для разработки обучающих программ / В кн. "Компьютерные технологии в высшем образовании". / Ред. кол.: А.Н. Тихонов, В.А. Садовничий и др. М.: Изд-во Моск. ун-та., 1994. - с. 153-162.

28. Бумфрей Ф., Диренцо О., Дакетт И. и др. XML. Новые перспективы WWW. Пер. с.англ. М.: ДМК, 200. - 688 с.

29. Ваграменко Я.А. и др. Разработка методических основ экспертизы качества учебных программ и нормативной базы их сертификации. М.: ИНИНФО, 2001.

30. Вуль В.А. Электронные издания. СПб.: БХВ-Петербург, 2003. - 560 с.

31. Горбунова Е.И., Лобачев C.JL, Малых A.A., Манцивода A.B. Подход к стандартизации в информационно-образовательной среде открытогообразования. //Тезисы докладов Всероссийской научно-методической конференции «Телематика 2003». Санкт-Петербург, 2003.

32. ГОСТ 28195-89. Оценка качества программных средств. Общие положения.

33. ГОСТ 7.0-99. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Информационно-библиотечная деятельность, библиография. Термины и определения.

34. ГОСТ 7.20-80. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Единицы учета фондов библиотек и органов научно-технической информации.

35. ГОСТ 7.49-84. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Рубрикатор ГАСНТИ. Структура, правила использования и ведения.

36. ГОСТ 7.60-90. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Издания. Основные виды. Термины и определения.

37. ГОСТ 7.64-90 (ИСО 8601-88). Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Представление дат и времени дня. Общие требования.

38. ГОСТ 7.64-90 (ИСО 8601-88). Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Представление дат и времени дня. Общие требования.

39. ГОСТ 7.83-2001. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Электронные издания. Основные виды и выходные сведения.

40. ГОСТ Р ИСО / МЭК ТО 10000-1-99. Информационная технология. Основы и технология функциональных стандартов. Часть 1. Основные положения и основы документирования.

41. ГОСТ Р ИСО / МЭК ТО 10000-2-99. Информационная технология. Основы и таксономия функциональных стандартов. Часть 2. Принципы и таксономия профилей ВОС.

42. ГОСТ Р ИСО / МЭК ТО 10000-3-99. Информационная технология. Основы и таксономия функциональных стандартов. Часть 3. Принципы и таксономия профилей среды открытых систем.

43. ЗО.ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99. Информационная технология. Процессы жизненного цикла программного обеспечения.31 .Государственный рубрикатор научно-технической информации. -Издание пятое. М.:ВИНИТИ, 2001.

44. Дерюгина Н.И., Лобачев C.J1. Технологии формирования инфодокументальной среды службы поддержки Российского портала открытого образования //Телематика-2003: Тр. X Всеросс. научн.-методич. конф. Т. 2. - СПб., 2003. - с. 455-457.

45. Е.Н.Филинов. Выбор и разработка концептуальной модели среды открытых систем // Открытые системы. № 6. 1995.

46. Зайцева Ж.Н., Рубин Ю.Б., Солдаткин В.И., Титарев Л.Г., Тихомиров В.П., Хороши лов A.B., Ярных В.В. Открытое образование: предпосылки, проблемы и тенденции развития /Под общей ред. В.П.Тихомирова. М.: МЭСИ, 2000.

47. Зайцева Ж.Н., Солдаткин В.И. Генезис виртуальной образовательной среды на основе интенсификации информационных процессов современного общества//Информационные технологии. 2000. - № 3.

48. Закон РФ «О высшем и послевузовском профессиональном образовании» от 22.08.1996 N 125-ФЗ

49. Закон РФ «Об авторском праве и смежных правах» от 09.07.1993 N 5351-1.39.3акон РФ «Об информации, информатизации и защите информации» от 20.02.1995 N 24-ФЗ.

50. Закон РФ «Об образовании» от 10.07.1992 N 3266-1

51. Когаловский М.Р. XML: возможности и перспективы. Часть 1. Платформа XML и составляющие ее стандарты. Директор информационной службы. Январь 2001, с. 24-28.

