IS.MUNI.CZ v roce 2004 a výhledy na rok 2005

Masivní použití e-learningových prvků v prostředí velké univerzity

Michal Brandejs, Miroslava Misáková

článek na konferenci BELCOM 2005

1. Obecné problémy při masivním zavádění e-learningových metod

V současné fázi zavádění e-learningu na vysokých školách v ČR lze vysledovat dva přístupy. Postupně se objevují a jsou využívány plně e-learningové kurzy, umožňující plnohodnotné studium zcela distanční formou, s minimálním kontaktem s živým učitelem. Vytvoření obsahu těchto kursů zahrnuje celou řadu didaktických výzev a vyžádá si čas. Druhým přístupem je plošné nasazení e-learningových nástrojů jako podpory v běžné výuce prezenční nebo kombinované formy studia. E-learning je tak zpočátku využit hlavně při komunikaci a administrativě. Záměrem je využít čas, než budou k dispozici kvalitní obsahy kursů, k infiltraci e-learningové filosofie do povědomí studentů a hlavně učitelů, umožnit jim získat potřebné návyky v elektronické výuce.

Situaci na Masarykově univerzitě v Brně lze s určitou mírou zjednodušení popsat jako následující soubor etap:

Počátky e-learningových aktivit, práce jednotlivců - nadšenců
Organizovanější využívání určitých nástrojů, zejména různých LMS, pro malé počty kurzů
Vývoj zázemí a nástrojů pro e-learning v informačním systému školy (IS MU) využitelných pro celý rozsah výuky (tisíce kurzů)
Vytvoření univerzitních metodik pro tvorbu autorských obsahů kurzů a pro masivní organizaci e-learningových aktivit
Využití zkušeností s dosavadním e-learningem, konverze existujících kurzů do prostředí IS MU

V současné době probíhají v různých oblastech různé tyto etapy. Jedním z univerzitních cílů je, aby e-learningové aktivity probíhaly co možná koordinovaně, tam, kde je to vhodné byly využívány jednotné postupy a nástroje, vytvářené know-how a obsahy kurzů by měly být přenositelné a šířeji použitelné. Naplnění cíle je obtížné z důvodu rozsahu školy (devět fakult) a dosavadní roztříštěné historie aktivit. Druhým požadavkem je, aby e-learningové prvky byly ve výuce používány skutečně masivně, co nejširší učitelskou a studentskou obcí. Pro dosažení tohoto cíle představuje výhodu již zavedený studijní informační systém. Běžný učitel, neangažovaný ve speciálním e-learningovém projektu, není schopen vytvořit plně e-learningový kurs. Je třeba jej zapojit postupně např. v následujících krocích:

1. Povinné prvky e-administrativy a e-výuky

Vyplnit v IS MU sylabus, anotaci, typ výuky a zkoušky (požadavky na studenta během semestru a způsoby získání kreditů), doporučenou literaturu. Vyhovět či zamítnout žádosti o vstup do kurzu těm studentům, kteří nesplňují předpoklady pro zápis kurzu, ale požádali učitele o výjimku. Přiměřeně reagovat na případné e-maily od studentů. Vypsat zkušební termíny pro přihlašování studentů. Do sedmi pracovních dnů od udělení známky zadat hodnocení do systému.

2. Doporučované fungující e-nástroje

Vyvěsit libovolně strukturované studijní materiály. Sbírat domácí úkoly elektronicky pomocí Odevzdáváren. Zveřejňovat studentům průběžná hodnocení aktivit v kurzu pomocí Poznámkových bloků. Přiměřeně reagovat na případné dotazy studentů v diskusním fóru předmětu. Prostudovat si reakce na svou výuku v anonymní studentské anketě.

3. Vyvíjené a budoucí e-nástroje

Převést zkušební a procvičovací otázky do elektronické podoby (viz též další kapitola tohoto příspěvku). Připravovat autorské obsahy dle doporučených formátů a postupů (jedná se o interaktivní učební texty a multimedia - obrázky, nahrávky, videopřednášky ap.). Strukturovat kurz do didaktického rámce vhodného pro e-learning (vhodná kombinace a rozsah jednotlivých učebních aktivit).

