Technológiai
trendek az e-Learning alkalmazásokban
Papp
Gyula pappgy@kfrtkf.hu
Dr.
Cserhátiné Vecsei Ildikó vecsei@kfrtkf.hu
Tiszántúli
Református Egyházkerület és Debreceni Református Kollégium
Kölcsey Ferenc Református Tanítóképző Főiskola
Az e-Learning kifejezés, vagyis az "elektronikus tanulás" egy igen tág fogalom, hiszen magába foglalja az egyszerű magnó-, vagy videokazettán rögzített tananyagtól kezdve a multimédiás CD-ROM-on keresztül az interneten elérhető tananyagot is. Ide tartoz(hat)nak a televíziók és rádiók által sugárzott oktatási műsorok. A világ számos pontján élnek a távoktatás e módszereivel. Aki azonban ma meghallja ezt a kifejezést, hogy e-Learning, az rögtön arra gondol, hogy valami webes felületen megjelenő dologról van szó, s nem pusztán tananyagról, hanem egy átfogóbb rendszerről.
Az e-Learning alatt ma olyan komplex oktatási környezetet értünk, amely webes felületen (interneten, intraneten) valósítja meg mind a tananyag megjelenítését, mind az oktatásirányítási rendszer működtetését. Hogyan jutottunk ide, s milyen kihívások fogalmazódnak meg ma egy ilyen rendszerrel kapcsolatosan?
Bátran állíthatjuk, hogy a számítógép oktatási eszközként való felhasználása egyidős magával a számítógéppel. A számítógéppel támogatott oktatás kezdetei az ötvenes évek derekáig nyúlnak vissza. Ekkoriban a technikai lehetőségek még nem tették lehetővé komoly alkalmazások fejlesztését, de az informatika fejlődése számos esetben inspiráló hatást fejtett ki a pedagógiái módszerek alakulására (programozott oktatás, stb.). Az alkalmazások terjedésének azonban elsősorban nem a technikai lehetőségek hiánya, hanem a szükséges eszközök költségessége szabott határt. Egészen a nyolcvanas évekig - s azon túl is - a költségcsökkentés szakaszát éltük. Csak a PC-k tömeges elterjedése tette lehetővé, hogy a számítógépek bevonulhassanak az iskolába. Ekkoriban a világ számos országában indult program (Magyarországon az ISZP) e folyamat támogatására, s a számítógépek oktatási eszközként való elterjesztésére. Fellendülhetett a számítógépes oktatási alkalmazások fejlesztése. Alapvetően két irányvonalat különböztethetünk meg e fejlesztésekben.
Az egyik - a modell-alapú - fejlesztési irányzat, mely a megismerési folyamat adaptációs jellegére, a fejlesztő hatású oktatási tartalomra összpontosít. Az oktatási folyamatot ismeretelméleti alapon közelíti meg, épít az alkalmazott kutatások eredményeire és szabály-alapú, célorientált rendszerben gondolkodik. Ezek a rendszerek komoly számítási kapacitást igényelnek, rendkívül összetettek, s bonyolultak. A cél az, hogy intelligens oktatási rendszert lehessen alkotni (ITS - Intelligent Tutoring System), amely képes a tanuló igényeinek, felkészültségének megfelelő módon működni. Valós időben olyan tananyagelemeket képes felkínálni, amely a tanuló képességeinek megfelelő, s a szükséges fejlesztő hatást képes elérni.
A másik irány az eljárás-alapú, amely elsősorban nem a tanulási folyamat sajátosságai alapján építi fel rendszerét, hanem annak formai megközelítését adja. E formalizált rendszerek elsősorban az üzleti szférában terjedtek el. Jellemzőjük, hogy a tanulónak meghatározott cél érdekében meghatározott folyamatot kell követnie, monolitikus, nem veszi figyelembe az egyéni különbségeket és jellemzőket. Ezek különböző szerzői rendszerek formájában testesülnek meg, mint például a Macromedia Authorware, ToolBook, NeoBook, Blackboard, stb.
