Система навчання

Реферат: Система навчання, що містить апаратно-програмний комплекс, що складається з апаратних засобів та програмного забезпечення, які забезпечують функції інформаційних комунікацій між частинами системи, обміну інформацією, обробку інформації, відображення інформації та ретрансляцію її по каналах комунікації на викладацькі станції та в бази даних, блок програм навчання, причому викладацька станція виконана з можливістю управління та модифікування робочих параметрів одного або більше навчальних блоків системи навчання, яка відрізняється тим, що апаратно-програмний комплекс додатково містить взаємозв'язані між собою: блок генерації унікального ідентифікатора; блок зберігання, виконаний з можливістю зберігання згенерованого унікального ідентифікатора і попередньо визначеного пароля користувача системи, в якому заданий ідентифікатор є одним з ідентифікаторів, визначеним блоком генерації; модуль доступу виконаний з можливістю надання доступу до функцій та/або баз даних системи після визначення того, що введені ідентифікатор та пароль відповідають попередньо збереженим в блоці зберігання згенерованого унікального ідентифікатора і попередньо визначеного пароля користувача системи; модуль планування, виконаний з можливістю створення планів навчання, які містять одне або більше навчальних завдань з використанням навчальних матеріалів, призначених для використання відповідно до запланованої послідовності, та виконаний з можливістю модифікації плану навчання на підставі вхідних даних, введених з використанням викладацької станції, блок навчальних матеріалів, який виконаний з можливістю вводу, збереження та знаходження зразків ілюстративного та допоміжних матеріалів, що задовольняють одному або більше критеріями, відповідно програм навчання, та забезпечений відповідними базами даних, блок формування звітів, що містить засоби створення шаблонів електронних звітів, автоматичного збереження заповнених шаблонів електронних звітів та передачі їх в бази даних, блок планових дій, що містить засоби передачі інформації в бази даних. UA 116388 U (12) UA 116388 U UA 116388 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до інформаційних технологій і може бути використана в закладах освіти для збереження, обробки, обміну та відображення інформації, та реалізована засобами комп'ютерного й інформаційного забезпечення з використанням мережі Інтернет, корпоративних мереж, електронної пошти, інших сучасних засобів зв'язку. Відома система навчання в режимі реального часу (Патент України №102127, МПК G09B 19/00, опубл. 26.10.2015, Бюл. № 20), яка містить робочі місця з комп'ютерами тих, кого навчають, і засоби відображення інформації для тих, кого навчають в режимі групового сприйняття, комп'ютери тих, кого навчають, підключені за допомогою мережі Інтернет або WI-FI з'єднання до сервера з програмним продуктом для навчання і комунікації, сервер зв'язаний прямим і зворотним зв'язком з базою даних користувачів, яка містить медіа-контент, при цьому комп'ютери тих, кого навчають, мають два сенсорні екрани, а в систему, за допомогою мережі Інтернет або WI-FI з'єднання з сервером, підключений комп'ютер вчителя, причому засоби відображення інформації для тих, кого навчають в режимі групового сприйняття, підключені до комп'ютера вчителя, а сервер, також за допомогою мережі Інтернет або WI-FI з'єднання, пов'язаний з комп'ютером адміністратора навчального закладу та за допомогою мережі Інтернет з'єднаний з віддаленими комп'ютерами тих, кого навчають. Основним недоліком відомої системи є відсутність захисту збережених даних від несанкціонованого втручання. Наприклад, результати підсумкового тестування, які збережені в базі даних, можуть бути виправлені/змінені як і самими учнями, так і заінтересованими особами, так як доступ до вказаних баз даних не має ніякого додаткового захисту. Відомий спосіб навчання (Патент України № 59327, МПК G09B 19/06, опубл. 15.08.2003, Бюл № 8, 2003 p.), що включає презентацію та закріплення навчального матеріалу, в якій закріплення матеріалу здійснюють в два етапи, при цьому перший етап - тренувальноконтрольний, поводять за допомогою програмно-методичного комплексу, що складається з апаратних засобів та програмного забезпечення, яке включає інструментальний авторський модуль, модуль автоматизованого робочого місця, бібліотеку навчальних модулів, модуль ведення журналів і статистики та модуль управління групою комп'ютерів, по завершенні проведення першого етапу одержують протокол результатів його проходження особою чи особами, що навчаються, а другий етап - практичний, здійснюють з урахуванням зазначених результатів проходження першого етапу. Недоліком системи, яка використана для забезпечення функціонування даного способу є: має вузьку направленість, тому що призначена більше на тестування учнів, а не реалізує можливість вивчення і самостійного дослідження навчальних матеріалів (наприклад, наочності); має низьку швидкість передачі даних; неможливість вносити корективи в плани навчання; не використовується захист функцій та/або даних робочого