47274 (Исследование использования программ дистанционного обучения для подготовки учебно-методической документации), страница 6

2. Неизвестно, сколько раз студент предпринял попытку пройти тестирование. Студент имеет возможность устанавливать систему дистанционного обучения в нескольких экземплярах и/или копировать ее, тем самым сохраняя ее текущее состояние. Студент получает возможность неограниченного количества попыток прохождения тестирования и выбора из них попытки с наилучшим результатом [8].

Необходимо применение различных ухищрений при хранении информации о проделанной студентом работе. Решить эту проблему не просто. В любом случае невозможно узнать, что студент установил пакет программ дистанционного обучения на двух компьютерах, а затем использует один для тренировки и подбора правильных ответов, а второй уже для тестирования. При чем он может поступить проще и воспользоваться программой для создания множества виртуальных машин на одной физической. Такой программой, например, является WMware. Или может создать одну виртуальную машину и установить на ней программу, производящую тестирование. А затем, если результат прохождения тестирования его не будет устраивать, он сможет восстановить предыдущее состояние всей виртуальной системы, просто сделав откат.

Одним из методов решения данной проблемы может стать использование индивидуальной дискеты студента. Идея здесь та же, что и использовалась при защите программного обеспечения от несанкционированного копирования. Сейчас для этих целей все чаще используется технология электронных ключей (Hasp и т.д.). Смысл в том, что дискета форматируется, а затем используется особым образом. Т.е. работать с такой дискетой может только специальный набор программ. Стандартными методами такую дискету нельзя ни скопировать, ни просмотреть информацию на ней, так как она хранится в особом формате. Работать с такой дискетой могут только программы, входящие в состав системы дистанционного обучения. Без ключевой дискеты система работать не будет. На этой дискете можно отмечать количество попыток тестирование и т.д., тем самым, решая рассматриваемую проблему.

Но эта технология не является решением проблемы. Дискета может быть скопирована какой-либо программой, например, COPYWRIT, и т.п. Достаточно легко воспользоваться специализированными программами копирования или создать свой аналог. Отсюда можно сделать вывод, что разработка системы с использованием ключевой дискеты не рациональна. Подобный подход также повлечет массу сложностей. Например, не ясно, что делать в случае утери или порчи дискеты. Но, по всей видимости, в этом случае студенту придется проходить тестирование еще один раз, что явно неприемлемо.

Можно сделать вывод, что без использования специальных аппаратных средств, данная проблема также не имеет достаточно удовлетворительного решения. Но к ее решению можно постараться приблизиться, используя специфические методы хранения состояния (например, в реестре и т.п.), тем самым усложняя процесс махинации. Но в общем случае это опять не даст результата, если студент воспользуется виртуальной машиной, созданной, например, программой WMware.

Решением проблемы, может быть хранение попыток и результатов тестирования в базе данных, расположенной на web-сервере, доступ к изменению значений которой может получить только администратор системы. Это наиболее оптимальный и безопасный вариант.

3. Существует возможность создания универсального редактора файлов результатов тестирования. Он может использоваться студентом для корректировки оценок выставленных программой тестирования [8].

Здесь можно было воспользоваться идеей ключевой дискеты для сохранения результата. Тем самым модификация результата стала бы весьма затруднительной. Но этот метод имеет одно ограничение, которое делает его практически непригодным. Это необходимость использования для передачи результата дискеты. Т.е. вместо того, чтобы просто отослать результат по сети, придется доставлять его на дискете.

Но есть другой метод. Это использование шифрования. Как бы ни были сложны и надежны криптографические системы - их слабое место при практической реализации - проблема распределения ключей. Для того, чтобы был возможен обмен конфиденциальной информацией между двумя субъектами ИС, ключ должен быть сгенерирован одним из них, а затем каким-то образом опять же в конфиденциальном порядке передан другому.Т. е. в общем случае для передачи ключа опять же требуется использование какой-то криптосистемы.

Еще один вариант решения поставленной задачи - использование сети Интернет и web-интерфейса. Результаты сразу же передаются на web-сервер, и обрабатываются уже непосредственно там, тем самым исключается возможность редактирования результата, так как доступ к базе данных результатов тестирования имеет только администратор системы.

