Разработка виртуального сервера на основе управляемой Среды обучения

Developing Virtual Server-Based Managed Learning Environments

Kevin Brace, Carl A. Kennard, &
Mark Walker Harper Adams University College

2006

В данной статье рассматривается развитие управляемых обучающих сред работают на виртуальных серверах (например, kvm vps). Это графическая оболочка Harper Adams University College от WebCT к Moodle в 2006 году, в сочетании с добавлением новых видеосерверов, установка Questionmark восприятия, и связывая систему университета SITS базы данных реестра. Это потребовало формирования новых методов работы и внедрение технологий с гибкостью, чтобы создать несколько серверов с минимальными усилиями.

Причины этой миграции, предлагаемых преимуществ, технологии виртуального сервера и методологии позади ее развития обсуждаются. В рамках проекта были найдены виртуальные серверы позволили реализацию нескольких экземпляров Moodle со скоростью и гибкостью с одного компьютера с помощью простого графического интерфейса. Выводы сделаны на успех проекта и его дальнейшего развития, чтобы обеспечить платформу для доставки другого образовательного программного обеспечения.

Введение
В этой статье рассматривается развитие управляемых обучающих сред работают на виртуальных серверах, исследуя причины их осуществления, а также оценки эффективности их использования. Развитие Харпера Адамса университета колледжа нового пилота MLE используется в качестве примера.
Запланированное осуществление MLE, начатый в 2005 году, сочетая WebCT виртуальную среду обучения в учреждения (VLE) с SITS системный реестр на существующем стандартном обеспечении сервера не удалось продвинуться дальше на ранней стадии развития, будучи еще более осложняется поздним выходом Campus выпуск обновления 6.0 программного обеспечения, что привело к исследованию альтернативных вариантов.

Управляемые Среды обучения
Существующая литература определяет управляемого среды обучения (ОМП), в качестве информационных систем и процессов в колледже или университете (в том числе его виртуальной среды обучения) способствуют прямо или косвенно, к обучению и (Joint Information Systems комитет) управления обучения. Это приводит к "интеграции целого ряда различных и эволюционирующих систем и компонентов с использованием единых стандартов" (Холифилда, 2003, с.1).
ОМП обеспечение электронного обучения ссылка административных систем, таких, как финансы и регистрации студента (BECTA, 2003, с.3) устранение разнородные записи системных инфраструктур, созданных за последние "специальные" события, изобилующих информацией репликации (Allison, Bain, Ling, & Nicoll). Это позволяет VLE учреждение, чтобы "присоединиться" (Conole, 2002, стр.6) с другими системами, такими как:
• Административная информация о программах обучения
• Ресурсы
• Поддержка студентов
• Инструменты для совместной работы
• Оценка и обратная связь
• Оценка (Conole, 2002, стр.6)
Хотя ОМП может предоставлять интегрированные инфраструктуры, существующей литературы поддерживает их не следует рассматривать как всеохватывающей решения, не будучи в состоянии удовлетворить все потребности пользователя (Conole, 2002, с.10).

