Description:

"Разработка интерактивной Web-платформы для обучения обработке сигналов Хейра Сали (Kheira Sahli), Жером Марс (Jerome Mars), Жан Люк Мари (Jean Luc Mari), Франсуа Гланго (Francois Glangeaud) и Марианна Гентон (Marianne Genton) Введение Наша двуязычная (франко-английская) платформа e-TSLIS делает процесс обучения обработке сигналов более доступным, позволяя организовать взаимодействие с помощью современных средств мультимедиа (Internet, Web). Пакет создан в основном в рабочей группе SIN (Signals and Images in Natural environments - сигналы и изображения в естественной среде) лаборатории сигналов и изображений (Signals and Images Laboratory, LIS) института ENSIEG (Ecole Nationale Superieure des Ingenieurs Electriciens de Grenoble), Гренобль, Франция, при участии школы IFP-School (Ecole Nationale Superieure du Petrole et des Moteurs). Под электронным обучением понимается обучение с использованием новых средств обучения для совершенствования процесса: помощи в организации рабочего времени, формального преподавания, доступа к документам, а также средств оценки, практики и моделирования (Toxopeus et al., 2003, Hesthammer, 2003). Однако остаются технические проблемы: качество электронного обучения падает, если обучающийся не получает преимущество от использования всех имеющихся средств. Например, модуль с озвученной анимацией запускается на машине без звуковой карты, снижая интерес к обучению. Другим вопросом является время работы обучающегося, который может быть сосредоточен около 20 минут; таким образом, электронному обучению следует придавать структуру цикла, в котором показаны ограничения обработки данных. Электронное обучение должно дополнять обычный учебный курс. Сочетая в пропорции 50:50 обычное и электронное обучение, можно сохранить богатство взаимодействия учителя и ученика. Короткие (несколько дней) курсы могут включать большую долю электронного обучения. Правильно сочетаемые формы электронного и обычного обучения можно представить в виде системы с богатыми ресурсами: CD-диски, Internet-сайты, учебные модели (симуляторы) и др. Таким образом, электронное обучение позволяет проводить курсы быстро в нескольких местах сразу. Важным вопросом является приспособление электронных курсов к уровню слушателя. Слушатели получают знания, давая команды компьютеру: они пробуют, совершают ошибки и решают задачи. Обучение через "игру" позволяет дольше удерживать внимание слушателя. Не следует пренебрегать элементами творчества в электронном обучении; следует всегда поощрять любопытство слушателя. Дистанционное обучение возможно в двух формах: синхронной (видеоконференции, виртуальные классы и др.) и асинхронной (обучающие программы, индивидуальная работа и др.), которые можно представить в двух измерениях: коллективное или индивидуальное, очное или дистанционное. Программа e-TSLIS используется для большой аудитории: исследователей, геологов, студентов старших курсов и студентов специализированных вузов. Чтобы проект электронного обучения дал положительные результаты, нужно 3-5 лет. Это значит, что разработки следует поддерживать в среднесрочной и долгосрочной перспективе. Цели и ограничения Задача сетевых средств непосредственного доступа в программы e-TSLIS состоит в том, чтобы в ходе серии занятий, сопровождаемых анимацией, показать средства и способы обработки сигналов, используемые в сейсморазведке. Ряд интерактивных заданий позволяет слушателю получать знания и одновременно проверять усвоение, отвечая на контрольные вопросы. Широко используется анимация. При использовании данных полевых измерений указаны организации, их предоставившие. Имеющиеся в настоящее время курсы основаны на CD-диске по обработке сигналов (Glangeaud et al., 1999) и серии пособий "Обработка сигналов для геологов и геофизиков" (Signal processing for geologists and geophysicists) в нескольких томах (Mari et al., 1999; Mari et al., 2001, Glangeaud et al., 2001; Mars et al., 2004). Удобный интерфейс платформы создан под впечатлением от электронного курса геофизики Лозаннского университета (Chapellier et al., 2002). Анимация позволяет визуализировать данные при изучении воздействия параметров обработки, заданных пользователем. Первый этап создания анимации выполняется в программе MUSTIG в виде графа зависимостей. Граф - это последовательность обработки данных, представленных на изображении. Он показывает структуру последовательности обработки в программе MUSTIG, используемой при показе анимации. Она показывается в виде связанных прямоугольников, каждый из которых представляет средство обработки, составленное из элементарных функций. Параметры можно изменять, перемещая курсоры; вычисления выполняются в программе MUSTIG в реальном времени. Изображения показываются так, что их можно сразу визуально сравнивать и оценивать влияние изменения конкретного параметра на результат обработки. Второй этап состоит в автоматическом