Projekt virtuální univerzity tří fakult vysokých škol Moravskoslezského kraje Ivo Martiník, Erika Mechlová, Danuše Bauerová VŠB- Technické univerzity Ostrava,Přírodovědecká fakulta Ostravské univerzity Česká republika Klíčová slova : virtuální univerzita, e-learning, adresářové služby Abstrakt :Úzká spolupráce tří fakult tří vysokých škol jednoho regionu na společném projektu realizace virtuální univerzity není v kontextu českých vysokých škol právě obvyklým jevem. Příspěvek shrnuje dosažené výsledky této spolupráce při řešení společných projektů a zabývá se i některými pilotními aktivitami, mezi něž lze zahrnout budování prostředí virtuální univerzity nad distribuovanou databází adresářových služeb. 1. Úvod Prvotní myšlenky na společný projekt virtuální univerzity, jehož se účastní tři fakulty tří vysokých škol regionu, byly formulovány před více než dvěma lety a v současné době jsou dovedeny do fáze její praktické realizace. Kooperace fakult v této strategické oblasti vzdělávání byla determinována zejména snahami o spolupráci při stanovení společné koncepce provozu, při naplňování a využívání prostředí virtuální univerzity, při zvýšení vzájemné informovanosti členů řešitelského kolektivu v oblastech e-learningu a problematice distančního vzdělávání, při realizaci vzájemné výměny již vytvořených výukových modulů virtuální univerzity a jejich snadném a okamžitém nasazení ve výukovém procesu studijních programů participujících fakult. Stěžejní záměry a způsob jejich konkrétní realizace při budování virtuální univerzity je obsahem následujících odstavců. 2. Základní cíle projektu virtuální univerzity Na realizaci projektu virtuální univerzity se podílejí tři subjekty: Ekonomická fakulta VŠB-TU Ostrava (EkF VŠB-TUO) Přírodovědecká fakulta OU Ostrava (PřF OU) Obchodně podnikatelská fakulta SU Karviná (OPF SU) Mezi uvedenými fakultami existuje již řadu let těsná spolupráce v mnoha oblastech. Dokladem toho je např. společný studijní obor EkF VŠB-TU a PřF OU Matematické metody v ekonomii. Studijní plány a obsah jednotlivých předmětů EkF VŠB- 61
TU a OPF SU jsou velmi podobné a tudíž je žádoucí spolupráce pedagogů obou fakult na tvorbě společných multimediálních studijních materiálů. Vzhledem ke vznikajícím standardům kursů všech ekonomických fakult bude propojenost studijních plánů v budoucnu ještě užší. V rámci realizace virtuální univerzity byly v minulých letech společně řešeny dva projekty Fondu rozvoje vysokých škol ČR: Distribuovaná multimediální databáze pro podporu interaktivní výuky (viz [2]), v jehož rámci byly provedeny mnohé přípravné kroky podporující nasazení především softwarových technologií virtuální univerzity, a zejména pak Virtuální univerzita pro podporu synchronní a asynchronní výuky (viz [3]), jež byl zaměřen především do oblastí praktické realizace prostředí virtuální univerzity na participujících fakultách. Řešitelský kolektiv tří fakult si v projektu stanovil následující cíle : 1. Vypracovat jednotnou koncepci provozu virtuální univerzity pro podporu distribuované synchronní i asynchronní výuky studentů prezenčního i distančního studia tří fakult regionu. V oblasti softwarové a hardwarové podpory : Byla stanovena kritéria pro výběr softwarového prostředí virtuální univerzity, jež je společné pro všechny lokality řešitelů projektu. Na základě stanovených kritérií byl proveden výběr nejvhodnějšího komerčně dostupného hardwarového a softwarového prostředí. Na všech participujících fakultách byl zabezpečen nákup a instalace tohoto prostředí, školení správců a uživatelů. Software virtuální univerzity byl začleněn do prostředí informačních systémů fakult. Byla definována struktura a zahájeno naplňování obsahu virtuální univerzity výukovými materiály jednotlivých předmětů příslušných studijních oborů ekonomických a přírodních věd. 62
