Министерство образования и науки Российской Федерации 
Институт ЮНЕСКО по информационным технологиям в образовании
Институт проблем информатики Российской Академии наук
Федеральный институт развития образования
Академия повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования
Автономная некоммерческая организация
«Информационные технологии в образовании»
Российский государственный гуманитарный университет
Международный институт новых образовательных технологий
III Международная научно-практическая конференция
«Инновации в информационных технологиях и образовании»
«ИТО-Москва-2014»
4 - 5 декабря 2014 года, г. Москва

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ON-LINE УЧЕБНОГО КУРСА НА ПЛАТФОРМЕ WIZIQ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО КУРАТОРА В СКОЛЬЗЯЩЕМ РЕЖИМЕ

Авторы: Амиров Данис Фанисович 1, Кандидат педагогических наук, Доцент, Мкртчян Вардан Суренович 2, Доктор технических наук, Профессор
1 ГБОУ ВПО "Альметьевский государственный нефтяной институт", 2 ФБГОУ ВПО "Астраханский государственный университет"
В статье описана система оптимизации online контента учебного курса с использованием автоматического куратора в скользящем режиме. Данная система успешно используется в различных университетах при преподавании более десяти различных учебных дисциплин в режиме онлайн.

К высшим учебным заведениям предъявляются многочисленные требования в области образовательной, финансово-экономической, юридической  и международной деятельности. Современные условия и нормативные документы четко определяют необходимость создания в высших учебных заведениях высокотехнологичных образовательных систем.

Цель настоящей работы – показать на примере вуза особенности и основные проблемы проектирования ресурсной базы открытой образовательной среды не только на теоретическом, но и на практическом уровне.

Практическое решение большинства проблем невозможно без информатизации системы образования, включая внедрение электронного документооборота в высших образовательных организациях, а также создание информационных и образовательных ресурсов (Распоряжение Правительства РФ от 17.11.2008 № 1662-р (ред. от 08.08.2009) «О Концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года»), чем во многом обуславливается актуальность разработки электронных ресурсных баз для создания открытой виртуальной образовательной среды вуза.

Актуальность данной работы на сегодняшний день заключается в том, что в России до сих не находят распространения известные во всем мире online-курсы, построенные при использовании новейших информационно-коммуникационных технологий на платформе WizIQ. Развитие такого направления в дистанционном образовании во многом поможет совершенствованию системы образования в целом и обеспечит ее переход на качественно новый уровень – online-образование.

В последнее время происходит постоянное увеличение числа студентов, получающих образование дистанционно, в системе открытого образования e-learning. Остро стоит  одна проблема: снижение мотивации к обучению. Студент находится в изоляции, обучение перестает им восприниматься как непрерывный и цельный процесс, где полученные знания необходимо активно применять на практике. Где видна взаимосвязь дисциплин и получаемые знания базируются на изученном ранее материале, где с помощью анализа проблемы с точки зрения различных дисциплин возможен синтез нового варианта ее решения, и т.д. Этому также способствует отсутствие возможности «живого» общения с преподавателем. В итоге падает успеваемость, многие студенты отчисляются, да и в целом бросают учебу чаще, чем студенты традиционных форм обучения. Повышению мотивации студентов к обучению посвящено множество исследований.

При проведении обучающих online-программ используются различные платформы для проведения вебинаров, одной из которой является WizIQ. Это онлайн-сервис, который позволяет проводить вебинары с использованием аудио-видео материалов, презентаций и т.д. Слушатели онлайн-программ могут слышать голос ведущего, видеть презентацию, слушать музыкальное сопровождение, принимать активное участие в чате. Однако возникают большие трудности, связанные с контентом проводимого курса. Изобилие неструктурированной информации, недостоверность информации, растущее число открытых ресурсов, постоянно меняющийся мир, изменение рынка труда привело к появлению нового вида деятельности – курирования содержания.

