Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов

Федеральное хранилище Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов (Коллекция) было создано в период 2005-2007 гг. в рамках проекта "Информатизация системы образования" (ИСО), выполняемого Национальным фондом подготовки кадров по поручению Министерства образования и науки Российской Федерации. В 2008 году пополнение и развитие Коллекции осуществлялось из средств Федеральной целевой программы развития образования (ФЦПРО).

Целью создания Коллекции является сосредоточение в одном месте и предоставление доступа к полному набору современных обучающих средств, предназначенных для преподавания и изучения различных учебных дисциплин в соответствии с федеральным компонентом государственных образовательных стандартов начального общего, основного общего и среднего (полного) общего образования.

В настоящее время в Коллекции размещено более 111 000 цифровых образовательных ресурсов практически по всем предметам базисного учебного плана. В Коллекции представлены наборы цифровых ресурсов к большому количеству учебников, рекомендованных Минобрнауки РФ к использованию в школах России, инновационные учебно-методические разработки, разнообразные тематические и предметные коллекции, а также другие учебные, культурно-просветительские и познавательные материалы.

Работы по созданию Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов удостоены премии Правительства Российской Федерации в области образования за 2008 год в составе Федеральной системы информационных образовательных ресурсов.

Хранилище Единой коллекции ЦОР функционирует на базе дата-центра ФГУ ГНИИ ИТТ "Информика". Аппаратно-программный комплекс (АПК) хранилища состоит из следующих серверов:

• центральный сервер ЕК ЦОР - обрабатывает все запросы пользователей, содержит полную информацию о ЦОР. Запросы на выгрузку собственно файлов ресурсов направляются на файловый сервер;
• файловый сервер ЕК ЦОР - содержит собственно файлы ресурсов в виде "зеркала" центрального сервера. Разделение на 2 сервера сделано для увеличения нагрузочной способности ПАК;
• тестовый сервер ЕК ЦОР - используется для тестирования обновлений ПО перед установкой его на центральный сервер;
• сервер централизованной системы управления региональными коллекциями - содержит список региональных коллекций и производит управляемое обновление компонентов ПО региональных хранилищ, а также обновление ресурсов;
• сервер-репозиторий ПО для ЕК ЦОР;

Основные решения, заложенные при создании АПК хранилища, призваны обеспечить устойчивое функционирование Единой коллекции ЦОР и базируются на безусловном выполнении следующих основополагающих принципов:

1. обеспечение единства и унификации описания метаданных всех ресурсов, независимо от их структуры, вида, формата и источника поступления на основе широко применяемых в мировой практике стандартов, что дает возможность децентрализовано разрабатывать и передавать ресурсы, а при последующем вводе их в любое из хранилищ Единой коллекции, контролировать корректность не только технологической реализации, но и смыслового описания;
2. необходимость учитывать постоянные изменения программных компонентов, реализующих основную функциональность системы, при безусловном обеспечении полной совместимости информационных ресурсов, что, с одной стороны, позволяет гибко настраиваться на произвольный тип ресурсов, а, с другой стороны, поддерживать уже введенные ресурсы без их кардинальной переработки;
3. масштабируемость и настраиваемость системы на оптимальное использование доступных вычислительных мощностей в зависимости от количества поступающих запросов, объема исходящего трафика и нагрузки на основные аппаратно-программные компоненты;
4. открытость системы, что позволяет осуществлять взаимообмен с внешними источниками и потребителями информационных ресурсов независимо от программной платформы, на которой они реализованы;
5. распределенность и территориальная независимость системы, что дает пользователю возможность выбрать источник информации о ресурсе, минимизируя свои затраты на его получение, так как любые ресурсы, находящиеся в любом хранилище Единой коллекции, абсолютно одинаковы.

Размещение, хранение ресурсов, доступ к ресурсам и их описаниям с использованием Интернет обеспечивает хранилище Единой коллекции ЦОР. Хранилище предоставляет всем заинтересованным участникам образовательного процесса бесплатный и свободный (в техническом и правовом отношении) доступ к учебным материалам, представленным в Коллекции, все ресурсы которой предназначены только для некоммерческого использования в системе образования Российской Федерации.

В качестве базовой технической и технологической платформы для формирования хранилища ЦОР используется СУБД Oracle Database и сервер приложений Oracle Application Server.

Формализованное описание ЦОР (метаданные), достаточное для поиска, выбора и получения представления о свойствах ЦОР, его назначении и использовании, создается на основе стандарта SCORM 1.4, включающего в себя спецификацию IEEE P 1484.12 .* - спецификация метаданных учебных объектов LOM (http://www.imsglobal.org/metadata/ ) - с использованием словарей и классификаторов, соответствующих российской системе образования. Спецификация метаданных и транспорта цифровых образовательных ресурсов опубликована на сайте хранилища по адресу http://school-collection.edu.ru/develop/cor/spec/.

В качестве технологического средства описания модели метаданных используется язык XML.

Модульное построение учебного материала, а именно, возможность модулей (SCO - Shareable Content Objects, SCO - автономная единица учебного материала, имеющая метаданные и содержательную часть) объединяться друг с другом в различных сочетаниях в составе учебного материала, определяет технологию размещения ресурсов в хранилище.