Виртуальные Среды обучения
VLEs позволяют онлайн-взаимодействия между преподавателями и студентами, делая объекты обучения, учебные материалы, и инструменты оценки доступны через World Wide Web, (BECTA, 2003, с.1), являющегося центральным строительство MLE. Эти системы широко применяются в области высшего образования, часто обеспечивая доступ к дистанционных курсов (BECTA, 2003, с.3).
Асинхронный обучаемый связь через дискуссионных групп и досках объявлений является важным атрибутом VLE, ​​что позволяет студентам учиться у своих сверстников, (Alessi & Trollip, 2001, с.34) потенциально увеличивая мотивацию обучаемых, (Becta ИКТ исследование) и дает учащимся возможность отразиться на их работе (Nulden & Hardless).
Отражение позволяет студентам увидеть, как решения можно использовать в качестве "инструментов" (Паперт, 1980, с.76), применимые к ряду различных контекстах.
Критики асинхронной коммуникации считают, он может оставить ученика с ограниченным ввиду более широких контекстов, конечно, в то время как отсутствие лицом к лицу контакта приводит к снижению посещаемости (Nulden & Hardless). Другие авторы предлагают сочетание хорошо разработанных мероприятий и обеспечение обратной связи с помощью синхронных и асинхронных средств связи позволит эмулировать традиционное взаимодействие лицом к лицу продвигаемой разговорной модели (Laurillard, 1993).
VLEs преобразовать роль учителя от серовато-на-сцене бихевиористской инструктора конструктивистской гида-бай-зе стороне (Druin & Solomon, 1996, с.16). Конструктивисты полагают, люди учатся на основе предварительных знаний (Nulden & Hardless). Конструктивистская ведущий ученик начинает разработки соответствующих концепций и принять более полный контроль над своим обучением (Кристи, Джеймс, Vaughn, 1996), приняв большую собственность разнообразных VLE ресурсов (Haung, 2002). Ответственность учителя заключается вывести и "капитализировать" (Druin & Solomon, 1996, с.16) на личных образовательных стратегий учащихся, (Druin & Solomon, 1996, с.16) предлагает согласованные пути и расширения автономии, при одновременном обеспечении вспомогательных материалов (Паперт, 1980, p.31-32.). Содействие обучаемого автономии может быть дополнительно улучшена за счет включения широкого спектра привлечения ресурсов и механизмов поддержки (Phillips, 1996) (часто связанные с WWW) помогает направлять учебный опыт (Laurillard, 1993).
Предполагая, менеджер роли, учителя поощряют учеников "критически взглянуть на свою собственную работу" (Schneider, Syneta, Fete, Giradin, & Morand, 2003) и обсудить их прогресс со своими сверстниками. Функционирование в качестве консультативного посредника, преподаватели предоставляют вспомогательные материалы, что позволяет прогрессии обучаемого и предлагая помощь, когда препятствия стало невозможно самостоятельно преодолеть (Schneider и соавт., 2003). Учителя изначально используют "строительные леса" методы (Nulden & Hardless) предложить ученику "контекстную поддержку" (Boyle), а затем постепенно изымать материалы и помощь, как студенты становятся более независимыми (Boyle). Поддерживающая многоярусную систему предусмотрено обучение содействующей и VLE лучше всего описывается моделью пять стадии (Salmon, 2002). Учащимся дается задание без предоставления подмостей может бороться на ранних стадиях, сбиться-задачи, или производить недостаточную работу (Schneider и др., 2003).
Учителя должны избегать перегрузки учащихся с обширными системами, баланс между различными привлечением инструментов и педагогики (Schneider и др., 2003) в легко используемой среде они смогут эффективно использовать (Misrah, 2002). Это учащиеся, которые создают процветающее сообщество, а не компьютерных систем (Strohecker, 1994) и даже самый технически продвинутый VLE может потерпеть неудачу без их участия.

Метод
Развитие метода Харпера Адамса Университетского колледжа в новом ОМП имеет пять основных задач:
• Разработка устойчивой платформы для возможной миграции всех существующих колледжа курсы к новому VLE.
• Интеграция с системой VLE реестра колледжа, чтобы обеспечить централизацию данных пользователя.
• Включить в список ТАЛИС список чтения программного обеспечения.
• Связать VLE с обучаемый центрической портала, заменив текущий интрасеть.
• разработать масштабируемую систему с областью для будущего добавления дополнительных E- инструментов обучения.

Moodle миграции
После исследований в области юзабилити и системных вариантов интеграции, Moodle был выбран в качестве замены для WebCT. Moodle является SCORM совместимый (Galmacci & Милито, 2005, стр.4) стиль курс-менеджмент VLE, ​​созданный Мартином Dougiamas, (Брандл, 2005, ч.1) с корнями в социально-конструктивистской педагогики (технический консультативная служба для изображений, 2005 , стр.1). Он содержит как синхронные и асинхронные коммуникационные инструменты для поощрения совместного обучения и развития "сообществ практики" (Dougiamas & Taylor, с.2) обеспечить альтернативу более дорогим коммерческим программным обеспечением (Брандл, 2005, с.1). Moodle (модульная объектно-ориентированное динамическая учебная среда) является свободным открытым кодом, который можно загрузить из Интернета, что позволяет финансовые затраты должны быть сокращены.
Использование программного обеспечения с открытым исходным кодом обеспечивает независимость от коммерческих поставщиков, полный, настраиваемый исходный код является доступным для широкой общественности, (Ratschiller, 2000), что позволяет отдельным учреждениям адаптировать программное обеспечение для своих личных потребностей (Cooke, 1999).
Moodle может выступать в качестве строительных лесов для обучения в классе, смешанного компонента учебного курса или платформы для онлайн-дистанционного образования (Брандл, 2005, с.2). Система состоит из нескольких модулей, чтобы помочь лектора, в том числе чаты, форумы, вики, заданий, различные викторины выбор, и обследований (Galmacci и Милито, 2005, стр.4). Модульная структура Moodle использует "формат плоский вид" (Брандл, 2005, с.2) организации различных экранных элементов в легко судоходным блоков. Интуитивный внешний вид и в Moodle GUI по сравнению с WebCT был решающим фактором в его первоначальном отборе. Moodle предложил традиционный сайт чувствовать, что обеспечивает Предоставляемости пользователя (Norman, 1988) существующих GUI были развернуто для VLE, ​​что делает новая система легче учиться (Нильсен, 1993).

