Heute beginnt das Online-Lernen, das Vollzeitlernen wirklich zu verdrängen. Sogar einige fortschrittliche russische Universitäten führen langsam Online-Kurse ein, die Paare innerhalb der Mauern von Bildungseinrichtungen ersetzen sollen. Aber wie real ist das alles? Heute werden wir über die Probleme und Trends des modernen Online-Lernens sprechen.
Und was ist für Sie bequemer: in ein Plaid gehüllt in den Unterricht zu gehen oder zu Hause zu lernen?
Ich gebe dem Autor das Wort.In diesem Artikel möchten wir Ihnen Gedanken über die Probleme und Trends des modernen Online-Lernens sowie über die Möglichkeit der Erstellung von VR-Projekten mitteilen, die in modernes E-Learning integriert werden können.
In der modernen Welt ist das Konzept des Online-Lernens (E-Learning) komplex und umfasst mehrere Komponenten:- Blended Learning - Training, das Klassen mit einem Lehrer kombiniert und Online-Training mit Optionen für Aktivitäten „nicht im Unterricht“. Ein Student kann Projekte erstellen, die Hilfe von Mentoren verwenden und so weiter. Blended Learning kann synchron und asynchron sein (die synchrone Version impliziert eine sofortige Rückmeldung des Lehrers über die schulische Leistung. Asynchron verwendet das Konzept von hausunabhängigen Aufgaben).
- Mobiles Lernen - Training mit mobilen Geräten;
- Informelles Lernen - Aktivität außerhalb des formalen Umfelds (Klasse, Online-Klasse usw.). Diese Art des Lernens funktioniert durch soziale Interaktion.
Wenn wir die Entwicklung des Online-Lernens im Kontext soziokultureller Theorien betrachten, dann erfolgte die Entwicklung vom Behaviorismus zum sozialen Konstruktivismus. Ursprünglich war das Trainingssystem auf verhaltensorientierten Prinzipien aufgebaut - der Lehrer befand sich im Zentrum, und um ihn herum befanden sich Schüler, die ihm still zuhörten.
Der Übergang zu komplexeren Lernmodellen begann mit der Arbeit von Lev Vygotsky, der vorschlug, dass Lernen als Ergebnis sozialer Interaktion mit anderen Menschen stattfindet. Aus dieser These sind konstruktivistische Theorien hervorgegangen. Sie legen nahe, dass Wissen nicht außerhalb des Schülers liegt, dh jeder Schüler baut sein eigenes Modell eines bestimmten Wissens auf. Mit diesen Modellen verlagert sich der Fokus von Lehrer zu Schüler, der Wissen aus verschiedenen Quellen bezieht.
Einige weitere Lernkonzepte sind konnektivistische und soziale Modelle. Sie legen nahe, dass Wissen ein Netzwerk verschiedener miteinander verbundener Quellen ist. Dementsprechend nimmt die Menge an Wissen zu, wenn dem Netzwerk Quellen hinzugefügt werden. Quellen können beispielsweise Personen oder Bücher oder das Internet sein.
Konzepte verwirklichen
Es stellt sich die Frage: "Wie können alle Formen der Ausbildung umgesetzt werden?" Wenn wir die Entwicklung der Sphäre des E-Learning betrachten, wurden traditionell riesige Systeme und Protokolle unter dem Verhaltenskonzept (anweisungsbasiert) erstellt. Der Punkt war jedoch, dass alle Systeme unter dem Vorhandensein eines bestimmten Wissenspakets gebaut wurden. Es kann in der Form gebildet werden, in der es für die Integration in ein bestimmtes System erforderlich ist.
Aufbau eines schülerzentrierten Lernsystems und eines neuen Lernprotokolls
In der Vergangenheit wurde das SCORM-Protokoll ursprünglich in der US-Luftwaffe aktiv eingesetzt und übernahm ein Verhaltenstrainingssystem. Dies implizierte, dass die Handlungen des Schülers völlig irrelevant waren - er sollte sich einfach alle bereitgestellten Informationen merken. SCORM wird jedoch veraltet und mit der Zeit weniger effektiv. Jetzt stellt sich dringender die Frage: "Wie kann ein schülerzentriertes Bildungssystem mithilfe von Online-Diensten in der modernen Welt organisiert werden?"
Um diese Frage zu beantworten, müssen drei Punkte berücksichtigt werden:
- Das System sollte schülerzentriert sein.
- Das System sollte Blended Learning unterstützen.
- Das Training im System sollte mit sozialer Erfahrung erfolgen.
Um die erste Arbeit zu berücksichtigen, müssen Sie individuelle Lernpfade verwenden. Bei diesem Ansatz wird es jedoch erforderlich, eine große Menge an Daten zum Verhalten der Schüler zu erhalten.
Um das in der zweiten Arbeit festgelegte Problem zu lösen, kommen wir zur Idee der Merkmale der aktuellen SCORM- und AICC-Protokolle. Sie schlagen vor, online zu arbeiten, dh wenn das Training in einem Klassenzimmer oder Klassenzimmer stattfindet, wird ihre Verwendung automatisch unmöglich.