4. Существует возможность создания универсальной программы просмотра файлов с заданиями и ответами. Таким образом, студент имеет возможность узнать верные ответы на вопросы в тестах [8, 9].

Естественным выходом из данной ситуации является применение шифрования данных. Но принципиально данную проблему разрешить невозможно. Студенту необходимо задать вопрос и сверить с ответом, а для этого необходимо расшифровать данные с эталонными ответами. Для их расшифровки необходим ключ, который в любом случае надо где-то хранить. Следовательно, при желании, информацию можно получить в открытом виде.

Побочной проблемой является возможность внесения заинтересованным лицом несанкционированного изменения баз данных обучающих систем.

Решить эту проблему частично можно также, разграничив клиентскую и администраторскую части программного комплекса. В клиентской части нет возможности доступа к базе данных для ее изменения - это возможно из администраторской части при знании пароля доступа к базе данных. Для работы клиентской части необходима заполненная база данных тестовыми заданиями. Это должно быть заведомо сделано из части администратора.

Таким образом, существует защита от модификации, но нет защиты от просмотра. Так же, вполне очевидно, отсутствует и защита отчетов о результатах тестирования. Эту проблему можно решить, воспользовавшись преимуществами сетевой технологии, например, разместив базу данных вопросов и ответов на web-сервере, а доступ к ней организовать средствами какого-либо языка web-программирования, формирующего готовые страницы данных, запрашиваемые пользователем на стороне сервера. При этом просмотреть данные сможет только администратор системы, а пользователь получит только ту ограниченную их часть, которая предназначена конкретно для него.

5. Возможность модификации программного кода системы тестирования с целью изменения алгоритма выставления оценок [9].

Как ни странно, но столь важный вопрос защиты практически не рассматривается. Отчасти это понятно. Для систем построенных с использованием сети Интернет, его практически не существует. Так как контролирующая часть находится на стороне сервера, то данная проблема не актуальна. Для систем дистанционного обеспечения, предназначенных для локального режима использования, как это реализовано в кейс технологии, эта проблема практически сводится к широко известной проблеме защиты ПО от взлома.

Это еще один плюс использования сетевой технологии для решения задач, поставленных в данной работе.

Таким образом хорошим решением для многих из перечисленных проблем является:

1. Использование интернет-технологии и создание web-приложения;

2. Поэтапное преподнесение информации и поэтапный контроль знаний;

3. Очный итоговый контроль знаний;

4. Хранение вопросов и ответов, попыток и результатов тестирования в базе данных, расположенной на web-сервере, доступ к просмотру и редактированию которой есть только у определенного круга лиц;

5. Разграничение администраторской и клиентской частей приложения;

6. Использование для разработки системы скриптовых языков web-программирования, формирующих страницу с данными непосредственно на web-сервере. Пользователь системы получает страницу, содержащую текст подготовленный лично для него. Пользователь может изменить полученную страницу, но возможность редактирования самих данных, находящихся на сервере, у него отсутствует.

1.8 Преимущества использования интернет-технологии

Наиболее подходящей для организации дистанционного обучения является система World Wide Web (WWW). WWW построена на технологии, в основу которой положено понятие гипертекста. Эта система является одним из наиболее гибких средств поиска в Интернет. Гипертекстовая модель WWW может обеспечить для каждого элемента описание любого объема. Она также располагает более широкими возможностями в плане предоставления универсального интерфейса. Каждая статья содержит ссылки на другие сообщения. Программа просмотра преобразует материалы, полученные по электронной почте, в гипертекст, превращая перекрестные ссылки в гипертекстовые. Следовательно, Вы можете перемещаться между исходными статьями, статьями, продолжающими обсуждение, и по перекрестным ссылкам, используя установленные связи.

Указанные преимущества системы WWW позволяют создавать следующий спектр учебных систем с доступом через Интернет:

Интерактивные учебники и учебные пособия;

Анонимные квалификационные и пробные тесты;

Тесты и экзамены для студентов дистанционного обучения;

Организация обратной связи преподаватель - студент.

WWW позволяет комбинировать текстовый, графический, звуковой и видеоматериалы. Использование скриптовых языков web-программирования, таких как PHP или Java позволяет создавать приложения, загружаемые по сети, что снимает проблему обновления программного обеспечения. Переносимость обеспечивает корректную работу учебных программ на различных платформах без внесения изменения в исходный код.