Для размещения миграции конечно, E-Learning команда разработала метод использования Moodle, чтобы обеспечить доступ ко всем курсам колледжа. После рассмотрения, были определены два варианта:
• Создание нового экземпляра Moodle для каждой из академических групп Harpers Адамса.
• Использование одного экземпляра Moodle, как одинокий точки доступа для всех курсов.
Был выбран второй вариант одного экземпляра Moodle, основанный на вере в это упростило бы процесс, уменьшить риск ненужного дублирования ресурсов, что делает его легче управлять и держать под контролем все более расширяющейся среды обучения.
В это время (конец 2005 года) новый онлайновый курс дистанционного обучения был также разработан и совместно с руководителем курса, было определено, это будет использоваться в качестве пилотного исследования для нового ОМП, перед Откачка из полная система следующий учебный год. Следовательно, было решено это будет работать как самостоятельный курс в то время как основной ОМП был полностью развитыми, требуя второй экземпляр Moodle. Первые испытания были проведены на веб-сервере операционной системы Linux Pentium 4, обеспечивая широкие оперативные возможности для раннего развития.

Функциональность Backend и обеспечение сервера
Решение о принятии ОМП требования к серверу подход расширен за пределы их предварительного потенциала и более широкое предоставление требуется для размещения испытательного стенда Questionmark версия инструмента оценки 4 Восприятие, потоковое видео сервер, новая система управления контентом, а также третий экземпляр Moodle, предназначенный для быть использованы в качестве песочнице для экспериментов персонала в отрыве от основного развития VLE. Продолжая с существующей методологии требовалось приобретение нового оборудования и времени, затраченного физически установка новых серверов, процесс повторяется каждый раз, когда новый компонент был добавлен в ОМП; неэффективная рабочая практика для борьбы с ростом требований масштабируемости.
После исследования, был идентифицирован альтернативный вариант; Виртуальные серверы, быстро зреет технологии (Stanford & Чандрасекхар, 2005, с.1), что позволяет несколько операционных систем, которые будут использоваться на одной машине (Keahey, Деринг, и Фостер, стр.4). Виртуальные машины включают те же преимущества разделения физических серверов в иерархии ", а также значительно снижая оборудование и эксплуатационные расходы" (Rose, 2004, стр.4) Начисленные путем введения нескольких физических устройств (Rose, 2004, стр.4).
Ряд систем виртуальных серверов существуют, например, VServer (серверов основе ядра Linux с использованием дополнительных контекстов безопасности, новые системные вызовы и утилиты управления (Keahey и др стр.4)) и VMware (поддержание каталога информации о конфигурации VM и образы дисков (Keahey и др. стр.5)). Они обеспечивают масштабируемость за счет "прозрачно добавление или удаление узла в кластере" (Wensong, ч.1) серверов, поддерживающих ОМП (Zhang, стр.1). Из доступных продуктов VMware была выбрана для обеспечения MLE платформы, что позволяет отдельным IP-адреса, которые будут назначены на каждый виртуальный сервер (Rose, 2004, стр.8) с помощью своего программного обеспечения VirtualCentre (Стэнфорд & Чандрасекаран, 2005, с.1) обеспечение гибкость и масштабируемость требует расширения инфраструктуры (Stanford & Чандрасекаран, 2005, ч.1).
Тем не менее, компания VMware не лишена недостатков, требующих повторения больших затрат времени установки программного обеспечения для каждой виртуальной машины, (Keahey и др. Стр.6), а полная виртуализация на архитектуре ПК является чрезвычайно сложным (Rose, 2004, с.10).
 