Az idők folyamán mindkét irányzat sokat finomodott. Megfogalmazódott a tanulási elemek, objektumok újrahasznosíthatóságának gondolata, s a dinamikus tanulási folyamatok támogatása. A számítógépes hálózatok, az internet megjelenésével pedig mind nagyobb hangsúlyt kapott, hogy a különböző rendszerek legyenek felkészítve arra, hogy internetre publikálhassák alkalmazásaikat.
Ugyanakkor az oktatás iránti egyre fokozódó igény, valamint egyfajta kommercializálódás hatására a két irányzat közötti konvergencia eredményeként olyan rendszerek megalkotása vetődött fel, melyek átjárhatóak. A tartalom és az ellenőrzés - a tanulási egységek újrahasznosíthatósága érdekében - el vannak választva egymástól. Szükségessé vált a rendszer különböző elemeinek, és folyamatainak szabványosítása. A korábbiakban a fejlesztések egyediek voltak. A különböző tananyagok - még ha logikailag, tartalmilag közük is lett volna egymáshoz - nem voltak egységes rendszerbe szervezhetőek. Sőt, az azonos eszközökkel előállított tananyagok sem voltak beszélő viszonyban egymással. Mi az, amit a szabványosítás eredményeként nyerhetünk?
§ Újrahasznosíthatóság: A tanulási egységek újrahasznosíthatóságának feltétele az, hogy azok függetlenek legyenek környezetüktől. A külső kapcsolatra vonatkozó utalásokat el kell távolítani belőle. Ennek eredményeként a különböző tanulási egységeket (LO - Learning Object) újabb kurzusok építőköveként tudjuk felhasználni.
§ Interoperábilitás: Amennyiben a tananyagelemek ugyanazon elvek szerint vannak leírva, s a megjelenítő réteg is azonos szabályok szerint értelmezi azt, lehetőség nyílik a különböző szervezetek, szolgáltatók közötti tananyagcserére. A cél az, hogy lehetőleg beavatkozás nélkül, vagy minimális módosítással átvehetőek/átadhatóak lehessenek a tananyagelemek.
§ Testre szabhatóság: Értelemszerűen egy ilyen rendszeren belül is nagyobb esélye van annak, hogy a tanuló pont a neki megfelelő tanulási egységekből építkező kurzust végezheti el. A tananyagelemek szabadon variálhatók egy ilyen rendszerben.
§ Költségmegtakarítás: Az egész fejlesztés egyik fő mozgatórugója, hogy a szabványosított rendszerekben a tananyagfejlesztés egyszerűbbé, s gyorsabbá válik. A más szolgáltatóktól átvet tananyagok adaptálása pedig minden eddiginél gyorsabban végbemehet. Az egész folyamat kevésbé erőforrás-igényes. Piaci szférában a testreszabhatóságból kifolyólag potenciásan több "megrendelőt" tudnak kielgíteni.
§ Gyors, pontos kereshetőség: Az egyik legkényesebb kérdés, hogy vajon a felhasználó, a kurzus-menedzser megtalálja-e az adott tanuló számára szükséges tananyagelemet? A potenciális tanuló pont az őt érdeklő kurzusra, tananyagelemre bukkan-e? A kulcs a tananyagelemeket, kurzusokat, pontosan, érzékletesen leíró meta-adatok. A jól átgondolt meta-adat rendszer segítségével, illetve az erre épülő keresőrendszerrel sebészi pontossággal meghatározhatóak a szükséges tananyagelemek köre, s a téves találatok csaknem kizárhatók.
Ahhoz, hogy ezt a flexibilitást elérjük, a szabványosításnak a rendszer minden elemére ki kell terjednie, s a lehető legnagyobb platformfüggetlenséget kell elérni. Mindezek komoly technikai kihívást jelentenek, s a mai napig nem találunk olyan rendszereket, amelyek teljes mértékben kompatíbilisak lennének egymással.