1.9 Описание предметной области

Система дистанционного образования на сегодняшний момент является очень актуальной в рамках нашего института. В сфере последних новаций в преподавательской деятельности и требованиями, предъявляемыми к преподавателям, таких как уменьшение аудиторных часов проведения занятий и повышение уровня знаний у студентов необходимо разработать такую систему, которая позволила бы воплотить все эти требования в реальность, без ущерба к уровню знаний и заинтересованности учащихся к самообразованию.

Все это условия предрасполагают к созданию информационной системы в дополнение к уже имеющимся средствам АИС ВУЗ на базе нашего института.

Для построения системы дистанционного обучения, необходимо выбрать программные средства которые позволили бы разработать систему, полностью отвечающую требованиям системы ДО, что и было сказано ранее.

При проектировании и создании системы необходимо точно знать, что представляет из себя проектируемая среда. Систему дистанционного образования можно разделить на составляющие: информационно-образовательная среда, тьютор и слушатель.

Все они связаны через информационно образовательную среду и все они взаимодействуют между собой. Процесс взаимодействия описывает поток данных, исходящий от каждого из двух составляющих и образуя тем самым систему ДО.

Основным объектом в системе является студент специальности АСОИУ. Система дистанционного обучения позволит студенту в удобном месте в удобное время изучать учебные материалы курсов кафедры ВТИТ и проходить тестирование, при этом он может интерактивно общаться с другими студентами и задавать вопросы преподавателю посредством электронной почты или средств общения, таких как форум или чат (обратная связь). Это позволит снизить нагрузку на преподавателя, повысить уровень знаний студентов и приобщить их к самостоятельной работе. Предоставление учебной информации осуществляется в удобной форме электронного учебника, что позволяет структурировать знания и преподносить их поэтапно. Электронные учебники и тесты подготавливаются в учебном центре авторами учебных материалов и преподавателями, Размещением учебных материалов на сервере занимается администратор системы. Для доступа к системе дистанционного обучения студент должен иметь под рукой компьютер с доступом в Интернет. Все материалы курсов находятся на web-сервере, как и система тестирования. Подробная схема организации обучения представлена на рисунке 1.1

Рисунок 1.1 - Схема организации системы дистанционного обучения

Так как данная система ДО будет доступна для широкого круга людей через Интернет, все данные по курсам и тестированию будут храниться в базе данных, реализованной средствами популярного интернет-серверы баз данных MySQL. Это позволит более надежно хранить всю информацию, следить за работоспособностью сервера, на котором будет функционировать данная система и оперативно следить преподавателю за текущей успеваемостью всех "дистанционных" студентов.

Вся система построена не из одного компьютера, а из многих, что подразумевает под собой обработку информации в различных местах, как интрасети нашего института так и глобальной сети Интернет. За основную СУБД была выбрана система которая является одной из самых популярных систем, используемых в Интернет. Ее несомненные достоинства быстрота и эффективность. В связке с эффективностью языка web-скриптов PHP - получается мощное средство разработки, удовлетворяющее всем требованиям системы дистанционного обучения.

1.10 Постановка задачи

Основываясь на результатах исследования систем дистанционного обучения, преимуществ и недостатков технологий ДО, проблем ДО (в частности проблем организации системы контроля знаний), методов решения этих проблем и возможностей готовых программ ДО можно сформулировать задачу, а также основные и дополнительные требования к программному продукту.

Необходимо разработать систему, функционирующую в качестве web-приложения. Приложение должно быть написано на языке web-программирования PHP 4. Его взаимодействие с базой данных MySQL организовано средствами web-сервера Apache. Приложение предполагает обучение и тестирование студентов с использованием дистанционных методов, интерактивное общение студентов и преподавателей, а также представление различной информации для студентов, относящейся к кафедре ВТИТ. Необходимо обеспечить возможность получения доступа к web-сайту с любого клиентского компьютера с установленным Интернет-браузером без необходимости установки дополнительного программного обеспечения (ПО).

1.10.1 Основные требования к разрабатываемому ПО

Простой, удобный в навигации, интуитивно понятный студенту web-интерфейс, основанный на системе подменю;