В основу рубрикации ЦОР положен стандарт, разработанный в ФГУ ГНИИ ИТТ "Информика", использующийся для рубрикации широкого спектра материалов (ЦОР к учебникам тематические и предметные коллекции, инструменты организации учебного процесса и поддержки учебной деятельности, учебные материалы нового поколения и т.п.), размещаемых в хранилище Коллекции, и обеспечивающий информационную интеграцию с системами и компонентами, функционирующими в рамках Федеральной системы информационных образовательных ресурсов (ФСИОР) и в рамках программно-аппаратного комплекса Федерального центра информационных образовательных ресурсов (ФЦИОР).

Размещение ресурсов в Единой коллекции производится в соответствии с регламентами, обеспечивающими процесс пополнения и функционирования Единой коллекции ЦОР .

За счет надёжного функционирования аппаратно-программного комплекса, включая обеспечение работы инженерных подсистем и оптоволоконных каналов связи, в настоящее время обеспечен постоянный (24х7) доступ пользователей к ресурсам Единой коллекции. При этом доступ к ресурсам, навигационные и поисковые механизмы просты и понятны всем категориям пользователей, атрибутно-контекстный поиск настраивается на любой новый тип ресурсов.

В процессе перевода хранилища Единой коллекции ЦОР в режим промышленной эксплуатации в 2008 году обеспечено выполнение следующих требований:

• общий размер хранимых данных - не менее 800 Гбайт,
• допустимое время реакции на элементарный поисковый запрос - не более 4 сек. (при нагрузке до 10 запросов в сек.),
• допустимое время простоя при восстановлении одиночного сервера - менее 60 мин. Общая вероятность доступности хранилища Единой коллекции в целом - не менее 0.99,
• подключение в Интернет по каналу с пропускной способностью не менее 100 Мб/с.

Содержание Единой коллекции формировалось в результате выполнения нескольких связанных между собой работ, а именно:

- разработка списков потребностей в конкретных ЦОР по предметам базисного учебного плана и составление описаний ко всем ресурсам, включенным в списки потребностей,

- анализ ЦОР, представленных на рынке и разработанных в рамках различных федеральных программ и проектов на предмет наличия ЦОР, соответствующих описанным,

- приобретение и размещение ЦОР в хранилище Единой коллекции. Источниками наполнения коллекции выступают:

- апробация ЦОР в режиме реального учебного процесса на базе специально отобранных образовательных учреждений и, при необходимости, корректировка материалов по результатам апробации .

Коллекция сформирована по предметно-тематическому принципу и состоит из следующих основных разделов:

1. Каталог ЦОР - является основой рубрикации и навигации по ресурсам Коллекции. Через каталог осуществляется доступ ко всем типам учебных материалов:

• Наборы цифровых ресурсов к учебникам;
• Поурочные планирования;
• Методические рекомендации;
• Инновационные учебные материалы;
• Инструменты учебной деятельности;
• Электронные издания;
• Коллекции.

2. Коллекции

• Культурно-историческое наследие
• Тематические коллекции
• Предметные коллекции

Большой интерес пользователей вызывают ресурсы коллекций культурно-исторического назначения (произведений русской и зарубежной классической музыки, коллекции цифровых копий шедевров русского искусства из фондов Государственной Третьяковской галереи, Государственного Русского музея, Государственного Эрмитажа). Именно эти ресурсы позволяют строить процесс преподавания с учетом межпредметных связей, а также культурного, исторического и современного научного контекста. Кроме того, появилась возможность детям из отдаленных и сельских школ приблизиться к источникам исторического и культурного наследия и существенно расширились возможности учителей, пытающихся показать детям мир во всем его многообразии.

3.Инструменты

• Инструменты учебной деятельности
• Инструменты организации учебного процесса
• Программы просмотра ресурсов

К инструментам, обеспечивающим работу с цифровыми объектами в учебной деятельности, относятся учебные картографические системы, временные оси, классификаторы, предметные виртуальные лаборатории, системы для построения генеалогических деревьев и т.д., и т.п.

4.Электронные издания

• Энциклопедия "Кругосвет"
• Журнал "Квант"
• Журнал "Наука и Жизнь"
• Журнал "Химия и Жизнь"

В Коллекции также представлены Ресурсы учителей - подраздел, предназначенный для размещения различных типов учебных материалов, а также методических рекомендаций по использованию ресурсов Единой коллекции в учебном процессе, подготовленных самостоятельно учителями и переданных в редакцию Коллекции с правом бесплатного и свободного использования этих материалов всеми участникам образовательного процесса.

Одним из преимуществ Единой коллекции как образовательного интернет-ресурса является наличие методического обеспечения по использованию ее ресурсов в образовательном процессе. При этом важно, что разработчиками методик являются сами учителя, которые смогли по-новому взглянуть на возможности использования ИКТ в преподавании различных учебных предметов.

Основная часть цифровых образовательных ресурсов Единой коллекции может применяться при различных методиках, педагогических технологиях, в УМК с различным бумажным компонентом, на различных стадиях процесса трансформации школы - и по сегодняшним стандартам (массовые педагогические технологии), и в преподавании в соответствии с новыми стандартами (новые педагогические технологии).