A szabványosításnak a következő területekre kell kiterjedni:
§ A tananyagelemeket leíró, azonosító meta-adatokra;
§ A tananyagelemekből felépülő tartalom-modellekre, melyek az LO-k struktúrába szervezését határozzák meg;
§ Ezzel szorosan összefüggésben a "digitális tananyag tárház" alapfunkcióinak meghatározására;
§ A futtató környezet leírása;
§ A kérdések és tesztek interoperábilitási módjának meghatározására;
§ A tanuló és a tanulói tevékenységek figyelését leíró tanulói információs modell megalkotására;
§ Ajánlások a konkrét alkalmazásfejlesztések megjelenítésére vonatkozólag (felhasználói felület, színek, szövegek megjelenítése, hang- és egyéb információforrások kezelése, csökkent képességűek támogatása, nyelvi -változatok, stb.).
Számos szervezet dolgozik az átfogó szabvány-együttes megalkotásán. Ezek egymással is szorosan együttműködnek, s munkájukat más szervezetek, egyetemek, vállalatok segítik. Csupán a legjelentősebbeket említeném meg:
§ IMS - Global Learning Consortium Inc.
§ DC - Dublin Core Meta-data Initiative
§ AICC - Aviatiton Industry CBT Committee
§ ADL - Advanced Distributed Learning
§ LTSC - Learning Technology Standards Committee
§ ISO/IEC JTC1/SC36
Mint már esett szó róla, korábban a CBT-rendszerek (Computer Based Training) egyedi fejlesztésűek voltak. Nem volt közös nevező a különböző alkalmazások között. Ez a felhasználóknak sem kedvez, hiszen az új tananyaggal való találkozás új alkalmazást jelentett. Újra "meg kellett tanulni" az alkalmazás használatát. A rendszerfelügyelet oldaláról szintén hasonló volt a helyzet. Az első áttörést az AICC[1] által közzétett ajánlások hozták meg, amelyek - többek között - először fogalmazták meg, melyek azok az adatok és függvények (CMI[2] variable, CMI function), amelyeket egy ilyen rendszerben alkalmazhatunk. Azaz javaslatot tettek arra, hogy mely tevékenységeket, illetve mely tevékenységek eredményét kell figyelemmel kísérni. Az ajánlásoknak való megfelelés hitelesítését is felvállalva komoly befolyásra tettek szert, mint az első egyesítő törekvéssel fellépő szervezet.
Ezek az ajánlások indították el azt a folyamatot, amely ma egyre szélesebb körben terjed. Az évek teltével egyre több gyártó jön rá arra, hogy célszerű valamelyik - adott esetben több - szabvány-együttesnek megfelelő termékekkel a piacra lépni.
A másik jelentős egységesítő tényező a hálózatok fejlődése, s az internet térhódítása. A hálózatos formában üzemeltetett komplex oktatási rendszerek számtalan előnnyel dicsekedhetnek, s a platformfüggetlenség szempontjából is előnyös lépésnek bizonyulnak. Így válik igazán elérhetővé például a tanulói tevékenységek nyomon követése. A hálózat teremt lehetőséget a virtuális oktatási környezet, a virtuális oktatási közösségek kialakulásának.
A kilencvenes évek derekán újabb lendületet vettek a szabványosítási törekvések. Az új - tanulási objektum alapú - szemlétet gyökeresen átalakította a rendszerek definícióját. A közreműködő szervezetek zöme is ekkor jött létre.
