Альтернативные подходы к проектированию
и внедрению компьютерных технологий обучения

 

Печников Андрей Николаевич
Заслуженный деятель науки РФ, д.п.н., д.т.н., профессор,
профессор кафедры педагогики,
Военный инженерно-технический институт,
191185, г. Санкт-Петербург, ул. Захарьевская д. 22, (812) 578 82 87
pan287@users.mns.ru

 

Аванесова Татьяна Панайотовна
к.п.н, доцент, доцент кафедры иностранных языков,
Морской государственный университет имени адмирала Ф.Ф. Ушакова,
353918, Краснодарский край, г. Новороссийск, пр. Ленина д. 93, (8617) 76-78-06
avanesova1@mail.ru

Шиков Алексей Николаевич
к.т.н, доцент, доцент кафедры интеллектуальных технологий в гуманитарной сфере,
Санкт-Петербургского национального исследовательского университета
информационных технологий, механики и оптики,
197101, Санкт-Петербург, Кронверкский проспект, д.49, (812) 922-09-41
shik-off@mail.ru

 

 

Аннотация

В статье анализируются достоинства и недостатки альтернативных принципиальных подходов к проектированию и практическому применению компьютерных технологий обучения и определяются перспективные направления исследований.

The article analyzes both advantages and disadvantages of alternative approaches to designing and practical application of computer educational technologies and determines promising areas of research.

Ключевые слова

электронное обучение, компьютерные технологии обучения, проектирование, сценарий, автоматизированное учебное занятие.

e-learning, computer technologies of education, designing, scenario, computer-aided training session.

Введение

Характеристику подходов к проектированию компьютерных технологий обучения целесообразно начать с определения самих этих технологий.

Компьютерная технология обучения (КТО) ¾ это конечный результат взаимодействия педагогики и информатики в проектировании процесса электронного обучения, в котором отдельные функции управления учебной деятельностью обучающихся и соответствующие им процедуры представлены в виде программных продуктов и реализуются аппаратно-программными средствами ЭВМ.

Принятое определение подчеркивает следующие особенности КТО:

1. КТО не может быть разработана в рамках только педагогики или только информатики, а является продуктом взаимодействия обеих этих дисциплин и представляет собой не оригинальный процесс обучения, а конечный результат последовательных преобразований некоторого педагогического оригинала (замысла) процесса обучения средствами информатики.

2. Дидактическая эффективность педагогического замысла, положенного в основу электронного обучения, не может быть повышена за счет использования информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), т.к. это противоречит закономерности осуществимости и потенциальной эффективности систем.

Эта сформулированная Б.С. Флейшманом закономерность определяет, что “из элементов, обладающих определенными свойствами, при принятых правилах их взаимодействия принципиально невозможно создать систему более совершенную (эффективную), чем позволяют сделать эти элементы и правила” [1]. В приложении к разработке КТО это означает, что потолок эффективности электронного обучения определяется потолком эффективности методов, приемов и способов обучения, составляющих его замысел, и этот потолок не может быть превзойден за счет совершенства технических характеристик компьютера.

3. Возлагаемые на компьютерные средства обучения (КСО) функции по управлению учебной деятельностью обучающихся (функции преподавателя) следует отличать от реализуемой обычными техническими средствами обучения (ТСО) функции хранения и предъявления учебной информации. Если в процессе обучения компьютер используется только для хранения, передачи и представления готовой учебной информации (функции обычных ТСО), то такой процесс обучения не является реализацией компьютерных технологий обучения.

Анализ литературы по проблемам разработки и применения электронного обучения [2-16] позволяет утверждать, что подходы к проектированию КТО целесообразно различать по двум основным классификационным признакам: 1) варианту внедрения КСО в традиционное взаимодействие преподавателя (обучающего) и обучающихся в процессе обучения; 2) необходимости разделять (различать) задачи проектирования КТО и КСО (необходимости различать понятия КСО и КТО, принадлежности КСО к открытым или закрытым системам). Рассмотрим более подробно каждый из этих признаков.

Исходная схема взаимодействия преподавателя и обучающегося в процессе обучения представлена на рис. 1.