52. Когаловский М.Р. XML: возможности и перспективы. Часть 2. Базы данных XML, семантика XML-документов, перспективы. Директор информационной службы. Февраль 2001, с. 16-20.

53. Когаловский М.Р. Энциклопедия технологий баз данных. М.: Финансы и статистика, 2002. - 800 с.

54. Краснова Г.А., Беляев М.И., Соловов A.B. Технологии создания электронных обучающих средств. М.: МГИУ, 2002.

55. Кривошеев А.О. Компьютерные обучающие программы. Состояние и перспективы развития // Мат-лы научно-технич. конференции «Перспективные информационные технологии в высшей школе». Самара, 1993.-е. 18-20.

56. Кривошеев А.О. Проблемы оценки качества программных средств учебного назначения // Сборник докладов 1-го научно-практического семинара «Оценка качества программных средств учебного назначения». М.: Гуманитарий, 1995. - с. 5-12.

57. Кривошеев А.О., Голомидов Г.С., Таран А.Н. Перспективные Internet-технологии информационного обеспечения образовательных услуг // М.: Российский НИИ информационных систем, 2000.

58. Кривошеев А.О., Фомин С.С. Конкурс "Электронный учебник" / В кн. «Компьютерные технологии в высшем образовании». / Ред. кол.: А.Н. Тихонов, В.А. Садовничий и др. М.: Изд-во Моск. ун-та., 1994. - с. 264-268.

59. Лобачев С.Л., Поляков A.A. Универсальная инструментальная информационно-образовательная среда системы открытого образования Российской Федерации. М.: ИЦПКПС, 2001. - 40 с.

60. Лобачев С.Л., Солдаткин В.И. Дистанционные образовательные технологии: информационный аспект. М.: МЭСИ, 1998.

61. Лобачев С.Л., Солдаткин В.И. Образовательные порталы: проблемы и решения //Телекоммуникации и информатизация образования. №3. -2002.-с. 28-34.

62. Лобачев С.Л., Солдаткин В.И. Российский портал открытого образования //Интернет-порталы: содержание и технологии: Сб. науч. ст. Вып. 1 /Редкол.: А.Н.Тихонов (пред.) и др.: ГНИИ ИТТ «Информика». М.: Просвещение, 2003. - С . 182- 218.

63. Мазурина С.М. Разработка моделей представления и обработки знаний в продукционных экспертно-обучающих системах // Диссертация на соискание звания канд. техн. наук по специальности 05.13.11. М.: МГИЭМ, 1995.

64. Малышев Ю.А., Нежурина М.И., Шатровский В.А. Технологии представления учебных курсов для дистанционной формы обучения в среде WWW. // Информационные технологии, 1997, № 6. с. 39-42.

65. Манушин Э.А. и др. Развитие информационных технологий в образовании: аналитический доклад. -М.: ИЧП «Издательство Магистр», 1997. -60 с.

66. Образование и XXI век. Информационные и коммуникационные технологии. -М.: Наука, 1999. 191с.69.0сновы открытого образования. Т. 1. /Отв. ред. В.И.Солдаткин. -Российский государственный институт открытого образования. - М.: НИИЦРАО, 2002.

67. Основы открытого образования. Т. 2. /Отв. ред. В.И.Солдаткин. -Российский государственный институт открытого образования. - М.: НИИЦРАО, 2002.

68. Открытое образование стратегия XXI века для России. / Под общ. ред. Филиппова В.М. и Тихомирова В.П. - «Международная академия открытого образования». -М.: Изд-во МЭСИ: 2000, - 356 е., ил.

69. Открытое образование: стандартизация описания информационных ресурсов //Е.И.Горбунова, С.Л.Лобачев, А.А.Малых, А.В.Манцивода, А.А.Поляков, В.И.Солдаткин; Отв. ред. С.Л.Лобачев и А.В.Манцивода. М.: РИЦ «Альфа» МГОПУ им. М.А.Шолохова, 2003. - 215 с.

70. Перечень направлений подготовки (специальностей) высшегопрофессионального образования. Утвержден приказом Минобрнауки России от 12 января 2005г. №4.