Das Hauptproblem im Bereich der sozialen Bildung ist, wie in der dritten These erwähnt, die mangelnde Entwicklung. Jetzt wird viel über diese Art von Training gesprochen, aber niemand weiß wirklich, wie man es richtig umsetzt. Es ist an der Zeit, neue Standards für Trainingsprotokolle einzuführen. SCORM wird durch xAPI ersetzt.
xAPI
Die Hauptidee hinter der Entwicklung von xAPI ist die Trennung von Statistiken vom Inhalt des Schulungsmaterials. Dies ist für flexiblere Optionen zum Sammeln dieser Statistiken erforderlich. Wenn das Unterrichtsmaterial beispielsweise nicht in elektronischer Form vorhanden ist, erhält der Schüler beispielsweise Informationen über ein Buch.
Ein weiteres Paradigma ist die Simulation, die immer auseinander stand. Simulation ist eine Umgebung, in der der Schüler tun kann, was er will. Um das gewünschte Ergebnis zu erzielen, erhält die Person Eingabedaten, wählt jedoch die „Route“ für das Bestehen der Simulation selbst. Derzeit funktionieren alle VR-Trainings und Serious Games außerhalb von Trainingssystemen ohne Datenaustausch. Mit xAPI können Sie den Datenaustausch in das VR-Training integrieren, was mit dem SCORM-Protokoll nicht möglich ist.
Virtuelle Räume bauen
Traditionell haben sich E-Learning-Systeme als Websysteme entwickelt. Dementsprechend ging der Entwicklungsvektor von Web 1.0 zu Web 2.0 über, dh zur Erstellung von benutzergenerierten Inhalten. Und dieses Paradigma eignet sich sehr gut für Schulungssysteme, vor allem aufgrund der Tatsache, dass es Lehrern recht einfache Mittel zur Erstellung von Bildungsinhalten bietet.
Wenn Sie sich jetzt ein Learning Management System ansehen, bietet es eine gute Möglichkeit, Präsentationen, verschiedene Tests und alles zu erstellen, was für die Entwicklung eines Schulungskurses erforderlich ist, während dies alles direkt im Browser erfolgt. Natürlich gibt es einige Authoring-Tools von Drittanbietern, die aktiv verwendet werden, insbesondere um komplexere Inhalte zu erstellen. Am Ende der Kette haben wir jedoch immer noch das Internet und die Veröffentlichung in einem Format, das zum Einbetten in eine Webseite geeignet ist.
Die Entwicklung verschiedener Systeme für die Arbeit mit 3D-Inhalten ging jedoch völlig schief. Erstens brauchten nicht alle Spiele (und die Spiele waren lang genug und sind bis heute einer der Motoren des Fortschritts in diesem Bereich) ein Netzwerk. Und vor allem - das Netzwerk ist komplex. Darüber hinaus ist das Mittel zum Erstellen von benutzerdefinierten Inhalten nicht nur neu (Level-Editoren sind bereits sehr viele Jahre alt), sondern das Mittel zum Erstellen einer grundlegend neuen Funktionalität, Deep Modding, ist bereits spürbar jünger. Es wird traditionell angenommen, dass ein Modder weiß, was er tut, das heißt zumindest ein wenig, aber er kennt sich mit Programmierung aus und hat eine Idee für eine Pipeline für die Arbeit mit 3D-Modellen und anderen spezifischen Dingen.
In diesem Fall ist dies jedoch nicht sehr geeignet, da ein Schulungssystem erstellt und für alle zugänglich gemacht werden muss. Das heißt, es ist notwendig, das „Modding“ zu vereinfachen und gleichzeitig zu komplizieren, um es dem Web 2.0-Modell ähnlicher zu machen, ohne die Mehrfachnutzbarkeit zu verlieren. Lassen Sie uns versuchen, zu sehen, wie ein Standard-MMO-Spiel normalerweise aussieht, und darüber nachdenken, was in einer solchen Architektur fehlt.
Verschiedene MMO-Generationen und Architekturansätze
Wenn wir (aus sehr großer Höhe, ohne Details) betrachten, wie ein 3D-Raum für mehrere Benutzer angeordnet ist, z. B. das Standard-MMO der WoW-Ära, sehen wir Folgendes:
Natürlich gibt es einen Client und einen Server. Die Hauptaufgabe des Servers besteht darin, die Aktionen verschiedener Benutzer zu synchronisieren. Hierzu wird ein bestimmtes festes Kommunikationsprotokoll zwischen Client und Server festgelegt, mit dessen Hilfe wir Nachrichten vom Client an den Server senden und im einfachsten Fall an alle anderen Clients senden können. (Natürlich gibt es eine große Anzahl von Nuancen, die mit der Implementierung dieses Prozesses verbunden sind - zum Beispiel ist der Server autoritär, wie wird die Verzögerung kompensiert, wie läuft die Arbeit mit der Physik usw. - aber auf dieser Ebene der Schaltung lohnt es sich, dies zu überspringen). Außerdem müssen Sie die Logik der Interaktionen auf der Serverseite irgendwie verfolgen, z. B. Spielskripte. Dazu benötigen Sie höchstwahrscheinlich eine Art Skripterstellung auf der Serverseite. Um das Leben zu vereinfachen, ist auch die Skripterstellung auf der Clientseite sehr nützlich.