V oblasti pedagogické : Byly vytvořeny podmínky pro dlouhodobé vzdělávání tvůrců virtuální univerzity pramenící z potřeb a možností rychle a soustavně se rozvíjejících informačních technologií s cílem a. prohloubit celkovou orientaci pedagogických pracovníků fakulty v oblasti e-learningu ve složkách nutných pro zabezpečení chodu virtuální univerzity, zejména ve složkách výukové a řídicí, b. zvýšit dovednosti pedagogů zpracovávat didakticky kvalitní výukové programy pro prezenční a distanční formy studia, c. vytvořit předpoklady pro uplatňování psychologických zásad při tvorbě multimediálních materiálů. Byla vypracována jednotná metodika tvorby výukových modulů a jejich začleňování do prostředí virtuální univerzity. Byla zahájena tvorba výukových modulů a jejich využívání v rámci výukového procesu studijních programů řešitelských fakult. Byla zabezpečena organizace odborných přednášek a seminářů věnovaných problematice e-learningu pořádaných pro pedagogy fakult a zaměřených zejména na oblasti : a. didaktiky distančního vzdělávání b. vlastní tvorby studijních materiálů pro e-learning c. praktického provozu prostředí virtuální univerzity zejména podporou distančních prvků v prezenční formě vzdělávání studentů (virtuální třída, vzdálená komunikace se studenty apod.) V této oblasti rozvíjí všechny participující fakulty spolupráci s Centrem otevřeného a distančního vzdělávání Univerzity Palackého v Olomouci. Aktivní účastí spolupracujících fakult na mezinárodních a národních konferencích a seminářích věnovaných problematice e-learningu (v roce 2000 např. mezinárodní konference Information and Communication Technology in Education v Rožnově pod Radhoštěm pořádaná každoročně Ostravskou univerzitou). V oblasti řešené problematiky byla navázána spolupráce s ostatními vysokými školami v České republice zejména pro potřeby vzájemného předávání zkušeností a již vytvořených výukových modulů virtuální univerzity. 2. Vybrat a instalovat za tímto účelem vhodné hardwarové a softwarové prostředky nutné pro podporu, provoz a správu virtuální univerzity. 63
Řešitelský tým stanovil základní požadavky na vlastnosti tohoto sofwarového prostředku s tím, že největší pozornost byla věnována výběru řídicího systému virtuální univerzity. Mezi hlavními formulovanými kritérii lze uvést: Přímá podpora synchronní a asynchronní formy výuky Nezávislost na hardwarové a softwarové platformě (na straně klienta i serveru) Plný přístup ke službám virtuální univerzity (katalog kurzů, studentů, pedagogů, virtuální třída, systém uživatelských práv apod.) a možnost její správy prostřednictvím služby WWW Možnost tvorby a správy distribuované objektově-orientované databáze elementárních LK (learning/knowledge) objektů podporujících vlastnosti zapouzdření, dědičnosti a vícetvarosti (standardní vlastnosti datového typu třída (class) známé z prostředí objektově-orienovaných programovacích metodologií) Podpora tvorby kontejnerových LK objektů v rámci výše uvedené objektověorientované databáze kontejnerové LK objekty obsahují uspořádanou konečnou množinu elementárních a kontejnerových LK objektů Přímá podpora realizace hierarchických vazeb mezi objekty databáze vytvoření stromové hierarchie kontejnerových a elementárních LK objektů Možnost sdílení daného kontejnerového nebo elementárního LK objektu v rámci několika různých kontejnerových LK objektů (jinými slovy možnost tvorby tzv. alias objektů) Existující interface mezi řídicím systémem virtuální univerzity a standardními RDBMS (např. Oracle, IBM DB2, MS SQL apod.) Možnost vývoje programového interface mezi řídicím systémem virtuální univerzity a existujícími informačními systémy na projektu participujících fakult (univerzit) Možnost programového rozšíření řídicího systému virtuální univerzity o další programové moduly Snadný import a export databáze řídicího systému virtuální univerzity koexistence s ostatními softwarovými systémy v oblasti e-learningu (např. IBM Learning Space, WebCT, EDEN apod. jde zejména o snadný import a export již vytvořených kurzů mezi jednotlivými systémy) Podpora existujících mezinárodních standardů v oblast e-learningu v současnosti se tvorbou standardů zabývají např. : Airline Industry CBT Committee (AICC) www.aicc.org Advanced Distributed Learning (ADL) www.adlnet.org Alliance of Remote Instructional Authoring and Distribution Networks for Europe (ARIADNE) ariadne.unil.ch IEEE Learning Technology Standards Committee (IEEE LTSC) ltsc.ieee.org Lokalizace všech softwarových komponent virtuální univerzity 64