71. Полат Е.С., M.B Моисеева, А.Е. Петров, М.Ю. Бухаркина, Ю.В. Аксенов, Т.Ф. Горбунькова. Дистанционное обучение М.: В ЛАД ОС, 1998, 192с

72. Представление и использование знаний: Пер. с япон. / Под ред. X. Уэно, М. Исидзука. М.: Мир, 1989. - 220 с.

73. Преподавание в сети Интернет: Учебное пособие /Отв. ред. В.И.Солдаткин / М.: Высшая школа, 2003. 792 с.

74. Российский портал открытого образования: обучение, опыт, организация /Отв. Ред. В.И. Солдаткин. М.:МГИУ, 2003. - 508с.

75. Рубин Ю.Б., Самойлов В.А., Шевченко К.К. Технологические системы в открытом образовании // Материалы конференции "Информационные технологии в образовании", 2001.

76. Савельев А.Я., Новиков В.А., Лобанов Ю.И. Подготовка информации для автоматизированных обучающих систем: Метод, пособие для преподавателей и студентов / Под ред. А.Я. Савельева. М.: Высшая школа, 1986. - 176 с.

77. Системы метаданных в электронных библиотеках Электронный ресурс. / А.Б. Антопольский. Электрон, текстовые дан. - М., 2001. - Режим доступа: http://www.gpntb.ru/win/interevents/crimea200 l/tom/sec4/doc5 .html.

78. Солдаткин В.И. НТП Минобразования России «Создание системы открытого образования»: задачи и некоторые итоги //Информационные технологии в открытом образовании: Материалы международной конференции. М.: МЭСИ, 2001.

79. Соловов A.B. Проектирование компьютерных систем учебного назначения:Учебное пособие. Самара: СГАУ, 1995. - 137 с.

80. Соломатин Н.М., Сонин А.И., Соколов Н.К. Серебрякова И.Л., Семенов Д.В. Особенности дистанционного обучения в системе высшего образования // Вестник МГТУ им. Баумана, сер. Приборостроение, 1998, №2.-с. 101-108.

81. Состояние и развитие ДО в мире. Аналитический доклад Института ЮНЕСКО по информационным технологиям в образовании, -М.: ИЧП « Издательство Магистр», 1999, 45 с.

82. Средства дистанционного обучения. Методика, технология, инструментарий / C.B. Агапонов, З.О. Джалиашвили, Д.Л. Кречман и др.; Под ред. З.О. Джалиашвили. СПб.: БХВ-Петербург, 2003. - 336с.

83. Т.А. Гаврилова, В.Ф. Хорошевский. Базы знаний интеллектуальных систем. СПб: Питер, 2000. - 334 с.

84. Теория и практика создания образовательных электронных изданий. М., 2003, Изд-во РУДН, 240 стр.

85. Техническое руководство по разработке учебно-методического комплекса для системы дистанционного обучения. СПб.: СПбГУ ИТМО, Центр дистанционного обучения, 2004. - 119 с.

86. Типовое положение об образовательном учреждении высшего профессионального образования (высшем учебном заведении) Российской Федерации. Утверждено Постановлением Правительства Российской Федерации от 5 апреля 2001 г. №264.

87. Титарев Л.Г. Открытое образование как система открытых университетов. Электронный ресурс./ МЭСИ. Электрон, текстовые дан., 2001. - Режим доступа: http://www.mesi.ru

88. Тихомиров В.П., Титарев Л.Г., Шевченко К.К. Разработка технологических систем в образовании. Электронный ресурс./ МЭСИ. Электрон, текстовые дан., 2001. - Режим доступа: http://www.mesi.ru

89. Трапезников С.Н. УРОК универсальный редактор обучающих курсов / В кн. «Компьютерные технологии в высшем образовании» / Ред. кол.: А.Н. Тихонов, В.А. Садовничий и др. - М.: Изд-во Моск. ун-та., 1994. -с. 23-32.

90. Универсальная десятичная классификация. В 10 томах. - М.: ВИНИТИ, 2001.