SITS интеграции
Заключительный этап проекта был сферу компетенции прямое подключение нового VLE к колледжа SITS системного реестра на 200+ таблицу, реляционная база данных, содержащая все студенческие и соответствующие данные о премиальных. Связывание систем позволит студентам войти в новый VLE используя свой идентификатор регистрации студента и пароль, а не требовать второй набор учетных данных для аутентификации, как и с существующей установки WebCT. Это отвечало бы цели проекта, чтобы обеспечить единую точку доступа к новым ВБВНК с помощью единого входа через портал. Связывание с постоянно обновляющейся SITS системы избавляет от необходимости загружать детали студента к VLE второй раз (вручную при загрузке файлов CSV), в соответствии с требованиями WebCT, что значительно снижает административную нагрузку.

Результаты
Проект нашел Moodle предложил жизнеспособную альтернативу коммерческим программным обеспечением. Система была проста в установке и предложил более широкий спектр инструментов электронного обучения по сравнению с предыдущим VLE. Возможность повторного кожи интерфейс, используя пользовательскую тему также позволило брендинг, чтобы соответствовать Harper Adams корпоративную цветовую схему и логотип, четко определив его как специфичные для колледжа, вместо общего дизайна WebCT. Макет страницы Moodle очень напоминает стандартный веб-страницы, используя дизайн в три колонки, знакомый веб-пользователей, позволяя ранее сформированные ментальные карты стандартных веб-ГПИ, которые должны применяться к VLE, ​​улучшение юзабилити (Norman, 1988).
Проблемы возникали с установлением логической структуры файла позволяет учебные материалы должны быть легко доступными без потери в каталогах, содержащих файлы поддержки, такие как изображения и таблицы стилей. Это обеспечило стандартная структура курса / модуль был точно воспроизводится, что позволяет структуру VLE, ​​чтобы отобразить на существующие модели преподавания и обучения.
Интеграция списка Talis в ОМП учреждения оказался более масштабным, чем ожидалось, предприятие, требующее более длительный этап установки и конфигурации, чем было первоначально предусмотрено. Связь со списком TALIS будет обеспечиваться через URL внутри Moodle в качестве учебного ресурса, каждый список чтения имеет уникальный адрес, который в свою очередь связан с библиотечной системой ФПВК.

Развитие Vmware
VMware успешно активировали быстрое создание новых серверов, выполнение требований масштабируемости проекта. Серверы могут быть быстро созданы и контролируется с помощью графического интерфейса, устраняя необходимость в дальнейшей установке устройства. Тем не менее, дополнительные финансовые затраты требовалось, так как компьютер работает с VMware была недостаточной пропускной способностью памяти. Для того, чтобы убедиться, было достаточно свободного места на диске для этих новых приложений, был необходим новый 0,5 Terrabyte набор RAID дискового массива, стоимостью £ 1600.
Новые методы работы для резервного копирования ОМП должны были быть установлены. Проблемы с VMware визуализации системы Moodle непригодным для использования в течение недели во время развития, что требует перестройки всего программного обеспечения VMware и сохранение существующих материалов, длительный процесс, хотя, когда передний конец GUI был перестроен, серверы и содержащиеся в нем данные были найдены неповрежденными.
Подключение на основе VMware с VLE к SITS через LDAP, оказалось важным шагом в создании функционирующей ОМП для курса пилотного дистанционного обучения.
Единый вход в систему аутентификации через портал учреждения был создан с помощью Ichain, что позволяет студентам с доступом к VLE с их сетевой пароль и имя пользователя, вместо того, чтобы использовать второй набор учетных данных, как и с WebCT
В рамках проекта удалось создать потокового видео сервер, основанный на операционной системе Windows 2003 MMS. Размеры файлов оказались неожиданно ограничительным, ранее потоковым видео может быть закодировано со скоростью передачи данных 500 кбит, но эти битрейты были недостижимы с VMware питанием сервера. Видео должно было быть повторно закодированы с более низкой скоростью 340 Кбит, чтобы они могли быть переданы потоком из нового виртуального сервера видео.