Integrace povinných nástrojů do povědomí učitelů již proběhla, povinnosti jsou zakotveny ve Studijním a zkušebním řádu školy (IS MU je budováno šestým rokem). Penetrace doporučovaných nástrojů bezproblémově probíhá (viz statistiky v další kapitole). Míra nasazení vysoce e-learningových nástrojů zmíněných v odstavci 3 je otázkou budoucnosti. Zde už učitel potřebuje od školy konkrétní servis - doporučení vhodných technických a didaktických metod. Plošné zavádění nástrojů jako možností pro všechny učitele je z počátku náročnější či pomalejší na konkrétní výstupy, ale škola tak předejde situacím, kdy vyučující kurzu je zcela závislý na servisní podpoře, protože "počítačům nerozumí a nemíní na tom nic měnit".

2. Statistiky nasazení e-learningu v IS MU

Při rozsahu výuky na MU v Brně lze provádět školení a individuální podporu učitelů pouze v omezené míře. Z uvedených statistik je nicméně patrné, že uživatelé bezproblémově zvládají základní nástroje (vyvěšení studijních materiálů, sběr úloh pomocí elektronických Odevzdáváren, diskuse).

podzim 2004

Statistika používání předmětových studijních materiálů

Fakulta	Celkem předmětů	předmětů s materiály	tj.	Celkem souborů	Celkem vkladatelů	Celkem čtenářů
LF	733	23	3 %	1284	399	800
FF	2720	146	5 %	3432	573	3257
PrF	407	129	31 %	555	58	3197
FSS	571	232	40 %	7990	1005	2777
PřF	1016	90	8 %	4913	450	1422
FI	148	32	21 %	13798	839	1382
PdF	3243	86	2 %	393	62	2208
FSpS	359	36	10 %	201	54	744
ESF	330	62	18 %	1984	675	2242

Statistika používání předmětových diskusních fór

Fakulta	Celkem předmětů	předmětů s disk. fóry	tj.	Celkem příspěvků	Celkem vkladatelů	Celkem čtenářů
LF	733	15	2 %	26	10	233
FF	2720	149	5 %	1097	376	2007
PrF	407	25	6 %	165	63	729
FSS	571	110	19 %	2936	465	1408
PřF	1016	57	5 %	285	123	875
FI	148	87	58 %	6637	525	1517
PdF	3243	46	1 %	829	189	939
FSpS	359	70	19 %	1130	362	3316
ESF	330	74	22 %	1316	279	1423

Jaro 2004

Statistika používání předmětových studijních materiálů

Fakulta	Celkem předmětů	předmětů s materiály	tj.	Celkem souborů	Celkem vkladatelů	Celkem čtenářů
LF	624	20	3 %	128	10	743
FF	2322	65	2 %	1439	482	1358
PrF	366	66	18 %	262	75	2042
FSS	513	105	20 %	2101	269	1307
PřF	935	73	7 %	3363	308	905
FI	146	15	10 %	477	82	564
PdF	2549	36	1 %	354	124	1429
FSpS	265	12	4 %	162	46	244
ESF	282	18	6 %	557	96	1063

Statistika používání předmětových diskusních fór

Fakulta	Celkem předmětů	předmětů s disk. fóry	tj.	Celkem příspěvků	Celkem vkladatelů	Celkem čtenářů
LF	624		0 %	0	0	0
FF	2322	19	0 %	71	32	149
PrF	366	3	0 %	3	3	52
FSS	513	25	4 %	123	68	289
PřF	935	7	0 %	13	10	49
FI	146	18	12 %	153	44	447
PdF	2549	4	0 %	5	5	7
FSpS	265	3	1 %	6	4	67
ESF	282	6	2 %	15	11	179

Přehledové údaje za přibližně první rok vývoje a zavádění.

Během období zavádění těchto aplikací do systému IS MU se zopakovala situace známá z předchozího zavádění jiných agend. Při konkrétním denním použití vznesli učitelé a studenti množství podnětů, z nichž celá řada byla jako užitečná implementována. Tyto konkrétní potřeby je pro uživatele velmi obtížné verbalizovat předem, před používáním aplikace. Protože je systém IS MU vyvíjen vlastními silami, je relativně dobře možné na důležité požadavky reagovat s minimálním zpožděním.

Studenti (skupina ještě řádově rozsáhlější a méně proškolitelná než vyučující) si na nové agendy zvykla bez jakýchkoliv problémů, nezaznamenali jsme nejasnosti.