Snadná a intuitivní práce se všemi částmi virtuální univerzity zejména však v oblasti vytváření vlastních výukových materiálů Existence základny již vytvořených studijních materiálů, kurzů a dalších elementů daného prostředí Na základě výše uvedených kritérií provedli řešitelé projektu srovnání komerčně dostupných prostředí podporujících provoz virtuální univerzity (např. WebCT, IBM Learning Space apod.) a rozhodli se pro nákup a instalaci : Produktu Tutor2000 jako řídicího systému virtuální univerzity Produktu ToolBook II Instructor jako základního prostředku tvorby výukových modulů prostředí virtuální univerzity Oba softwarové produkty byly pořízeny u firmy Kontis s.r.o. (viz http://www.kontis.cz). Produkt Tutor2000 (mj. získal ocenění Křišťálový disk na Invex 2001) je charakteristický zejména výborně zpracovanou podporou hierarchizace všech zdrojů virtuální univerzity (uživatelů, skupin, výukových modulů apod.) a jeho tvůrcem je přímo firma Kontis s.r.o.; prostředí Toolbook II Instructor je produktem firmy Click2learn (viz http://www.click2learn.com). 3. Začlenit technologii supertenkých klientů při realizaci distribuované multimediální výuky. Cílem jejího začlenění je umožnit plnohodnotnou účast všech studentů v různých lokalitách na obou typech distribuované výuky bez ohledu na kvalitu jejich koncových pracovních stanic. Technologie supertenkých klientů je rovněž dostupná v prostředí služby World Wide Web (viz [1]). 4. Provoz virtuální univerzity realizovat nad distribuovanou databází adresářových služeb podle doporučení X.500 CCITT. Adresářové služby jsou síťové služby, jejichž hlavním úkolem je poskytování informací o dané entitě uložené v rámci hierarchické distribuované objektověorientované databáze. Poskytování informací se uskutečňuje pomocí modelu klientserver s využitím služeb jistého síťového protokolu v rámci standardních služeb Internetu je v současné době snad nejvíce využíván protokol LDAP. Mezi nejznámějšími implementacemi adresářových služeb lze uvést zejména Novell edirectory, Microsoft Active Directory (dostupná v rámci služeb operačního systému Windows 2000 Server), IBM Secure Way a iplanet Directory Server. Na českých 65
vysokých školách je v současnosti snad nejšíře nasazena implementace edirectory firmy Novell pod operačním systémem Novell NetWare, jež je dále dostupná na platformách Windows NT/2000, Linux a Solaris. Jednou z ideí při budování virtuální univerzity je koncept elementárních a kontejnerových LK objektů (learning/knowledge object viz [5]). Neformálně řečeno, elementárním LK objektem rozumíme objekt obsahující nejmenší možné a přitom smysluplné množství informace, jež může existovat v rámci systému virtuální univerzity samostatně (např. matematická definice, matematická věta a její důkaz apod.). Při tvorbě obsahu virtuální univerzity je pak možno postupovat systémem zdola v první fázi budou vytvořeny a naplněny obsahem právě elementární LK objekty, jež vytvářejí pomyslné stavební kostky budoucích např. vyučovacích jednotek, kurzů, ročníků, studijních oborů a programů (ty budou představovány kontejnerovými LK objekty). V další fázi uspořádáme a sdružíme elementární LK objekty do kontejnerových LK objektů, jež budou v našem systému představovat např. jednotlivé vyučovací jednotky, které v další fázi uspořádáme a sdružíme pomocí dalších kontejnerových LK objektů do