 

Рис. 1. Структура элементарной системы обучения

 

Говоря о компьютерных технологиях обучения, мы исходим из допущения о существовании двух субъектов, способных управлять учебной деятельностью обучающихся: человека-преподавателя и КСО. Их существование определяет наличие двух вариантов (см. рис. 2) внедрения КСО в процесс обучения.

а)                                                                      б)

 

Рис. 2. Варианты внедрения КСО в систему обучения

 

Первый вариант (см. рис. 2а) предполагает простую замену преподавателя на КСО и приводит к трансформации системы обучения (СО) из элементарной гуманоидной системы (см. рис. 1) в элементарную эргатическую систему (см. рис. 2а).

Второй вариант (см. рис. 2б) предполагает не устранение преподавателя, а его взаимодействие с КСО в процессе управления обучением. Этот вариант приводит к образованию более сложной эргатической системы (см. рис. 2б), обозначенной в [9] как система автоматизированного обучения (САО):

·          система автоматизированного обучения (САО) ¾ “система обучения, в которой функции по управлению учебной деятельностью обучаемого полностью или частично реализуются аппаратно-программными средствами ЭВМ” [9];

·          автоматизированная обучающая система (АОС) ¾ это “обучающая подсистема САО, включающую в себя обучающего и компьютерную обучающую систему (КОС)” [9];

·          компьютерная обучающая система (КОС) ¾ “это аппаратные и программные средства ЭВМ, осуществляющие автоматическую реализацию функций по управлению учебной деятельностью обучаемого и отображению обучающей информации посредством программной реализации соответствующих алгоритмов управления” [9].

Преподаватель и КСО как субъекты управления обучением имеют достоинства и недостатки, представленные в табл. 1.

Таблица 1

Достоинства и недостатки КСО и преподавателя

 

Преподаватель

КСО

Достоинства

·     возможность использования диалектической логики и естественного языка;

·     возможность смыслового анализа ответов обучающихся;

·     возможность адекватного разрешения любой дидактической ситуации и оперативного изменения хода процесса обучения;

·     возможность учета любых личностных и деятельностных характеристик обучающихся;

·     возможность оперативной выработки обучающих воздействий в ходе процесса обучения

·     потенциальная возможность индивидуализации обучения в больших группах обучающихся;

·     высокая скорость и безошибочность оперативной обработки формализованной информации;

·     неограниченные возможности в обеспечении наглядности представления изучаемых объектов;

·     возможность оперативного отображения результатов взаимодействия обучающихся с любым моделируемым объектом и, как следствие этого, способности обеспечить самостоятельное исследование изучаемого объекта обучающимся;

·     способность воспринимать информацию о действиях обучающегося и оперативно ее анализировать в целях диагностики и оценки качества выполненных действий

Недостатки

·     возможность индивидуализации обучения в малых (5±2) группах обучающихся;

·     низкая скорость оперативной обработки информации;

·     односторонняя проводимость педагогического общения как канала связи;

·     ограниченные возможности в обеспечении наглядности представления изучаемых объектов

·     невозможность использования диалектической логики и обработки неформализованной информации;

·     возможность только синтаксического анализа ответов обучающихся;

·     возможность разрешения только заранее формализованных дидактических ситуаций и невозможность оперативного изменения заранее спланированного процесса обучения;

·     возможность учета ограниченного числа формализованных и контролируемых личностных и деятельностных характеристик обучающихся

 

Выбирая первый вариант (см. рис. 2а) внедрения КСО, мы принимаем концепцию раздельного управления обучением, при которой достоинства и недостатки преподавателя заменяются достоинствами и недостатками КСО и наоборот.

Отдавая предпочтение второму варианту (см. рис. 2б), мы принимаем концепцию совместного управления обучением и получаем возможность компенсировать недостатки преподавателя достоинствами КСО и наоборот, т.е. повысить качество управления обучением. Однако, при этом возникает и опасность усиления недостатков преподавателя недостатками КСО и наоборот.

Второй классификационный признак был обозначен выше как необходимость разделять (различать) задачи проектирования КТО и КСО. Данный признак основывается на существовании двух принципиальных подхода к проектированию КСО, которые разделяют их на закрытые и открытые системы. Закрытыми являются те КСО, в которых изменение содержания и процедур обучения требует изменения их программного обеспечения. Открытыми считаются КСО, допускающие корректуру содержания и процедур обучения без изменения программного обеспечения.