місця, інформації з навчальних модулів, модулів ведення журналів і статистики, протоколів результатів та іншого, що дає змогу сторонній особі видаляти/змінювати дані та втручатися в роботу всього програмно-методичного комплексу. В основу запропонованої корисної моделі поставлена задача вдосконалення відомої системи навчання, в якій шляхом введення в апаратно-програмний комплекс системи додаткових блока генерації, блока зберігання та модуля доступу створюється можливість запобігання несанкціонованому використанню та/або зміни даних, збережених в базі даних системи, що приводить до підвищення інформаційної безпеки системи в цілому. Додатковою задачею є забезпечення автоматичного формування та коригування планів навчання, яка досягається введенням в апаратно-програмний комплекс системи додаткового модуля планування. Поставлена задача вирішується тим, що запропонована система навчання, що містить апаратно-програмний комплекс, що складається з апаратних засобів та програмного забезпечення, які забезпечують функції інформаційних комунікацій між частинами системи, обміну інформацією, обробку інформації, відображення інформації та ретрансляцію її по каналах комунікації на викладацькі станції та в бази даних, блок програм навчання, причому викладацька станція виконана з можливістю управління та модифікування робочих параметрів одного або більше навчальних блоків системи навчання, в якій, згідно з корисною моделлю, апаратно-програмний комплекс додатково містить взаємозв'язані між собою: блок генерації унікального ідентифікатора; блок зберігання, виконаний з можливістю зберігання згенерованого унікального ідентифікатора і попередньо визначеного пароля користувача системи, в якому заданий ідентифікатор є одним з ідентифікаторів, визначеним блоком генерації; модуль доступу виконаний з можливістю надання доступу до функцій та/або баз даних системи після визначення того, що введені ідентифікатор та пароль відповідають попередньо збереженим в 1 UA 116388 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 блоці зберігання згенерованого унікального ідентифікатора і попередньо визначеного пароля користувача системи; модуль планування, виконаний з можливістю створення планів навчання, які містять одне або більше навчальних завдань з використанням навчальних матеріалів, призначених для використання відповідно до запланованої послідовності, та виконаний з можливістю модифікації плану навчання на підставі вхідних даних, введених з використанням викладацької станції, блок навчальних матеріалів, який виконаний з можливістю вводу, збереження та знаходження зразків ілюстративного та допоміжних матеріалів, що задовольняють одному або більше критеріями, відповідно програм навчання, та забезпечений відповідними базами даних, блок формування звітів, що містить засоби створення шаблонів електронних звітів, автоматичного збереження заповнених шаблонів електронних звітів та передачі їх в бази даних, блок планових дій, що містить засоби передачі інформації в бази даних. Корисна модель пояснюється кресленням, де схематично зображена запропонована система. Запропонована система навчання (див. креслення) містить апаратно-програмний комплекс (АПК) 1, що складається з апаратних засобів та програмного забезпечення, які забезпечують функції інформаційних комунікацій між частинами системи, обміну інформацією, обробку інформації, відображення інформації та ретрансляцію її по каналах комунікації на викладацькі станції 2 та в бази даних 3, блок програм навчання 4. Викладацька станція 2 виконана з можливістю управління та модифікування робочих параметрів навчальних блоків 4, 5, 6, 7 системи навчання. Кожна викладацька станція 2 обладнана центральним ПК з операційною системою на базі Windows/Linux/ Android/iOS/Mac OS (наприклад, ноутбуком), до якого підключене необхідне технічне обладнання (принтер, сканер та інше), причому викладацька станція виконана з можливістю керування відеокамерою, мікрофоном, пристроєм DVR та іншим мультимедійним обладнанням, яким оснащені кабінети навчального закладу Каналами комунікацій, які використовуються для передачі даних з апаратно-програмного комплексу 1 на периферійні пристрої, є мережа Інтернет. Апаратно-програмний комплекс 1 додатково містить: взаємозв'язані між собою: блок генерації 8 унікального ідентифікатора; блок зберігання 9, виконаний з можливістю зберігання згенерованого унікального ідентифікатора і попередньо визначеного пароля користувача системи, в якому заданий ідентифікатор є одним з ідентифікаторів, визначеним блоком генерації; модуль доступу 10, який виконаний з можливістю надання доступу до функцій та/або баз даних системи після визначення того, що введені ідентифікатор та пароль відповідають попередньо збереженим в блоці зберігання згенерованого унікального ідентифікатора і попередньо визначеного пароля користувача системи; модуль планування 11, виконаний з можливістю створення планів навчання, які містять одне або більше навчальних завдань з використанням навчальних матеріалів, призначених для використання відповідно до запланованої послідовності, та виконаний