Важно отметить, что все ЦОР Коллекции обеспечены лицензиями на право их использования в образовательном процессе .

Как показывает опыт, ресурсы Единой коллекции уже сейчас представляют интерес для широкого круга пользователей и используются всеми участниками образовательного процесса: учителями при подготовке и ведении занятий, учащимися на уроках и для самостоятельных занятий, методистами, разработчиками учебно-методических материалов, родителями.

К настоящему времени Единая коллекция ЦОР стала одним из самых популярных федеральных образовательных ресурсов для общеобразовательных учреждений РФ. Согласно статистическим данным Rambler's Top100, LiveInterne сайт Коллекции в день посещают до 50 000 уникальных пользователей. По рейтингу Rambler's Top100 Единая коллекция входит в десятку наиболее посещаемых образовательных ресурсов Рунета.

Подключение школ РФ к сети Интернет в рамках Приоритетного национального проекта "Образование" предоставило всем школам возможность использовать ресурсы Единой коллекции в своей образовательной деятельности.

Региональные коллекции

Однако в настоящее время лишь небольшая часть школ страны обеспечена высокоскоростными каналами доступа к интернет-ресурсам, кроме этого оплата интернет-трафика требует достаточно больших средств. Поэтому наиболее рациональным является распределенное хранение ресурсов Единой коллекции, позволяющее разместить наиболее актуальные и наиболее объемные ресурсы как можно ближе к конечному потребителю - учителю и учащемуся, на серверах муниципальных методических центров, школ и на отдельных школьных компьютерах.

Для разгрузки магистральных интернет-каналов, создания унифицированных региональных цифровых образовательных ресурсов, существенного сокращения объема платежей образовательных учреждений за использованный интернет-трафик создано полноценное функционирование региональных хранилищ Единой коллекции ЦОР. Кроме того, создание региональных коллекций инициирует процессы разработки местных ресурсов, обеспечивающих потребности регионального компонента образовательного стандарта (ресурсы на национальных языках, краеведческие и фольклорные материалы и пр.), что создает условия для повышения качества образования в регионах и увеличивает эффективность федеральных вложений на "интернетизацию" школ.

В настоящее время создана и функционирует централизованная система управления Единой коллекцией ЦОР как многоуровневой распределённой системой хранилищ цифровых образовательных ресурсов, которая позволяет автоматизировать основные функции как центрального, так и региональных хранилищ по установке, развёртыванию, сопровождению, обновлению и обмену ресурсами между всеми компонентами системы. Система обеспечивает возможность массового развертывания региональных хранилищ во всех регионах Российской Федерации, а также возможность постоянного обновления версий программного обеспечения региональных хранилищ как централизованно, так и с учетом специфики региона.

Программная оболочка, развертываемая на региональном хранилище, использует только свободно распространяемое программное обеспечение.

Актуализация ЦОР региональной коллекции в соответствии с изменениями федеральной коллекции осуществляется на основе набора Web-сервисов, запускаемых автоматически по расписанию (например, один раз в неделю) с формированием отчета о произведенных изменениях, обновлениях, выявленных ошибках и т. д. Отчет (протокол выполнения операции) размещается в составе централизованной системы управления и доступен администраторам центрального и регионального хранилищ для анализа и выяснения возникших проблем.

На сегодня система региональных хранилищ включает в себя такие регионы Российской Федерации, как Красноярский край, Хабаровский край, Пермская край, республика Карелия, Челябинская область, Ставропольский край, Калужская область, Ивановская область и др. Однако, учитывая большой интерес пользователей к Единой коллекции ЦОР на всей территории России, предполагается значительное расширение числа региональных хранилищ. Это позволит обеспечить возможность использования ресурсов Коллекции не только в регионах с хорошо развитой телекоммуникационной инфраструктурой, но и в регионах с ограниченными возможностями доступа в Интернет.

Развитие ЕКЦОР

Основой дальнейшего развития Единой коллекции должна стать концепция "от базы данных к образовательному интернет-ресурсу, адекватному требованиям информационного общества", т.е. Единая коллекция ЦОР должна стать инновационным инструментом организации и информационной поддержки учебного процесса. В этой связи предполагается развитие Коллекции в следующих направлениях:

1. Пополнение Коллекции на основе списков потребностей в цифровых образовательных ресурсах в соответствии с Федеральным стандартом общего образования и учета степени полноты "покрытия" базисных учебных планов по предметам ресурсами Коллекции.

2. Разработка методики, технологии и программных средств формирования и поддержки интегрированных наборов ЦОР на базе содержания Единой коллекции. Создание инструментальной системы построения целевых тематических образовательных траекторий и формирования индивидуальных подборок, поддержанных ресурсами Единой.

3. Создание информационно-методических материалов для распространения передового педагогического опыта разработки и использования ЦОР в учебном процессе.

4. Организация юридического сопровождения работ с целью обеспечения легитимного использования ресурсов Единой коллекции в сети Интернет в соответствии с законами РФ об интеллектуальной собственности.