Следствием закрытости КСО является возможность реализации с его помощью того единственного процесса обучения (единственность цели и содержания обучения), который был в него заложен на этапе их проектирования. Другими словами, закрытое КСО реализует единственную КТО. Соответственно в отношении таких КСО понятия КСО и КТО можно не различать, а задача проектирования КТО в отношении таких КСО не имеет смысла. Если КСО является открытым, то оно обеспечивает изменение целей, содержания и процедур обучения без изменения его программного обеспечения. Здесь возникает необходимость различать понятия КСО и КТО, т.к. одно и тоже КСО может обеспечить разработку и реализацию некоторого множества КТО (процессов обучения). Соответственно в отношении таких КСО задача разработки (корректуры) КТО имеет смысл.

Принятые классификационные признаки являются бинарными, что позволяет выделить четыре подхода к проектированию КСО (КТО).

При первом подходе задачи проектирования КТО и КСО не различаются, а КСО ориентируется на использование без участия преподавателя. Наиболее ярко такой подход представлен И.А. и А.И. Башмаковыми в [3].

В соответствии с [3] КСО создаются на основе универсальных программных средств (Microsoft Office, Adobe Photoshop, Corel Photopaint, Virtual Dub, Data Mining и т.п.) как полностью готовые к применению закрытые системы. Это требует взаимодействия достаточно широкого круга специалистов [3]: 1) руководитель проекта; 2) авторы учебного материала; 3) компьютерные методисты; 4) системотехники КСО; 5) специалисты по реализации КСО.

Соотношение компетенций и характер взаимодействия разработчиков КСО в [3] иллюстрируется в виде, приведенном на рис. 3.

 

 

Рис. 3. Характер взаимодействия разработчиков при проектировании КСО
как закрытой системы [3]

 

Здесь обращает внимание тот факт, что в числе разработчиков КСО отсутствует преподаватель. Более того, даже, если преподаватель является автором учебных материалов, он не допускается к решению чисто педагогических задач разработки приемов и способов представления этих материалов обучающимся (разработки приемов и способов обучения). Все задачи по проектированию процесса обучения решаются другими специалистами [3]:

1. Компьютерный методист решает следующие задачи: 1) формирование структуры КСО, 2) выбора психолого-педагогической стратегии и проработки используемых дидактических приемов, 3) определения видов и форм контроля, а также критериев оценивания знаний и умений, 4) оказания методической поддержки авторам в структуризации учебного материала, предоставлении им рекомендаций по стилю и формам его изложения и т.д.

2. Системотехник КСО: 1) формирует информационно-логическую модель учебного материала и архитектуру КСО, 2) формализует дидактические приемы, определяет классы применяемых моделей и алгоритмов, участвует в создании схемы пользовательского интерфейса (ПИ), 3) вырабатывает базовые программно-технические решения (выбирает инструментальные средства, форматы данных, программные интерфейсы и т.д.), 4) координирует деятельность специалистов, реализующих КСО.

В результате преподаватель ничего не может изменить как в содержании обучения, так и в процедуре его реализации даже в том случае, если он являлся автором учебных материалов, положенных в основу КСО. Таким образом, разработка КСО как закрытой системы лишает преподавателя возможности адаптации процесса электронного обучения к изменениям в его целях и содержании.

Более продвинутым представляется второй подход, в котором задачи проектирования КТО и КСО различаются, а КСО ориентируется на использование без участия преподавателя. Этот подход реализуется в международных спецификациях электронного обучения SCORM (www.adlnet.org) и IMS (www.imsglobal.org), а также в работах по созданию цифровых образовательных ресурсов, организуемых Национальным фондом подготовки кадров при Правительстве РФ (www.ntf.ru). Наиболее полно концепция такого подхода представлена А.В. Солововым в [14].

А.В. Соловов исходит из того, что закрытость КСО является главной причиной их малой востребованности, поскольку “преподавательский состав учебных заведений должен иметь инструментарий для внесения изменений и собственных разработок с использованием различных готовых электронных учебных материалов, владеть соответствующими технологическими средствами и методикой их применения” [14]. Суть развиваемого А.В. Солововым подхода состоит в отказе от непосредственного применения универсальных программных средств и решении задач проектирования КСО на основе создания и использования узкоспециализированных инструментальных программных средств (ИПС), пример структуры которых приведен на рис. 4.