91. Универсальная модель представления информации в образовательных системах. Часть 1 .Концептуальные основы. Электронный ресурс. /РГИОО. Версия 01.09.03 Электрон. Текстовые дан., 2003 - Режим доступа: http://www.openet.ru.

92. Универсальная модель представления информации в образовательных системах. Часть 2. Описание формата метаданных образовательных ресурсов. Электронный ресурс. /РГИОО. Версия 01.09.03 Электрон. Текстовые дан., 2003 - Режим доступа: http://www.openet.ru.

93. Универсальная модель представления информации в образовательных системах. Часть 3. Описание формата упаковки образовательных ресурсов. Электронный ресурс. /РГИОО. Версия 01.09.03 Электрон. Текстовые дан., 2003 - Режим доступа: http://www.openet.ru.

94. Хохлов Ю.Е., Арнаутов С.А. Обзор форматов метаданных Электронный ресурс. / Институт развития информационного общества. 2001. Режим доступа: http://www.elbib.ru/.

95. Шаммазов А., Беленкова О. Технические университеты в информационно-индустриальном обществе // Высшее образование, 1998, №1.-с. 20-25.

96. Altova Authentic Электронный ресурс./ Altova Inc. Электрон, текстовые дан. - USA: Altova Inc., 2002. - Режим доступа: http://www.altova.com/productsdoc.html. - Англ. - Содержание: описание программного продукта.

97. CCITT (ITU) Recommendations Х.500-Х.521. Data Communication Networks: Directory / CCITT Blue Book, Fascicle VIII.8. USA.:CCITT, 1988.

98. Dublin Core Metadata Element Set: Reference Description Электронный ресурс. / DCMI. Version 1.1. - Электрон, текстовые дан. -[USA]:DCMI, 1999. - Режим доступа: http://www.adlnet.org/documents/dces/ - Англ.

99. Engelbrecht, J., SCORM Deployment Issues in an Enterprise Distributed Learning Architecture. The eLearning Developers' Journal, Feb. 18,2003

100. IEEE 1484.12.1-2002. Learning Object Metadata Standard. New York: IEEE, 2002.

101. IETF RFC 2425:1998. A MIME Content-Type for Directory Information Электронный ресурс. / T.Howes, M.Smith, F.Dawson. Электрон, текстовые дан. - [USA]:IETF, 1998. - Режим доступа: http://www.ietf.org/rfc/rfc2425.txt. - Англ.

102. IETF RFC 2426:1998. vCard MIME Directory Profile Электронный pecypc./F.Dawson, T.Howes. Электрон, текстовые дан. - [USA]:IETF, 1998. - Режим доступа: http://www.ietf.org/rfc/rfc2426.txt. - Англ.

103. IFLA. Universal Bibliographic Control and International MARC Core Programme. UNIMARC: an introduction. Электронный ресурс. / IFLA, 1996. Режим доступа: http://www.ifla.Org/VI/3/pl996-l/unimarc.htm

104. IMS Content Packaging XML Binding Электронный ресурс. /IMS. Version 1.1.3 Final Specification Электрон. Текстовые дан. - [UK]:IMS, 2003. - Режим доступа:http://www.imsglobal.org/content/packaging/index.cfm. Англ.

105. IMS Content Packaging Best Practice Guide Электронный ресурс. /IMS. Version 1.1.3 Final Specification Электрон. Текстовые дан. - [UK]:IMS, 2003. - Режим доступа:http://www.imsglobal.org/content/packaging/index.cfm. Англ.

106. IMS Content Packaging Information Model Электронный ресурс. /IMS. Version 1.1.3 Final Specification Электрон. Текстовые дан. - [UK]:IMS, 2003. - Режим доступа:http://www.imsglobal.org/content/packaging/index.cfm. Англ.

107. IMS Digital Repositories Specification Электронный ресурс. /IMS. -Version 1.0. Электрон, текстовые дан. - [UK]:IMS, 2002. - Режим доступа: http://www.imsprogect.org/digitalrepositories/index.chf. - Англ.