jednotlivých kurzů a obdobně postupujeme v dalších fázích. Přitom stále platí, že jak elementární, tak kontejnerový LK objekt má v jistém smyslu univerzální použití může být zařazen současně v několika kontejnerových LK objektech. Je rovněž zřejmé, že systém elementárních a kontejnerových LK objektů si přirozeným způsobem vynucuje vytváření jejich hierarchické struktury. Analogie s adresářovým stromem je více než zřejmá elementární LK objekty mohou být reprezentovány leaf objekty a kontejnerové LK objekty zavedeny pomocí objektů typu container adresářového stromu nad objektově-orientovanou databází po provedení příslušného rozšíření jejího schématu. Jak již bylo řečeno v předchozích odstavcích, systém Tutor2000, který si řešitelé projektu zvolili jako řídicí systém virtuální univerzity, mnohé z uvedených myšlenek přímo implementuje, tj. obdobně jako v prostředí adresářových služeb je možno i v jeho rámci vytvářet hierarchický strom zdrojů virtuální univerzity uživatelů, skupin, modulů apod. viz obr. 1. Databázovým prostředím produktu Tutor2000 je některá ze standardních RDBMS např. MS SQL, Oracle apod. V rámci řešení projektu byla po uskutečnění dohody s firmou Kontis s.r.o. zahájena implementace softwarového produktu, který: umožní ukládání a synchronizaci zdrojů řídicího systému virtuální univerzity s distribuovanou objektově-orientovanou databází adresářových služeb, jejíž implementací je Novell edirectory (jež je využívána ve všech řešitelských lokalitách), umožní rozšíření schématu objektově-orientované databáze adresářových služeb podle potřeb provozu virtuální univerzity, 66
bude nezávislý na provozované platformě (produkt je implementován v programovacím jazyce Java). V současné době probíhá implementace tohoto softwarového prostředí. Obr. 1. Hierarchická struktura zdrojů virtuální univerzity EkF VŠB-TUO 5. Začlenit provoz virtuální univerzity do výukového procesu předmětů jednotlivých oborů fakult participujících na projektu s důrazem podpory samostatné individuální tvůrčí práce studentů v synchronním nebo asynchronním provozu a realizaci kontrolní zpětné vazby v prostředí distribuované výuky. Virtuální univerzity lokalit řešitelů jsou dostupné v rámci Internetu na adresách : EkF VŠB-TUO http://was.vsb.cz PřF OU - http://virtualni.osu.cz OPF SU - http://edu.opf.slu.cz 67
Závěr Vzájemná spolupráce tří fakult v oblasti projektování virtuální univerzity přinesla různé pohledy na tutéž problematiku. Jednalo se o sladění požadavků pedagogických, technických a ekonomických. To, že virtuální univerzita tří fakult tří vysokých škol v Moravskoslezském kraji se skutečně začala naplňovat kurzy a začala sloužit jako jedna ze služeb klientům studujícím různých oborů - je krokem našeho kraje z informační společnosti do vzdělávající se společnosti. Literatura: [1] MARTINÍK, I., HAVLENOVÁ, H. Technologie supertenkých klientů ve výukovém procesu na EkF VŠB-TU Ostrava. Závěrečná zpráva FRVŠ 0688/2000. Ostrava: EkF VŠB-TUO, 2000. [2] MARTINÍK, I., MECHLOVÁ, E. a BAUEROVÁ D. Distribuovaná multimediální databáze pro podporu interaktivní výuky. Závěrečná zpráva FRVŠ 0689/2000. Ostrava: EkF VŠB-TUO, 2000. [3] MARTINÍK, I., MECHLOVÁ, E. a BAUEROVÁ D. Virtuální univerzita pro podporu synchronní a asynchronní výuky. Závěrečná zpráva FRVŠ 0242/2001. Ostrava: EkF VŠB-TUO, 2001. [4] MARTINÍK, I., MECHLOVÁ, E. a FRANĚK, Z. Virtuální univerzita pro podporu synchronní a asynchronní výuky II. FRVŠ 0519/2002. Ostrava: EkF VŠB-TUO, 2002. [5] MARTINÍK, I. edirectory and e-learning. In Strategic Management And Its Support by Information Systems International Scientific Conference, 2001, s. 293-296, ISBN 80-7078-913-1. Kontaktná adresa: RNDr. Bauerová Danuše, PhD., Ivo Martiník VŠB-Technické univerzity Ostrava, Sokolská 33, 701 21 Ostrava E-mail: Danuse.Bauerova@vsb.cz Erika Mechlová Přírodovědecká fakulta Ostravské univerzity 30. dubna 22, 701 03 Ostrava 1 68