 

 

Рис. 4. Структура инструментального комплекса системы КАДИС [14]

 

В результате разработки ИПС из состава разработчиков КСО, приведенного на рис. 3, исключаются системотехник и специалисты по реализации КСО, а преподаватели (см. рис. 5) получают возможность корректуры процесса обучения.

 

 

Рис. 5. Характер взаимодействия разработчиков при проектировании КСО
 как открытой системы
[14]

 

При этом разработчики УМК используют все подсистемы ИПС, преподаватели-пользователи —“Проигрыватель УМК”, “Проигрыватель тестов”, “Компоновщик УМК” и “Компоновщик тестов”, а обучающиеся ¾ только “Проигрыватель УМК”. Таким образом, подход к проектированию КСО как открытой системы предоставляет преподавателю возможность корректировать содержания и сам процесс обучения на этапе его подготовки.

Общим для первых двух подходов к проектированию КСО является разделение всех учебные занятия на два вида: 1) занятия, на которых управление обучением осуществляет только преподаватель; 2) занятия, на которых управление обучением осуществляет только КСО. При этом считается, что занятия, проводимые преподавателем, менее эффективны и имеют вспомогательное значение:

“принимая решение о внедрении КСО в учебный процесс, следует учитывать, что наибольший эффект от их использования имеет место, когда основная часть теоретической и технологической подготовки осуществляется обучающимися самостоятельно с помощью КСО, а возникающие затруднения разрешаются на дополнительных семинарах и индивидуальных консультациях с преподавателями” [3];

“непосредственное взаимодействие преподавателя с обучающимися, хотя и очень важно, но не имеет решающего значения для восприятия, осмысления и закрепления знаний, поскольку все эти этапы реализуются в ходе самостоятельной, индивидуальной работы учащихся с электронными обучающими средствами” [14].

Высказывая приведенные выше утверждения, авторы [3,14] забывают, что в основе всех процедур управления обучением, реализуемых разработанными ими КСО, лежит схема выработки решения (см. рис. 6), ориентированная на управление казуальной системой (КС). Рассмотрим ее более подробно.

 

 

Рис. 6. Процедура решения задачи управления казуальной (детерминированной) системой

 

Здесь под задачей управления Ai понимается совокупность исходного и требуемого состояния предмета задачи. Под решением задачи понимается воздействие на предмет задачи, обуславливающее его переход из исходного состояния в требуемое. Этап выработки этого воздействия определяется как подзадача нахождения способа решения, а этап выполнения воздействия — как подзадача реализации способа решения. Система, обеспечивающая решение задачи, определяется как “решатель”.

Казуальная (детерминированная) система (КС) — система, выходы которой (результаты действия, конечные состояния и т.п.) однозначно определяются оказанными на нее управляющими воздействиями. Результат, к которому может привести выбранный способ воздействия на КС, зависит либо от определенных факторов (факторы, имеющие известные фиксированные значения), либо от случайных факторов (факторы, для которых известен закон распределения их возможных значений). Поэтому задача выбора способа и средств воздействия на КС есть задача принятия решения в условиях определенности или в условиях риска. Данные характеристики и позволяют вынести решение подзадачи выбора способа и средств воздействия на КС на этап проектирования процесса управления (см. рис. 4).

В сфере обучения процедура, приведенная на рис. 6, позволяет создавать и реализовывать сценарии обучения (см. рис. 7) как разрабатываемые до начала обучения упорядоченные во времени последовательности действий по реализации процесса обучения (алгоритмы управления обучением).

 

 

где: а – линейная структура; б – разветвленная структура ; в – многоуровневая структура; Si - эпизоды (кадры) сценария

 

Рис. 7. Виды структур сценариев обучения

 

Схема, приведенная на рис 6, применяется не потому, что разработчики КСО считают обучающегося не активной, а пассивной (детерминированной или вероятностной) системой. Причиной этого также не является и сценарный подход к представлению процесса обучения, т.к. сценарии с успехом используются при подготовке к любому виду традиционных учебных занятия. Для ответа на вопрос почему разработчики КСО, считающие обучающегося активной системой, применяют для управления его деятельностью схему, характерную для управления пассивной (казуальной) системой, рассмотрим схему управления (см. рис. 8) самоорганизующейся системой.