Некоторые из этих проблем можно решить путем создания виртуального ассистента. Виртуальный ассистент – это интеллектуальная программная система, предназначенная для извлечения из базы знаний учебных материалов и предоставления их студенту в удобной для него форме. При этом форма подачи материала может быть жестко фиксирована и заложена на этапе их проектирования. Виртуальный ассистент может генерировать новые виды учебных материалов, основываясь на имеющейся базе знаний (БЗ). Например, если в БЗ имеется специальным образом размеченная лекция (т.е. текстовый материал, в котором тегами выделена структура, а также единицы учебного материала – формулы, теоремы, определения и т.п.), то на ее основе можно генерировать:

  • Гипертекстовое представление этого материала со ссылками на другие материалы из базы знаний;
  • Мультимедиа-материалы, включая презентации с аудиосопровождением, видеолекции с виртуальным лектором, 3D модели описываемых устройств и процессов и т.д.;
  • Различные виды контроля знаний (тестовые вопросы, контрольные работы и т.п.);
  • Тренажеры, обучающие решению практических задач и т.д.

При этом важно, что студент может сам выбирать более удобную для него форму представления материала, а также траекторию обучения. Либо оптимальную траекторию обучения выбирает ассистент, основываясь на результатах изучения предыдущих дидактических единиц.

При создании видеолекций текст может читать виртуальный диктор, а студенту предоставлена возможность выбора диктора и его виртуального окружения из нескольких вариантов. Если в тексте лекции встречаются рисунки, таблицы, формулы и т.п., они могут быть визуализированы лектором на виртуальной же «классной доске».

Виртуальных персонажей можно использовать и в других целях. Например, для студентов вуза организуются виртуальные приемные, где он может общаться с преподавателями и сотрудниками учебного заведения, а также получать различную информацию. Организуются также виртуальные учебные аудитории для проведения занятий и общения студентов и преподавателей друг с другом.

Возможна также разработка виртуальных ассистентов для преподавателей, помогающих им наполнять учебную базу знаний.

Запись лекции голосом преподавателя может присутствовать в базе знаний, однако зачастую исходными данными для лекции является только текст, поэтому необходимо решать задачу синтеза голоса по тексту (TTS – Text-To-Speech). В настоящее время существует довольно много так называемых «речевых движков» (SpeechEngine), или голосовых синтезаторов, предназначенных для преобразования текста в звук речи. У каждого голосового синтезатора есть набор «голосов», которыми он может говорить.

Мощность персональных компьютеров и сложность голосовых синтезаторов за последние годы растет в геометрической прогрессии, поэтому использовать устаревшие разработки (например, голос «Катерина» компании Nuance, голоса «Дмитрий» и «Ольга» компании Loquendo) не имеет никакого смысла. Новые синтезаторы обеспечивают гораздо лучшее качество речи. Это, например, голос «Алена» компании Acapela Group (www.acapela-group.com), или разработки отечественной компании «Центр речевых технологий» (или ЦРТ, www.speechpro.ru). Виртуальный ассистент, разрабатываемый в ЛИСМО, может работать как с записанным голосом реального преподавателя, так и с любым «речевым движком», поддерживающим технологию Microsoft SpeechAPI (SAPI) версии 4.0 или 5.0.

В простейшем случае «аватаром» виртуального ассистента может являться интерактивный помощник типа MicrosoftAgent. Однако, если обучающая программа предполагает сопровождение аудиопотока изображением виртуального лектора, то для этого необходимо создание полноценного анимированного персонажа диктора. Чаще всего персонаж создается не полностью. Для чтения лекции достаточно анимировать голову диктора и верхнюю часть тела. Самой сложной является лицевая анимация, т.к. лицо человека может принимать очень большое количество различных выражений при произнесении речи и отражении эмоций.

Существуют готовые решения для синхронизации движения губ виртуального персонажа со звуковой дорожкой с речью. Такая технология называется lip-sync. Часть из них является надстройками для таких известных пакетов 3D-моделирования, как 3DS Max и Maya компании Autodesk, Poser компании Smith Micro Software и т.п. Другие являются самостоятельными продуктами, например, FacialStudioи другие продукты компании Di-O-Matic (www.di-o-matic.com), LifeStudio:HEAD компании LifeModeInteractive (www.lifemi.com) и т.д. Часть из них имеют SKD, что позволяет использовать их анимационные движки в сторонних программах.