108. IMS Learning Design Information Model Электронный ресурс. /IMS. Version 1.0 Final Specification - Электрон. Текстовые дан. - [UK]:IMS, 2003. - Режим доступа:http://www.imsglobal.org/learningdesign/ldvlpO/imsldinfovlpO.html. -Англ.

109. IMS Learning Design XML Binding Электронный ресурс. /IMS. Version 1.0 Final Specification - Электрон. Текстовые дан. - [UK]:IMS, 2003. - Режим доступа:http://www.imsglobal.org/learningdesign/ldvlpO/imsldbindvlpO.html. -Англ.

110. IMS Learning Resource Meta-Data Information Model Электронный ресурс. /IMS. Version 1.2 Final Specification Электрон. Текстовые дан. - [UK]:IMS, 2001. - Режим доступа:http://www.imsglobal.org/metadata/imsmdvlp2/imsmdinfovlp2.html. -Англ.

111. IMS Learning Resource Meta-Data XML Binding Электронный ресурс. /IMS. Version 1.2 Final Specification Электрон. Текстовые дан. -[UK]:IMS, 2001. - Режим доступа:http://www.imsglobal.org/metadata/imsmdvlp2/imsmdbindvlp2.html. -Англ.

112. IMS Question & Test Interoperability: ASI XML Binding Specification Электронный ресурс. /IMS. Version 1.1 Final Specification - Электрон.

113. Текстовые дан. UK.:IMS, 2001. - Режим доступа: http://www.imsproject.org/question/qtbind03.html. - Англ.

114. IMS Question & Test Interoperability: ASI Information Model Specification Электронный ресурс. /IMS. Version 1.1 Final Specification- Электрон. Текстовые дан. UK.:IMS, 2001. - Режим доступа: http://www.imsproject.org/question/qtinfo03.html. - Англ.

115. IMS Simple Sequencing Information and Behavior Model Электронный ресурс. /IMS. Version 1.0 Final Specification - Электрон. Текстовые дан. - [UK]:IMS, 2003. - Режим доступа:http://www.imsglobal.org/simplesequencing/ssvlpO/imsssinfovlpO.html. -Англ.

116. IMS Simple Sequencing XML Binding Электронный ресурс. /IMS. Version 1.0 Final Specification - Электрон. Текстовые дан. - [UK]:IMS, 2003. - Режим доступа:http://www.imsglobal.org/simplesequencing/ssvlpO/imsssbindvlpO.html. -Англ.

117. List of media types Электронный ресурс. / IANA.- Электрон, текстовые дан. [USA]: IANA, 2001. - Режим доступа: ftp://ftp.isi.edu/in-notes/iana/assignments/media-types/media-types. - Англ.

118. RDF/XML Syntax Specification Электронный ресурс. /W3C.- Working Draft 25.03.2002. Электрон, текстовые дан. - [B.m.]:W3C, 2002. -Режим доступа: http://www.w3.org/TR/2002/WD-rdf-syntax-grammar-20020325.-Англ.

119. Representing vCard Objects in RDF/XML Электронный ресурс./ W3C.- Электрон, текстовые дан. B.m.:W3C, 2001. - Режим доступа: http://www.w3.org/TR/vcard-rdf. - Англ.

120. S. Downes. Learning Objects: Resources For Distance Education Worldwide // International Review of Research in Open and Distance Learning, 2001.

121. SCORM Content Aggregation Model. Электронный ресурс. / Advanced Distributed Learning Initiative. Version 1.3.1 Электрон. Текстовые дан.- USA: ADL, 2001.- Режим доступа: http://www.adlnet.org/Scorm/downloads.cfm. Англ.

122. Sharable Content Object Reference Model (SCORM) Электронный ресурс. / Advanced Distributed Learning Initiative. Version 1.2. -Электрон. Текстовые дан. - USA: ADL, 2001.- Режим доступа: http://www.adlnet.org/Scorm/downloads.cfm. - Англ.

123. XML Schema 1.0 Электронный ресурс. / W3C. Электрон, текстовые дан. - [Б.м.]: W3C, 2001. - Режим доступа: http://www.w3.org/XML/Schema. - Англ.

Похожие работы

Информатика, вычислительная техника и управление
05.13.00