 

 

Рис. 8. Процедура решения задачи управления
 самоорганизующейся системой

 

Самоорганизующаяся система (СС) — “кибернетическая (или динамическая) адаптивная система, в которой запоминание информации (накопление опыта) выражается в изменении структуры системы” [17]. “Управление самоорганизующейся системой всегда ведется в условиях недостатка информации. … Это вызвано тем, что такие системы лишь частично наблюдаемы, частично познаваемы и частично управляемы” [17]. Результат, к которому может привести выбранный способ воздействия на СС, зависит от случайных факторов и неопределенных факторов, имеющих нестохастический характер. К последним относятся природные факторы, не известные вследствие недостаточной изученности объекта управления, и противодействующие (стратегические) факторы, которые обусловлены возможным наличием у СС своих собственных целей. Для того чтобы выявить реакцию СС на тот или иной вид воздействия, нужно реализовать это воздействие. Но реализованное воздействие изменяет саму СС, поэтому ее реакция на следующее аналогичное воздействие может отличаться от предыдущей. “В общем случае любое воздействие на самоорганизующуюся систему может привести к качественному изменению ее свойств. В результате повторное воздействие на нее может привести к другим, иногда прямо противоположным результатам” [17].

Данные характеристики СС определяют необходимость: 1) решения подзадачи выбора способа и средств воздействия на СС непосредственно на этапе реализации процесса управления ею; 2) трансформации задачной системы, т.е. доопределения задачной ситуации и целей ее разрешения в соответствии с характеристиками СС или ее реакцией на предыдущее воздействие.

КСО могут реализовывать только тот процесс обучения, в котором как сами обучающие воздействия, так и последовательность их реализации запрограммированы заранее, т.е. детерминированы на этапе их проектирования и не могут быть изменены в процессе обучения. Другими словами, неспособность современных КСО оперативно реализовывать функции преподавателя по управлению обучением и является причиной применения для управления обучением схем управления, характерных для управления казуальными системами.

Изменить что-либо в сценарии обучения (см. рис. 7) непосредственно в процессе обучения сегодня может только преподаватель. Поэтому отстранение преподавателя от решения задач оперативного управления обучением и передача всех его функций КСО нарушает одну из фундаментальных закономерностей функционирования систем ¾ закон необходимого разнообразия Эшби. Этот закон определяет, что “для создания системы, способной справиться с решением проблемы, обладающей определенным разнообразием, нужно чтобы система имела еще большее разнообразие, чем разнообразие решаемой проблемы или была способна создать в себе это разнообразие” [1]. Отсюда формулируемое в [3,14] положение о целесообразности применения КСО в процессе самостоятельной подготовки обучающихся имеет только то основание, что при возможности непосредственного взаимодействия с преподавателем управление обучением исключительно программными средствами КСО теряет смысл. Представляется необходимым отметить, что последнее положение начинает осознаваться разработчиками КСО: “самое ценное для образования время - время общения с Учителем нельзя отнимать, занимая работой с машиной. … На самом деле наилучший электронный образовательный ресурс (ЭОР) по всем сравнимым составляющим уступает учителю. Действительно, программная часть ЭОР, даже доведенная до уровня экспертной системы, не выдерживает никакого сравнения с человеческими возможностями организации взаимодействия (интерактива) и способностями к творческому мышлению” [8].

Рассматривая третий и четвертый варианты подходов к проектированию КТО, прежде всего, необходимо отметить, что здесь не имеет смысла вариант, в котором задачи проектирования КТО и КСО не различаются, а КСО ориентируется на совместное с преподавателем функционирование.

Чтобы выполнить закон необходимого разнообразия Эшби, управление обучением необходимо организовать в соответствии с процедурой, приведенной на рис. 8. Но эта процедура предполагает даже не проектирование, а оперативное генерирование управляющих (обучающих) воздействий, т.е. используемые для реализации этой процедуры КСО должны обеспечивать преподавателю корректуру процесса обучения непосредственно во время реализации этого процесса. Ясно, что такое требование могут выполнить только открытые КСО.