Вывод
Развитие пилота MLE считался общий успех. Следующие выводы можно сделать из результатов проекта:
• Moodle является жизнеспособной альтернативой коммерческим программным обеспечением, не выдерживающие расходы на поддержку.
• VMware позволяет нескольким серверам, которые будут созданы, имея потенциал масштабируемости для быстрого добавления новых серверов по мере необходимости.
• VMware может обеспечить функциональность сервера видео, но потокового возможности могут быть более строгими, несмотря на широкополосный доступ.
• Moodle эффективно интегрируется с существующими институтами Ichain портала, избегая нескольких точек входа и потенциально снижает административную нагрузку.
• Существующие учебные материалы, необходимые для реструктуризации быть логически представлены в Moodle.
Хотя проблемы возникали с VMware, то E-Learning Отдел по-прежнему привержены виртуальных серверов в качестве более жизнеспособным вариантом, чем традиционные методы. E-Learning команда также признают необходимость перестройки существующих файлов, связанных с форматом Мудл может иметь большие последствия при переносе всех курсов данного учреждения к новому VLE, ​​потенциально увеличивая развития временных масштабов.
Прямой VLE / SITS интеграция не была выполнена вовремя для запуска пилотного курса, но единого входа через существующий портал учреждения через LDAP было достигнуто, обеспечивая надежную платформу для окончательного развития и полной миграции курсов колледжа для начала 2006 года -2007 учебный год.
Обратная связь на уровне удобства и простоты использования Moodle по сравнению с WebCT от преподавателей, посещающих учебные курсы, были положительными от обоих начинающих пользователей VLE и опытных авторов WebCT. Тема и еженедельно структура Moodle конструкции модуля карты непосредственно на пользователя знания преподавания лицом к лицу, сокращая кривую обучения новой системы и графического интерфейса пользователя.
Будущие MLE разработки включают в себя законченную связь между VLE и список систем Талис и ссылку на портал планируемого развития учреждения, при поддержке системы управления контентом в масштабе предприятия. Портал предоставит студентам с личной информацией, связанной с репозиторием объектов позволяет индексации, поиска и совместного использования повторно используемых учебных объектов. Moodle также позволяет студентам зарегистрироваться на курсы сами, вариант, который будет исследоваться в будущем в качестве средства снижения административной нагрузки.


Использованные источники

  1. Alessi, A. M. & Trollip, S. R. (2001). Multimedia for Learning: Methods and Development. Needham Heights: Alleyn and Bacon

  2. Allison, C., Bain, A., Ling, B., & Nicoll, R. Addressing Academic Needs in Managed Learning Environments. Retrieved March 15, 2004 from: ics.ltsn.ac.uk/pub/conf2003/ColinAllison.pdf

  3. Becta ICT Research. A Review of the Research Literature on the Use of Managed Learning Environments and Virtual Learning Environments in Education, and a Consideration of the Implications for Schools in the United Kingdom. Retrieved July 24, 2004 from: becta.org.uk/page-documents/research/VLE_report.pdf

  4. Becta. (2003). Virtual and Managed Learning Environments. Retrieved March 15, 2004 from: becta.org.uk/subsections/foi/documents/technology_and_education_re search/v_&_mle.pdf

  5. Boyle, T. Towards a Theoretical Base for Educational Multimedia Design. Retrieved January 30, 2004 from: jime.ac.uk/2002/boyle/boyle-paper.html

  6. Brandl, K. (2005). Are You Ready To “Moodle”? Retrieved March 15, 2004 from: llt.msu.edu/vol9num2/pdf/review1.pdf

  7. Conole, G. (2002). Systematising learning and research information. Retrieved March 15, 2004 from: www-jime.open.ac.uk/2002/7/conole-02-7.pdf

  8. Cooke, K. (1999). Introduction to Apache. Retrieved April 8, 2004 from:hotwired.lycos.com/webmonkey/99/22/index2a.html?tw=backend

  9. Dougiamas, M. & Taylor, P., C. Interpretive analysis of an internet-based course constructed using a new courseware tool called Moodle. Retrieved March 15, 2004 from: ecu.edu.au/conferences/herdsa/main/papers/nonref/pdf/MartinDougiam as.pdf

  10. Druin, A. & Solomon, C. (1996). Designing Multimedia Environments for Children. New York: John Wiley & Sons Inc.

  11. Galmacci, G. & Milito, A., M. (2005). Distance Learning: New Frontiers for Solving Old Problems. Retrieved March 15, 2004 from: stat.auckland.ac.nz/~iase/publications/14/galmacci.pdf

  12. Holyfield, S. (2003). Developing a Shared Understanding of the Managed Learning Environment (MLE) – the role of diagramming and requirements gathering.