Az új megközelítésnek mintegy kapóra jött az új leíró nyelv az XML. Az XML tökéletesen alkalmas mind a tananyagelemek meta-adatainak leírására, mind a struktúra, a tananyag-felhalmozás leírására. Ma ez az ipari szabványokban alapvetőnek számít. A munka dandárját az IMS végzi el. E szervezet - részben más javaslatok alapján (Dublin Core, LTSC LOM, stb.) - a konkrét megvalósításra alakít ki mintákat, s ma talán ezek a legelterjedtebbek, hiszen azok a gyártók is felhasználják, amelyek nem sorakoznak fel egyetlen nagy szabványalkotó, illetve hitelesítő szervezet mögé sem.
Az XML nem pusztán a meta-adatok tárolására, a struktúra leírására alkalmas, hanem XML alapú adatbázist is építhetünk segítségével. Különböző kiegészítő szabványaival hatékonyan alkalmazható oktatási rendszerek megalkotására.
Az e-Learning rendszerek egyik jellemzője, hogy nagy mennyiségű tananyag (tananyagelem) található bennük. Ezt a nagy mennyiségű tananyagot megfelelő módon menedzselni kell. Ugyanakkor a másik kardinális kérdés a tanulói tevékenységek, eredmények nyomon követése, az értékelés - tesztelés - tanúsítás - akkreditálás kérdését is meg kell oldani. Az esetek többségében nem egyetlen alkalmazás végzi ezt a munkát. A gyártók sokszor külön termékként egymással együttműködő szerveralkalmazásként forgalmazzák őket (Pl.: Click2Learn Aspen szerverek).
A nyomkövetésre több elterjedt módszer áll rendelkezésre. Az e-mail és a file-alapú nyomkövetés több szempontból sem kielégítő. Egyrészt csak kevés adat esetén hatékony, másrészt nem túl biztonságosak, sem a kapcsolat biztonságát tekintve, sem a hozzáférhetőséget. Az adatbázis-alapú követés sokkal megbízhatóbb, skálázható, s nagy adatmennyiség esetén is hatékony. Az igazi megoldás azonban az LMS (Learning Management System). Egyedül az LMS-rendszerek működésére léteznek szabványok és ajánlások, s ezek rendszerbe illesztése biztosítja az átjárhatóságot.
A tartalom kezelésére több modell alakult ki az évek során (DMS, CMS, LCMS). A DMS (Document Management System) nem a legjobb választás, mert - bár a különböző dokumentumok tipizálása jól megoldott - a dokumentum által hordozott tartalomra érzéketlen. A CMS (Content Management System) már sokkal alkalmasabb a célra, mert a nyilvántartás alapja a tartalom. A CMS különböző LMS rendszerekkel párban igen hatékony e-Learning rendszert alkothat, de az igazi megoldás az LCMS (Learning Content Management System).
Tulajdonképpen az LCMS is a tartalom menedzselésére szolgál. Bizonyos funkciókat átvesz az LMS feladatai közül is, de nem helyettesíti azt. A hatékony működéshez továbbra is szükség van egy LMS alkalmazásra. Az LCMS újítása az, hogy dinamikusan kezeli a tartalmat. Képes közvetlenül kezelni a különböző prioritású felhasználókat (tanuló, szerző, adminisztrátor, kurzusmenedzser). Az LCMS nem csupán kész kurzusokat tárol, hanem ezektől függetlenül az azokat építő tananyagelemeket, s egy szerkesztői felületet biztosít a meglévő kurzusok módosítására, illetve újak létrehozására. Az LCMS felfogható egy több-felhasználós tananyagfejlesztő rendszernek. Előnye egyértelmű a CMS - LMS párossal szemben, hiszen abban csak kész kurzusok állnak rendelkezésre. Az LCMS-ben valójában a kurzusok nem fizikailag tárolódnak, hanem csupán a struktúra-leírás. Így adott esetben más-más kurzusok ugyanazt az LO-t használják.