Если необходима полная анимация персонажа, то в дополнение к лицевой анимации модель дополняется скелетной анимацией тела и конечностей. Это может потребоваться, например, если лектор перемещается в виртуальном окружении, подходит к «доске» или каким-то учебным стендам и т.п. Существуют готовые модули скелетной анимации для 3DS Max, Maya и Poser.

Актуальной является задача разработки виртуального окружения, имитирующего выполнение лабораторных работ по различным вузовским дисциплинам – физике, химии и т.д. Например, коллективом ЛИСМО уже разработан ряд таких лабораторных практикумов. Для визуализации виртуального окружения ранее были использованы различные технологии:

  • GDI/GDI2.0, Macromedia/AdobeFlash, HTML5 Canvas+ JavaScript для 2D-окружения;
  • OpenGL, DirectX, HTML5 (WebGL) для 3D-окружения.

В настоящее время для визуализации 3D-окружения используется игровой движок Unity3D, для визуализации 2D-окружения – HTML5. Среди плюсов такого подхода следует отметить, что разработанные с применением Unity3D/HTML5 виртуальные лабораторные работы можно запускать как локально, так и онлайн. При этом поддерживаются практически все операционные системы (Windows, Linux, MacOS, Android, iOS) и все типы устройств (ПК, планшеты, смартфоны и т.д.). Также происходит разработка технологии для упрощения создания новых лабораторных практикумов. Эта технология включает в себя:

  1. Составление технического задания;
  2. Моделирование объектов виртуального окружения в среде Autodesk 3DS Max;
  3. Разработку framework с основными компонентами виртуальной лабораторной работы (система фреймов и переходов между ними, входной и выходной контроль знаний, промежуточное тестирование, отчёт по выполненной работе, шифрование данных, абстрактные измерительные приборы и инструменты и т.д.);
  4. Интеграцию лабораторного практикума в систему управления обучением Moodle.

Инвариантность автоматического куратора содержания виртуального ассистента обеспечивается за счет поддержания в нем скользящего режима

Список использованных источников
  1. Мкртчян В.С. Облачная образовательно-исследовательская среда обучения химии, моделирования и проектирования материалов [Текст]: / В.С. Мкртчян, Э.Ф. Матвеева // Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена. Выпуск № 167 / 2014. – С.171 – 182
  2. Матвеева Э.Ф. Виртуальное обучение как средство формирования естественнонаучного образовательного пространства [Текст]: учебно-методическое пособие / Э.Ф. Матвеева, В.С. Мкртчян, М.Д. Амреева; под ред. Э.Ф. Матвеевой. – Астрахань: Издатель: Сорокин Роман Васильевич, 2014. – 120 с.
Ключевые слова  online-образование, платформа WizIQ, вебинар, виртуальный ассистент, база знаний.

В статусе «Черновик» Вы можете производить с тезисами любые действия.

В статусе «Отправлено в Оргкомитет» тезисы проходят проверку в Оргкомитете. Статус «Черновик» может быть возвращен тезисам либо если есть замечания рецензента, либо тезисы превышают требуемый объем, либо по запросу участника.

В статусе «Рекомендован к публикации» тезис публикуется на сайте. Статус «Черновик» может быть возвращен либо по запросу участника, либо при неоплате публикации, если она предусмотрена, либо если тезисы превышают требуемый объем.

Статус «Опубликован» означает, что издана бумажная версия тезиса и тезис изменить нельзя. В некоторых крайне редких ситуацих участник может договориться с Оргкомитетом о переводе тезисов в статус «Черновик».

Статус «Отклонен» означает, что по ряду причин, которые указаны в комментариях к тезису, Оргкомитет не может принять тезисы к публикации. Из отклоненных тезис в «Черновики» может вернуть только Председатель программного или председатель оргкомитета.