3. Poznámky k architektuře LMS

Jak již bylo řečeno, Masarykova univerzita v Brně provozuje vlastními silami vyvíjení studijní systém, který pokrývá značnou část administrativy. E-learningový modul do něj začleňovaný vychází z podobné filosofie jako jiné agendy IS MU. Je důležité

Co nejtěsnější propojení nových nástrojů s těmi, které již uživatel zná

Uživatel je zvyklý na určité prostředí a chování. Používá-li rutinně např. průběžné hodnocení, není pro něj těžké otevřít si navíc Odevzdávárnu a nesbírat úlohy na papíře, ale ve Wordu, a dál je průběžně hodnotit. Může aktivity pro studenty elektronizovat postupně a stále více sofisitkovaným způsobem. Měl-li by začít užívat oddělené svébytné LMS, vyžadovalo by to od něj psychologicky mnohem radikálnější rozhodnutí - "naučit se nový software".

Podpora velkých kurzů

Některé kursy na škole jsou realizovány pro stovky studentů. To je situace odlišná od kursů po několik desítek studentů, protože takto rozsáhlé množství studentů nelze "ošetřit" ručně. LMS pro velkou školu by tedy mělo obsahovat nástroje pro hromadné zpracování - např. importy hodnocení ze souboru. V IS MU se osvědčila možnost exportu a importu většího množství souborů zabalených do ZIP. Student si tak může stáhnout HTML prezentaci pro domácí studium, učitel si stáhne Odevzdávárnu se všemi úlohami, opraví je doma a zpět importuje ZIP, který systém rozbalí a včlení jako sadu souborů. Balení a rozbalení sady souborů provádí systém nad libovolnou složkou na vyžádání.

K dalším mechanismům, jejichž výhody docení zvláště vyučující či student velkého kursu a LMS by je mělo poskytovat, patří:

automaticky vznikající textové verze ke všem vloženým (do textu převoditelným) souborům - podklad pro vyhledávání
automatická kontrola antivirem a smazání vadného souboru
zobrazování všech nebo pouze nových materiálů, možnost vrátit materiál mezi nečtené/nevyřízené
náhledy fotografií studentů (přebírané např. z databáze fotografií na Průkazy studenta), náhledy vložených obrázků

Pružný systém přístupových práv

Módy práce různých vyučujících jsou různé. Mezi nejčastější režimy samozřejmě patří zveřejnění materiálu pro studenty kursu nebo všechny uživatele IS, ale požadavky jsou i značně odlišné. Úložiště e-learningových materiálů je organizováno tak, že každému objektu může uživatel nastavit téměř libovolná práva a kdykoliv je měnit. Objektem jsou složky a soubory stromu materiálů. Soubory jsou typicky učebními materiály nebo materiály od studentů, některé soubory mají navíc zvláštní význam - např. sada otázek či organizační popis elektronického testu - a systém je dál interpretuje.

Lze nastavit právo číst (příp. s upřesněním 'datum od'), právo vkládat (příp. s upřesněním 'datum do') a právo spravovat - jakkoliv s objektem manipulovat. Na koho se práva mohou vztahovat:

kdokoliv v Internetu (pouze právo pro čtení)
kdokoliv přihlášený v IS
studenti, kteří mají zapsaný určitý předmět
studenti seminární skupiny
pracovníci určitého pracoviště
aktivní studenti fakulty
pojmenovaná skupina osob
učitelé
absolventi
doktorští studenti
osoba zadaná prostřednictvím učo - univ. čísla osoby

Kromě takto obecného mechanismu je vhodné uživatelům předpřipravit některé typické úpravy přístupových práv, např.:

Otevřít tuto složku jako odevzdávárnu (tj. povolit studentům předmětu XYZ vkládat do složky)
Zkopírovat práva této úrovně všem podúrovním
Odebrat všechna 'práva číst' včetně všech podúrovní

a podobně.

Nezávislost uživatele na správcích systému

Důležitou premisou IS MU je "správce se stará o systém, uživatel se stará o data". Má-li agenda být nasazena masivně, je nemyslitelné, aby např. různé importy či konverze dat prováděli správci systému. Stejně jako aktivování kursů, nástrojů a pod. Má-li penetrace být hladká, musí být systém v tomto smyslu bezobslužný. U speciálních úkolů (příprava zvláštních druhů e-learningových obsahů) je samozřejmě výhodné, pokud učiteli např. v počátku pomáhá vyškolená servisní osoba; to ale musí být člověk působící na katedře, kterého učitel zná a je s ním v kontaktu. Operace, které servisní osoba provede, musí tedy být běžnou součástí systému.