з можливістю модифікації плану навчання на підставі вхідних даних, введених з використанням викладацької станції 2; блок навчальних матеріалів 5, який виконаний з можливістю вводу, збереження та знаходження зразків ілюстративного та допоміжних матеріалів, що задовольняють одному або більше критеріями, відповідно програм навчання, та забезпечений відповідними базами даних 3; блок формування звітів 6, що містить засоби створення шаблонів електронних звітів, автоматичного збереження заповнених шаблонів електронних звітів та передачі їх в бази даних 3; блок планових дій 7, що містить засоби передачі інформації в бази даних 3. Для забезпечення інформаційної безпеки в запропонованій системі, для аутентифікації користувача (вчителів, адміністраторів або інших осіб, які мають право на доступ до даних збережених в базах даних системи та/або до користування засобами викладацьких станцій) використовують логін та пароль, що складається з алфавітно-цифрових символів, який вибирає сам користувач, який надалі зберігають в базі даних блока зберігання 9. Крім того, з певною періодичністю (наприклад, щопонеділка) за допомогою програмно захищеного генератора унікальних кодів (блок генерації 8) на АПК 1 генерують унікальний код, який присвоюється кожному користувачу системи, та передають унікальний код в базу даних блока зберігання 9 для подальшого опрацювання та зберігання. Також інформацію про новий згенерований унікальний код передають користувачеві (наприклад, шляхом SMS-повідомлення або електронним листом). 2 UA 116388 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Для того щоб здійснити вхід в систему, користувач вводить свій пароль/логін та присвоєний йому ідентифікатор, і у випадку правильності введення вірного паролю/логіна та ідентифікатора засоби модуля доступу 10 надають доступ до функцій (наприклад, вхід в ОС ПК) та/або баз даних системи. В разі, введення невірного пароля/логіна та/або ідентифікатора, що визначається засобами модуля доступу 10, здійснюється розірвання зв'язку між ПК викладацької станції або іншого ПК та засобами апаратно-програмного комплексу. Тобто даний модуль 10 виключає вхід в систему сторонніх осіб, що не дає можливості підміни/зміни даних збережених в базах даних 3. Запропоновану систему навчання використовують наступним чином. В навчальному закладі налаштовують роботу єдиного апаратно-програмного комплексу 1. Для цього всі апаратні засоби (сервери, комп'ютери, мультимедійне обладнання та інші), які забезпечують функції інформаційних комунікацій між частинами системи, обміну інформацією, обробку інформації, відображення інформації та ретрансляцію її по каналах комунікації з'єднують в єдину інформаційну мережу. Вхід в систему здійснюють введенням паролю/логіну та актуального ідентифікатора з ПК, а модуль доступу 10 (як було описано вище) надає доступ тільки при визначенні того, що введені ідентифікатор та пароль/логін відповідають попередньо збереженим в блоці зберігання 9 згенерованого унікального ідентифікатора і попередньо визначеного пароля користувача системи. Використовуючи засоби блока навчання 4 до баз даних 3 апаратно-програмного комплексу 1 вносять необхідні програми навчання, розклади занять, дані про учнів та інші дані, які необхідні для повноцінного функціонування навчального закладу. Крім того, використовуючи засоби блока навчальних матеріалів 5 вносять в бази даних 3 всі можливі приклади ілюстративні та допоміжні матеріали, які будуть надалі використовуватися на уроках. Програми навчання створюють відповідно певної методики, і в кожній програмі розписують, які з видів зразків ілюстративного та допоміжних матеріалів будуть використовуватися на кожному занятті. Однією з задач, яка вирішується за допомогою АПК 1 є поетапний облік навчального процесу відповідно кожного учні, корегування планів навчання, контроль учбового процесу. Для такого обліку навчальної роботи дитини та відстеження динаміки його розвитку педагогом ведеться щоденник щоденних спостережень, який формується засобами блока формування звітів 6, засоби якого створюють шаблони електронних звітів, які заповнює викладач по закінченні заняття в електронній формі та зберігає у визначеній базі даних 3 апаратнопрограмного комплексу 1 навчального закладу. Час заповнення одного звіту є близько 30 секунд. Наприкінці тижня за підсумками щоденних звітів за допомогою апаратних засобів блока планованих дій 7 апаратно-програмного комплексу 1, які керуються спеціально розробленою програмою, здійснюють формування тижневого звіту з висновками та планові дії та сформований тижневий звіт та скореговані плани навчання по відповідних каналах інформаційної мережі передають в режимі реального часу на викладацькі станції 2, встановлені в кожному кабінеті для навчання. Тим самим, кожен навчаючий (вчитель) має змогу контролювати навчальний процес, реалізувати скореговану методику навчання, що сприяє підвищенню інтенсивності засвоєння матеріалу. Автоматично апаратні засоби модуля планування 11, врахувавши всі дані по кожному учню, які збережені у відповідних базах даних 3, здійснюють перепланування (корегування) планів навчання по предметах на перспективу та на кожне заняття по певних предметах. Наприклад, коректується кількість занять в тиждень того чи іншого предмета або з яким періодом чергуються заняття з певного предмету або використання яких саме видів зразків ілюстративного та допоміжних матеріалів будуть використовуватися на наступному занятті. Відомо, що якщо дитина пропустила певні заняття, то при плануванні наступного заняття учитель має відвести час на індивідуальну роботу з цією дитиною, врахувати її прогалини в засвоєнні матеріалу. Але при стандартному підході до цієї проблеми завжди фігурує людський фактор. Учитель може не знати, що учень пропустив заняття, може не захотіти звернути на це увагу або мати іншу причину, щоб не займатися додатково з учнем. В запропонованому рішенні проблеми людського фактора не має. Тому що всі внесені дані в бази даних 3 комплексу систематично та автоматично обробляються апаратними засобами і після обробки даних кожен вчитель (навчаючий) отримує на свій комп'ютеризований пристрій (викладацьку станцію 3) скореговані плани занять, перспективні плани навчання, відповідно змінену кількість занять на тиждень з того чи іншого предмету або планові дії для роботи з певним учнем. Також отримує аналіз, чого досягла дитина, які є прогалини в її знаннях, не знаходиться вона в стані застою і т. д., і на основі цього аналізу визначається для навчаючого, 3 UA 116388 U 5 10 15 20 які нові матеріали він презентує дитині на цьому тижні, або які матеріали, теми вимагають повторного показу, які додаткові вправи слід запропонувати і т. д. Наприклад, якщо дитина пропустила тиждень навчання (з-за хвороби), а це все зафіксовано в базі даних 3 апаратно-програмного комплексу 1, то відповідно в автоматично сформованому засобами модуля планування 11 в новому плані занять буде зазначено, що з даною дитиною потрібно додатково пройти теми, які дитина пропустила з поважної причини. Також, на основі звітності, сформованої засобами блоків 5, 6, 7 апаратно-програмного комплексу 1, постійно здійснюється контроль учбового процесу, перевірка засвоєних знань учнів, рівень підготовки учнів та інше та інше. Методика навчання, згідно з навчальними програмами, збережених в блоці програм навчання 4 апаратно-програмного комплексу 1 навчального закладу, включає різні види діяльності, якою займаються діти в процесі навчання та використання апаратних засобів (комп'ютерів, мультимедійного обладнання та іншого). Використання запропонованої корисної моделі забезпечує: запобігання несанкціонованому використанню та/або зміни даних збережених в бази даних системи, що приводить до підвищення інформаційної безпеки системи в цілому; ведення систематичного контролю за учбовим процесом; можливість оперативно вносити коригувальні дії в процес навчання; підвищення швидкості обробки інформації, яка вводиться та обробляється блоками системи. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 40 45 Система навчання, що містить апаратно-програмний комплекс, що складається з апаратних засобів та програмного забезпечення, які забезпечують функції інформаційних комунікацій між частинами системи, обміну інформацією, обробку інформації, відображення інформації та ретрансляцію її по каналах комунікації на викладацькі станції та в бази даних, блок програм навчання, причому викладацька станція виконана з можливістю управління та модифікування робочих параметрів одного або більше навчальних блоків системи навчання, яка відрізняється тим, що апаратно-програмний комплекс додатково містить взаємозв'язані між собою: блок генерації унікального ідентифікатора; блок зберігання, виконаний з можливістю зберігання згенерованого унікального ідентифікатора і попередньо визначеного пароля користувача системи, в якому заданий ідентифікатор є одним з ідентифікаторів, визначеним блоком генерації; модуль доступу виконаний з можливістю надання доступу до функцій та/або баз даних системи після визначення того, що введені ідентифікатор та пароль відповідають попередньо збереженим в блоці зберігання згенерованого унікального ідентифікатора і попередньо визначеного пароля користувача системи; модуль планування, виконаний з можливістю створення планів навчання, які містять одне або більше навчальних завдань з використанням навчальних матеріалів, призначених для використання відповідно до запланованої послідовності, та виконаний з можливістю модифікації плану навчання на підставі вхідних даних, введених з використанням викладацької станції, блок навчальних матеріалів, який виконаний з можливістю вводу, збереження та знаходження зразків ілюстративного та допоміжних матеріалів, що задовольняють одному або більше критеріями, відповідно програм навчання, та забезпечений відповідними базами даних, блок формування звітів, що містить засоби створення шаблонів електронних звітів, автоматичного збереження заповнених шаблонів електронних звітів та передачі їх в бази даних, блок планових дій, що містить засоби передачі інформації в бази даних. 4 UA 116388 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5