Поэтому альтернативу двум рассмотренным выше подходам может составить только один подход, в котором задачи проектирования КТО и КСО (КОС) различаются, а КСО (КОС) предназначена для использования в составе АОС. Данный подход представлен в [2,9,10]. Здесь процесс проектирования КТО прямо рассматривается как процесс последовательного решение двух проектных задач:

1) прямая задача проектирования ¾ задача разработки КОС как технической системы способной реализовывать некоторый ряд функций управления обучением;

2) обратная задача проектирования ¾ задача конструирования автоматизированных учебных занятий (АУЗ) как практических реализаций КТО на определенном содержании обучения.

Прямую задачу решают специализированные проектные организации, а обратную – преподаватель.

Техническую основу САО составляет локальная автоматизированная система обучения (ЛАСО), представляющая собой локальную вычислительную сеть (ЛВС), ориентированную на решение задач управления обучением.

Средства преподавателя здесь представлены ИПС “МедиаТор” (см. рис. 9), которые, в отличие от КАДИСа, обеспечивают корректуру хода обучения непосредственно в процессе проведения АУЗ.

“МедиаТор” состоит из трех основных компонентов: 1) конструктор — средство для создания АУЗ; 2) система обучающегося — средство для исполнения АУЗ и выдачи отчетов по результатам сеансов исполнения; 3) пост руководства обучением (ПРО) – средство для дистанционного и непосредственного управления исполнением АУЗ, контроля и корректуры процессов учебной деятельности обучающихся.

Конструктор предоставляет разработчику АУЗ следующие возможности: 1) создания новых и редактирование ранее созданных АУЗ; 2) определения связей между фрагментами программы, условий ее исполнения и характеристик системы контроля знаний; 3) наполнения фрагментов АУЗ учебной информацией, определение способов предъявления материала и диалога с пользователем; 4) проверки обучающих программ на корректность; 5) исполнения АУЗ в отладочном режиме; 6) печать сценариев; 7) импорт/экспорт данных между разными программами.

Система обучающегося обеспечивает: 1) регистрацию и идентификацию пользователей; 2) поиск и исполнение АУЗ; 3) генерацию отчетов о сеансах исполнения АУЗ; 4) просмотр отчета сеансов АУЗ, получение их твердой копии или сохранение в файле; 5) сохранение отчетов в базе отчетов; 6) взаимодействие с ПРО в сетевом режиме функционирования.

 

 

Рис. 9. Принципиальная структура ИПС “МедиаТор”

 

Система ПРО обеспечивает: 1) проверку текущего состояния рабочих мест обучающихся (РМО); 2) оперативное получение и просмотр информации с РМО (регистрационные сведения, название и ход процесса исполнения АУЗ и т.д.); 3) удаленный запуск выбранной программы на указанных или всех РМО; 4) наблюдение за действиями обучающихся по данным автоматизированного контроля, состоянию экранов РМО и т.д.; 5) приостановку или завершение сеанса исполнения АУЗ на всех или отдельных РМО; 6) формирование или посылку сообщения на все или отдельные РМО, а также прием сообщений с РМО; 7) реализацию вербального диалога с любым из РМО; 8) формирование и ведение базы данных обучающихся, включая соответствующие им отчеты о сеансах исполнения обучающих программ; 9) исполнение выбранной программы непосредственно на ПРО; 10) защиту от несанкционированного доступа.

По применяемым ИКТ, отображению содержания обучения и реализации формализованных процедур управления обучением возможности ИПС “МедиаТор” и ИПС “Кадис” объективно совпадают. Конструктивным отличием АУЗ, разработанных на основе ИПС “МедиаТор”, от УМК, разработанных на основе ИПС “Кадис”, является наличие ПРО, который предоставляет преподавателю: 1) возможность непосредственного контакта с обучающимися в процессе обучения как по каналам связи КОС, так и по каналу связи традиционного человеческого общения; 2) возможность корректуры выполнения сценариев АУЗ как на отдельно взятом, так и всех РМО. Эти возможности и обеспечивают реализацию совместного подхода к управлению учебной деятельностью обучающихся.

Концепция раздельного управления обучением, реализуемая в первых двух подходах к проектированию КТО, никаких теоретических оснований не имеет. В отличие от нее у концепции совместного управления обучением, реализуемой в третьем подходе к проектированию КТО, такие теоретические основания имеются. Этими основаниями являются: 1) концепция системы автоматизированного обучения [9,10]; 2) методология психолого-педагогического проектирования АОС [9,10]; 3) методология технического проектирования тренажерных и обучающих систем [2].