Es stellt sich jedoch die Frage: "Und woher kommt der eigentliche Inhalt dieses Schemas, dh Modelle, Texturen, Klänge und all das?" All dies ist im Client. Aus diesem Grund sind MMO-Clients oft so groß. Wenn etwas Neues hinzugefügt wird, müssen Benutzer das Update herunterladen, und nur der Entwickler selbst, seine Programmierer und Künstler können etwas Neues hinzufügen.
Es stellt sich die Frage: "Was muss in der Architektur geändert werden, damit Benutzer Inhalte erstellen können?"
Die Idee scheint sofort, Inhalte auf der Serverseite zu speichern. In dieser Version ähnelt der Client eher einem Webbrowser - er lädt alles herunter, was Sie benötigen, und speichert ihn zwischen.
In dieser Richtung wurden mehrere Projekte durchgeführt, von denen das bekannteste vielleicht Second Life ist. Die Verwendung eines solchen Schemas in seiner reinen Form ist nicht immer gerechtfertigt - manchmal ist ein hybrider Ansatz besser, wenn ein Teil des Inhalts direkt heruntergeladen wird (z. B. beim Laden einer neuen Szene) und ein Teil dynamisch geladen wird.
Die nächste Frage ist, was mit Logik zu tun ist. Trotzdem bot Second Life ein zu dieser Zeit einzigartiges Server-Skriptschema an: Der Benutzer schrieb den Code für das Verhalten des Objekts in den integrierten Client-Editor, und dann wurde das Skript an den Server gesendet und auf diesem ausgeführt. Aber auch hier gibt es eine Reihe von Fragen. Erstens muss das Skript Zugriff auf einige wichtige Server-Subsysteme haben, und es stellt sich die Frage, wie viele solcher Subsysteme sein sollten und wie viele? Zweitens gibt es eine Frage, wie die Sprache sein sollte und wie ihre Standardbibliothek aussehen sollte - LSL, die Skriptsprache von Second Life, war gleichzeitig ziemlich primitiv und kompliziert (zum Beispiel gab es keine normale Arbeit mit Arrays und es gab kein OOP in Prinzip).
Fernost
Das Konzept ähnelt etwas dem von SL, unterscheidet sich jedoch in einigen Details. Ein Element einer virtuellen Umgebung kann eine vollwertige Anwendung sein, die alle erforderlichen Arbeitslogiken "in sich" kompiliert und hat, d. H. eine Art Black Box in Bezug auf das gesamte Client-Server-System und andere Anwendungen. Gleichzeitig kann die gesamte virtuelle Umgebung als mögliche, aber nicht die einzige Anwendungsschnittstelle fungieren. Es ergänzt die Standardbibliothek und bietet eine Reihe von Funktionen für die Arbeit mit sich selbst. Mit anderen Worten, dies ist ein Analogon einer gewöhnlichen Anwendung in einem modernen Betriebssystem, nur die Umgebung selbst führt die Betriebssystemfunktion aus.
Zusätzlich zu den Interaktionen im 3D-Raum hat die virtuelle Anwendung Zugriff auf die Client-Oberfläche und die Möglichkeit, eigene Teile der Schnittstelle zu erstellen. Der Rest - idealerweise - sollte die Anwendung nichts über die Aufteilung in Client und Server wissen. Der Code sollte genauso geschrieben werden wie eine normale Einzelbenutzeranwendung.
Eine virtuelle Umgebung, deren Objekte solche Anwendungen sind, nennen wir eine dynamische virtuelle Umgebung.
Es stellen sich jedoch eine Reihe ganz offensichtlicher Fragen zur praktischen Implementierung eines solchen Systems: Wie lassen sich solche Prinzipien mit Zuverlässigkeit, Leistung und vielen anderen Kriterien kombinieren und wie kann die spezifische Architektur eines solchen Projekts implementiert werden? Wir werden im nächsten Artikel darüber sprechen.
Die Autoren
Jedium ist ein Microsoft-Partnerunternehmen, das auf dem Gebiet der virtuellen, erweiterten Realität und künstlichen Intelligenz tätig ist. Jedium hat ein Framework entwickelt, um die Entwicklung komplexer Projekte auf Unity zu vereinfachen, von denen ein Teil
auf GitHub öffentlich verfügbar ist. Jedium plant, das Repository mit neuen Framework-Modulen sowie Integrationslösungen mit Microsoft Azure aufzufüllen.
Vitaliy Chashchin - Softwareentwickler mit mehr als 10 Jahren Erfahrung im Design und der Implementierung dreidimensionaler Client-Server-Anwendungen - vom Konzept bis zur vollständigen Implementierung und Integration von Anwendungen und Lösungen im Bereich der virtuellen Realität. Systemarchitekt Jedium LLC, MSc in IT.
Alexey SarafanovMarketing Manager bei Jedium LLC.
Sergey KudryavtsevCEO und Gründer von Jedium LLC.