создании файлов JAVA внутренними средствами программы MUSTIG. Рис. 1. Стартовая страница сайта e-TSLIS Выбранные решения Мы хотели создать дружественную платформу, доступную для широкой аудитории, удобную и преподавателям, и учащимся. Для этого доступ к нашей программе осуществляется через Интернет с помощью браузера, в котором пользователь должен указать лишь адрес сайта eTSLIS. Проще всего вести обучение, если слушатель электронного курса может задавать вопросы и быстро получать ответы. Для этого используются возможности электронной почты. В следующих версиях проекта предусмотрены места для обсуждения (форум и др.), которые будут введены с учетом опыта эксплуатации системы. Наконец, чтобы улучшить взаимодействие, мы создали базу данных контрольных вопросов, которая может автоматически генерировать вопросы, а также позволяет контролировать пользователей и др. Мы решили разделить систему на пользователей, окружение и взаимодействие. Предусмотрены три типа пользователей: 1) администраторы могут добавлять или удалять места пользователей (преподавателей или слушателей), а также включать в базу банных курсы, предоставляемые преподавателями; 2) преподаватели могут изменять существующие контрольные вопросы, к которым у них есть доступ; в выделенной им области они могут следить за успехами слушателей своих курсов; 3) слушатели имеют доступ к модулю, на котором они зарегистрированы и могут контролировать свои успехи с помощью прогрессивной серии интерактивных упражнений (Sahli et al., 2002; Sahli et al., 2004). Реализация Для сокращения объема текста используется анимация (рис. 2). Целью может быть демонстрация особых технических методов, используемых при обработке сигналов и применяемых в сейсморазведке. Другой целью является демонстрация одной или нескольких геофизических программ обработки на модельных сигналах или специально подобранных геофизических данных, например рассеянных волнах в сейсмической записи. Анимация и текст могут быть проиллюстрированы слайдами с математическими формулами (рис. 3). Комментарии и демонстрации полностью объясняются в литературе, поставляемой с продуктом. Оценка усвоения проводится с помощью теста, как на рис. 4. Таким образом, слушатели могут сами оценить степень усвоения материала, представленного в анимации. Достигнутый уровень знаний подтверждается финальными оценками. Получение и генерация контрольных вопросов идет динамически. На каждый вопрос можно дать один ответ. Слушатель подтверждает выбор ответа нажатием кнопки Answer. Рис. 2. Анимация Рис. 4. Контрольные вопросы Рис. 3. Врезка с формулами Подтвердив ответ, пользователь или переходит к следующему ответу, нажав кнопку Next, или видит свои оценки, если он ответил на последний вопрос соответствующего занятия. Пользователь не может вернуться к вопросу, ответ на который он уже подтвердил. Таким образом, эти упражнения нацелены на оценку усвоения знаний: если дать возможность исправлять ответы, конечный результат не будет соответствовать фактическому уровню. Со временем, после нескольких заходов, пользователь получит представление о верных ответах. Мы полагаем, что слушатели должны получать ответы сразу после прохождения теста. Вопросы логически связаны между собой. Конечная оценка и время, потраченное слушателем на прохождение теста, в реальном времени записываются в базу данных. Точно так же сохраняются ответы пользователей на каждый вопрос. Преподаватель может просмотреть и проанализировать результаты своих слушателей, чтобы понять их ошибки и оценить их успехи. Оглавление формируется автоматически по названиям глав и занятий, имеющихся в базе данных. Преподаватели могут обновлять курс, не прибегая к программированию." Ключевые слова: break, должный, опыт, использоваться, представленный, структура, занятие, geologist, обучение, каталог, обработка, получать, ifp, cours, реальный, нужный, images, mustig, февраль, glangeaud, signal processing, иметься, электронный обучение, позволять, изображение, уровень, использовать, пользователь, использование, усвоение, форма, цель, литература, eage, editions technip, образ, mari, оценка, e-tslis, доступный, место, электронный, система, мультимедиа, sahli, geophysiciens, курс, paris, вопрос, контрольный, geoscience, дистанционный, ответ, контрольный вопрос, анимация, signal, индивидуальный, полевой, сейсморазведка, j-l, coppens, следовать, преподаватель, учебный, mars, сигнал, включать, представить, результат, модуль, электронный курс, несколький, слушатель, программа, средство мультимедиа, рабочий, знание, платформа, теория информация, формула, du, editions, указатель, тест, база дать, обработка сигнал, статья, technip, mari j-l, взаимодействие, проект, средство, путь, en, break февраль, доступ, pour, сайт, технический, учиться, соответствовать, технический статья, программа mustig, студент, обучающийся, j-l glangeaud, processing, traitement, база, создать, дать, интерактивный