Az LCMS rendszereknek van egy további jellemzőjük. Az előállított kurzusokat nemcsak a hagyományos e-Learning környezetben tudjuk felhasználni, hanem CD-ROM-ra, vagy DVD-ROM-ra írhatjuk, kinyomtathatjuk, elérhetjük PDA, vagy egyéb mobil eszközön, tehát igen széleskörű támogatást nyújt.
Mint látjuk, az e-Learning rendszer több alkalmazásból modulárisan építkező rendszer. A különböző alkalmazások egyfajta hálózatot alkotnak LON (Learning Objects Network). Egy ilyen hálózat működése nem más, mint a benne lévő elemek rendelkezésre bocsátása a felhasználók számára. A kulcs tehát a hozzáférhetőség biztosítása.
A rendszerbe bekerülő tananyagelemeket azonosítani kell, a tananyagelem meta-adatait, s a konkrét tartalmát tárolni kell egymástól függetlenül. A tanuló kapcsolódik a rendszerhez, s keresi a számára szükséges tananyagot. A kapcsolat többnyire az LMS rendszeren keresztül jön létre, hiszen ez a modul kezeli a felhasználói jogosultságokat, s később feldolgozza a tanulói tevékenység eredményeit. Ekkor a meta-adatok keresése indul el. Kiválasztásra kerül a meta-adat, s átadódik a keretrendszer felhasználói felületének. A meta-adat lehetővé teszi a tartalom, illetve a tartalomhoz tartozó erőforrások (állományok) meghatározását a regisztráció alapján. A rendszer kézbesíti a tartalmat a LON központi tárházából. Majd a felhasználó feldolgozza az oktatási tartalmat az LMS keretrendszer felügyelete mellett.
A hangsúly a keresési folyamaton van. A digitális tananyag tárházhoz több felületen keresztül érkeznek a kérések. Ez lehet az LMS, az LCMS, egy kereső portál, vagy egy "ügynök[3]". Az ajánlások két módszert javasolnak a keresési folyamat kezelésére. Az egyik a Z39.50-es protokoll, amely elsősorban a dokumentumfeldolgozás területén jeleskedett. Könyvtári berkekben jól ismert és gyakran alkalmazott módszer, elsősorban Amerikában. Gyakran kötődik a MARK formátumhoz.
A másik módszer - már csak az XML alapú nyilvántartás miatt is - az XQuery. Az XQuery az XPath és a SOAP használatával hatékony, egyszerű, s platformfüggetlen keresőeszköz lehet. Az Xpath (XML Path Language) útjelölésre szolgál. XML dokumentumainkat egymással is össze tudjuk kapcsolni az XLink (XML Linking Language) és az XPointer mutatónyelvet (XML Pointer Language) használva. Akár dokumentumon belüli adatmezőt is címezhetünk ily módon. Ugyanakkor lehetővé válik így több hivatkozási célpont megadása is. Ez további segítséget ad kezünkbe a finom keresés megvalósítására.
A jelenleg forgalomban lévő LCMS rendszerek túlnyomó többsége - bár a fejlesztések fő iránya szerint a platformfüggetlenség a cél - jellemzően kötődik a Microsoft technológiákhoz. Az ilyen termékek önmagukban is borsos árúak, kötöttségeik pedig tovább növelik költségeinket. Ugyanakkor egyre több alkalmazás születik, amely Java, JavaScript, vagy PHP alapon áll. Sőt léteznek már nyitott forráskódú alkalmazások is, bár ezek terhelhetősége, skálázhatósága még nem bizonyított megnyugtatóan.
A jövőt tekintve bizonyosan nőni fog a verseny az LCMS/LMS alkalmazások piacán. Komoly igény mutatkozik az olcsóbb, kisebb kihívásoknak megfelelő termékek iránt. Ez nyilvánvalóan kedvezni fog az e-Learning rendszerek terjedésének mind a felsőoktatásban, mind a közoktatásban. Így hát egy újabb problémával kell szembenéznünk: Van-e elegendő, s jó minőségű tartalom a keretrendszerek feltöltésére?