Загальне
Клапченко В.І.
Київський національний університет будівництва та архітектури
З досвіду використання міні ПК Raspberry Pi 3 як відокремленого сервера з системою управління навчанням Moodle
В цьому повідомленні мова йде про систему організаційних та методичних заходів, які покращують використання системи Moodle при вивченні фізики двома великими потоками студентів очної форми навчання нашого Університету: ФІСЕ (4 групи) та ФАІТ (4 групи), окремі групи яких мають у складі 30 студентів. Досвід роботи попередніх років показав, що в цьому випадку неминучі технічні та організаційні проблеми з доступністю, надійністю роботи студентів в системі та додатково виникає проблема достовірності тестових випробувань при дистанційному способі перевірки знань студентів в системі Moodle.
Для ліквідації вказаних проблем в поточному навчальному році зроблено наступне. По перше, проведена методична робота по адаптації загального електронного курсу в системі Moodle «Фізика для інженерів. Тлумачник та тести» з урахуванням специфіки спеціальностей та підготовлено окремі курси «Фізика (ФІСЕ)» та «Фізика (АТП)». При цьому кожен студент отримує дозвіл на реєстрацію одночасно на двох курсах – загальному та спеціалізованому. По друге, запропоновані різні режими використання загального та спеціалізованих курсів. В режимі навчання обидва курси доступні завжди. На курсі «Фізика для інженерів. Тлумачник та тести» організовано тренувальний режим тестування з доступом через освітній портал КНУБА в будь-який час і з будь-якої точки – 6 дозволених спроб через 1 добу з аналізом відповідей, а на спеціалізованих курсах дозволено лише залікове тестування - 1 спроба в присутності викладача, тобто в межах Університету.
Якраз необхідність забезпечення інтернет-доступу значній кількості студентів при проведенні залікового тестування в присутності викладача на кафедрі фізики ставала значною організаційною проблемою. Раніше для цих цілей на кафедрі було встановлено безпровідний маршрутизатор TP-LINK зі швидкістю передачі даних до 300 Мбіт/с. Як виявилось, його можливостей недостатньо для ефективної роботи з великими групами. В ідеальних умовах він здатний підтримувати роботу або 15 смартфонів, або 10 планшетів, або 6 ноутбуків, що надзвичайно ускладнювало процедуру тестування великих груп студентів.
Досвід проведення тестових випробувань знань студентів з фізики показав, що ситуація значно гірша і далека від ідеальних умов. З початком денного навчального процесу (особливо на 2 – 4 парах) кількість користувачів, підключених до сервера університету різко зростає, якість та швидкість зв’язку з сервером падає, а тому більшість студентів або не можуть розпочати, або ж в повній мірі і вчасно закінчити тестове випробування. Аналіз показав, що виною цьому є складна схема передачі даних (рис. 1). Тому що на шляху між студентом S та системою тестування Moodle (M) виникає ціла низка «вузьких» місць, які обмежують швидкість обміну: перевантаження сервера (1), перевантаження ліній інтернету (2), перевантаження ліній внутрішньої провідної мережі (3) та можливий збій в системі обмінів Wi-Fi (4). Якщо до цього додати ту обставину, що деякі студенти забувають свій логін та пароль (до 15%), а деякі студентські гаджети (до 10%) «відмовляються» встановлювати Wi-Fi – зв'язок, то стає зрозумілим низька продуктивність (менше третини) такого способу визначення достовірних знань студентів.
Саме тому в поточному навчальному семестрі за рекомендацією Щербини О.А., кафедрою фізики був придбаний міні ПК Raspberry Pi 3 з картою пам’яті 32 Гб з метою використання його в якості відокремленого сервера, на якому можна розмістити оболонку системи управління навчанням Moodle з необхідними навчальними курсами. Ідея зводилась до того, що Raspberry Pi 3, який має власний Wi-Fi модуль, може бути використаний для проведення тестових випробувань студентів зі значно більшою ефективністю, тому що при цьому схема передачі сигналів та обмінів інформацією стає максимально простою (рис. 2). Перші ж випробування, проведені з великою групою студентів, показали, що міні ПК Raspberry Pi 3 досить надійно підтримує одночасний доступ доступ до тестування 20-22 студентам з їх власних смартфонів, що значно покращує можливості достовірного оцінювання знань, особливо при застосуванні двох описаних способів.
Практика подальшого використання міні ПК Raspberry Pi 3 для проведення залікових тестових випробувань поряд зі стаціонарним Wi-Fi роутером TP-LINK показала його значні переваги. Зокрема:
- Надійність зв’язку та висока швидкість передачі даних. Ніяких проблем з підключенням до міні ПК Raspberry Pi 3 за вказаний період не спостерігалось. Ні в одного студента не виникли проблеми з нестачею часу на тестування.
- Простота реєстрації студентів в групі (точніше, її відсутність). Студент автоматично попадає в свою групу (групі присвоєний номер) за своїм номером в списку групи. Відповідно, студент не зможе забути свій логін та пароль, так як вони складені з цих двох номерів.
- Спрощення підготовчих процедур перед тестуванням для викладача. Локальність дії міні ПК Raspberry Pi 3 дозволяє вимкнути опцію точного встановлення дати та часу проведення тестування для кожного модуля та кожної групи. Крім того, зникає необхідність за кожним разом змінювати паролі доступу до тестування. Як тільки група з’являється на тестування, викладачеві достатньо ввімкнути пристрій Raspberry Pi 3 в електромережу.
На сьогодні кафедра фізики продовжує роботу над розширенням сфери застосування міні ПК Raspberry Pi 3 в навчальному процесі. Ми висловлюємо вдячність Щербині О.А. та плекаємо надію на подальшу співпрацю з ним в цьому напрямі.