  13. Retrieved March 15, 2004 from:jisc.ac.uk/uploaded_documents/ACF450.pdf

  14. Haung, H. (2002) Toward Constructivism for adult learners in online learning environments. Published: Vol 33, No2. British Journal of Educational Technology.

  15. Joint Information Systems Committee. Overview of MLE issues and how JISC can help. Retrieved April 16, 2006 from: jisc.ac.uk/index.cfm?name=mle_overview

  16. Laurillard, D, (1993). Rethinking University Teaching. London: Routledge

  17. Mishra, S. (2002) A design Framework for online learning environments. Published: Vol 33, No4. British Journal of Educational Technology.

  18. Neilsen, J. (1993) Usability Engineering. London: Academic Press Limited.

  19. Norman, D. (1988). The Psychology of Everyday Things. New York: Basic Books (Perseus)

  20. Nulden, U. & Hardless, C. Activity Visualization and Formative Assessment in Virtual Learning Environments. Retrieved July 25, 2004 from:viktoria.se/nulden/Publ/avfa.pdf

  21. Papert, S. (1980). Mindstorms: Children, Computers, and Powerful Ideas. Hemel Hempstead: Harvester Wheatsheaf.

  22. Ratschiller, T. (2000). PHP from an IT Manager’s Perspective. Retrieved April 10, 2004 from:

  23. linuxtoday.com/news_story.php3?Itsn=2000-06-06-002-04-NW-HL-SW Rand, J., Spiro, P. J., Feltovich, M., Jacobson, & Coulson, R. J. Cognitive Flexibility,

  24. Constructivism, and Hypertext: Random Access Instruction for Advanced Knowledge Acquisition in Ill-Structured Domains. Retrieved January 30, 2004 from: ilt.columbia.edu/ilt/papers/Spiro.html

  25. Rose, R. (2004). Survey of System Virtualization Techniques. Retrieved March 15, 2004 from: robertwrose.com/vita/rose-virtualization.pdf

  26. Salmon, G. (2002) E-tivities: the key to online learning, London: Kogan Page Schneider, D., K., Syneta, P., Fete, C., Giradin, F., & Morand, S. (2003). Conception

  27. and implementation of rich pedagogical scenarios through collaborative portal sites: clear focus and fuzzy edges. Retrieved April 2, 2004 from: tecfa.unge.ch/proj/seed/catalog/docs/icool03-schneider.pdf

  28. Stanford, S. & Chandrasekan, B. (2005). Architectural Considerations for Creating High-Availability VMware VirtualCenter Infrastructures. Retrieved March 15, 2004 from: dell.com/downloads/global/power/ps4q05-20050285-Stanford.pdf

  29. Strohecker, C. (1994). The “Zircus” Concept Sketch for a Learning Environment and Online Community. Retrieved January 10, 2004 from: merl.com/reports/docs/TR94-22.pdf

  30. Technical Advisory Service for Images. (2006) Using Images in the Moodle Virtual Learning Environment (VLE). Retrieved March 15, 2004 from: tasi.ac.uk/advice/using/pdf/vle_moodle.pdf

  31. Zhang, W. Linux Virtual Server for Scalable Network Services. Retrieved March 15, 2004 from:  linuxvirtualserver.org/ols/lvs.pdf

Web-мастер:
начальник ЦПИУ Курочкин В.А.

На страницах сайта «Публикации государственного университета» вы найдете статьи о недавних научных открытиях и об истории науки, о новых технологиях и фундаментальных основах наук, о людях, посвятивших жизнь науке, и об исторических личностях, о вещах, которые нас окружают, и об удивительных местах на нашей планете.

Мы стремимся показать нашим читателям, которые интересуются наукой и хотят сделать ее своей профессией, возможные направления для исследований не как отвлеченные дисциплины, а как работу реальных людей.

Поиск по сайту ПОИСК