Technické řešení, zvládající masivní přístupy studentů

Tento rys je skryt očím běžného uživatele, ale o to důležitější je z globálního hlediska. Ukazuje se, že slouží-li systém k vážné práci (kterou studium na VŠ nepochybně je), probíhají jeho prostřednictvím boje o nejrůznější komodity. Měření v rámci různých agend prováděná na podzim roku 2004 ukazují, že v určitých větších skupinách studentů jsou lukrativní komodity rozebrány během několika sekund po otevření příslušného přihlašování. Jedná se o administrativu - rozvrhové hodiny, zkušební termíny. Rekord drží zkušební termín, jehož kapacita byla rozbrána během dvou sekund po spuštění přihlašování. Jde ale i o záležitosti přímo související s e-learningem: např. výběr tématu závěrečné práce. V první sekundě bylo přihlášeno 26 studentů, v prvních pěti minutách 347 studentů. Pokud by taková agenda bežela na běžném LMS (které bývá designováno na malý rozsah např. firemních kurzů), nebylo by možné přihlašování těchto typů technicky obsloužit - došlo by k přetížení až zastavení systému.

4. Agenda Tisk písemek

Důležitou součástí e-learningových systémů bývá modul pro ověření nabytých znalostí - nějaká forma testových dotazníků. LMS pro univerzitu by měl umožnit

dostatečně široké spektrum typů testových otázek, podporovat specifické multimediální požadavky (např. matematiků, chemiků, uměnovědců...)
výměny sad otázek mezi školami (v IS MU jsou sady otázek implementovány dle standardu QTI IMS)
vytvářet a zadávat sady otázek hromadně - importem z textového formátu
využít agendu i při zkoušení mimo počítačovou učebnu - zjednodušení administrativy písemek

V roce 2004 byly v IS MU v jednotlivých pilotních kursech vyzkoušeny aplikace

Procvičování - učitel zpřístupní velké množství otázek, student se jimi zabývá v průběhu semestru, nemá přímý vliv na hodnocení studenta
Skutečné zkoušení - studenti přijdou do počítačové učebny, kde složí test v IS
Sběr volných odpovědí - otázky vyžadují samostatnou formulaci delší odpovědi vepsanou do textového pole, učitel tímto způsobem sbírá např. reakce na přednesené referáty. Lze využít i na dotazníky a průzkumy mimo e-learning.

V následujícím semestru bude rozpracována agenda Tisk písemek. Předpokládáme následující metodiku:

Učitel zadá běžným způsobem do IS sadu otázek a parametry testu. Aplikace v IS vytiskne zadání, pokud jej učitel do IS zadal. (U složitých zadání učitel možná do IS nezpracuje celé zadání.) Učitel vytiskne odpovědní list (listy) a jeden list průvodky, identifikující, o jaký předmět a test se jedná.
Odpovědní list obsahuje vzory číslic a místo pro vepsání čísla zadaní a identifikaci studenta. Během zkoušky studenti vyplní tyto údaje a zaškrtají odpovědi. Chybu mohou opravit jemným vygumováním nebo si vyžádat nový odpovědní arch.
Odevzdané odpovědní archy učitel (příp. ve spolupráci s LVT) oskenuje. Skenovací software (dodaný na fakulty tvůrci IS MU) přenese skeny vč. průvodky testu neautentizovaným http protokolem do datového úložiště IS MU.
V IS MU jsou grafické soubory jednak rozpoznány (OCR) do textových souborů (identifikace zadání, studenta a co zaškrtl u které otázky), jednak zmenšeny a převedeny do formátu JPEG.
Učitel může následně v IS MU vyhledat dle průvodky zpracovaný materiál a přenést jej do své agendy testů - nechat odpovědi ohodnotit. Od tohoto bodu se výsledky testů chovají shodně, jako by je studenti vytvořili klasickým způsobem - vyplněním formuláře e-testu na Internetu. Jsou tedy k dispozici různé statistiky úspěšnosti atd.
Kromě rozpoznaných odpovědí a jejich ohodnocení má student k dispozici i náhled (JPEG) odpovědního listu, pro kontrolu a případné urgence chyb rozpoznávacího software.

Podobný mechanismus byl na MU v Brně v uplynulých letech aplikován pro oskenování, ohodnocení a vystavení odovědních archů k Testům studijních předpokladů (standardizovaný dotazník přijímací zkoušky na většinu oborů).