Наличие этих теоретических оснований позволяет четко определить магистральное направление в решении задачи проектирования КОС (прямая задача проектирования) ¾ это автоматизация выполнения всех функций управления обучением. Общий перечень этих функций представлен в табл. 2, где используются следующие понятия и соответствующие им сокращения:

·      учебный элемент (УЭ) ¾ “информационный продукт, который представляет собой образ логически завершенного компонента содержания программы обучения, предъявляемый обучающемуся в соответствии с определенными учебными целями” [9];

·      учебный объект (УО) ¾ “информационный продукт, представляющий те стороны функционирования или структуры УЭ, на которые направлено конкретное обучающее воздействие” [9].

УО и УЭ материализуются в виде информационных моделей, предъявляемых обучающимся по физическим (аудио, видео и т.д.) каналам связи.

Таблица 2

Номенклатура функций управления обучением [9]

Функции реализации обучения

Основные функции

Обеспечивающие функции

1)   функция формирования процедуры предъявления образа УО в соответствии с заданным алгоритмом реализации обучающего воздействия;

2)   функция управления УО (реализации процедуры предъявления образа УО);

3)   функция контроля учебной деятельности обучающегося (параметров УО, управляемых обучающимся).

1)   функция хранения и корректуры процедур реализации обучающих воздействий;

2)   функция формирования, хранения и корректуры моделей изучаемых УЭ и их компонентов.

Функции управления обучением

Основные функции

Обеспечивающие функции

1)   функция анализа соответствия фактической и прогнозируемой моделей усвоения;

2)   функция оценки эффективности предыдущего обучающего воздействия и корректуры модели обучающегося;

3)   функция формулировки текущей дидактической ситуации;

4)   функция формулировки требований дидактической задачи и формирования дидактического плана изучения (ДПИ) УЭ:

-      функция оценки соответствия трудоемкости УЭ и свойства обучаемости (семантической компоненты модели обучающегося);

-      функция выбора рационального варианта разбиения УЭ на УО;

-      функция определения последовательности предъявления УО;

5)   функция решения дидактической задачи и определения вида последующего обучающего воздействия:

-      функция сравнительной оценки цели обучающего воздействия и синтаксической компоненты модели обучающегося;

-      функция выбора типа обучающего воздействия;

-      функция разработки (выбора) алгоритма реализации обучающего воздействия;

-      функция формирования прогнозируемой модели усвоения.

6)   функция диагностики усвоения;

7)   функция оценки качества подготовки обучающегося.

1)   функция формирования, хранения и корректуры модели обучающегося;

2)   функция формирования и хранения нормативной модели усвоения;

3)   функция формирования, хранения и корректуры фактической модели усвоения;

4)   функция формирования и хранения прогнозируемой модели усвоения;

5)   функция анализа моделей усвоения и выбора изучаемого УЭ.

 

На сегодняшний день КОС способны адекватно реализовывать весьма ограниченный перечень основных функций: 1) функция управления УО (предъявления образа УО); 2) функция контроля учебной деятельности обучающегося (параметров УО, управляемых обучающимся); 3) функция оценки качества подготовки (результатов деятельности) обучающегося.

Все остальные функции управления в рамках АОС должны быть возложены на преподавателя. Это несомненно снижает дидактические возможности и эффективность электронного обучения относительно его идеального варианта (дидактическая система “репетитор”). Однако по мере автоматизации представленных в табл. 2 функций управления возможности электронного обучения будут расширяться, пока не достигнут тех показателей, которые характерны для индивидуальной работы преподавателя с обучающимся.

К сожалению, перечисленные выше теоретические основания концепции совместного управления обучением, определяя подходы к решению прямой задачи проектирования КТО, практически не затрагивают вопросов решения обратная задача проектирования ¾ задачи конструирования АУЗ.

Заключение

Общим, что объединяет раздельный и совместный подходы к применению КСО, является их насущная потребность в автоматизации функций преподавателя по управлению учебной деятельностью обучающихся и в разработке развитой методологии проектирования процесса электронного обучения:

·    “методические аспекты электронного обучения отстают от развития технических средств, … именно отставание в разработке методологических проблем, “нетехнологичность” имеющихся педагогических методик относят обычно к числу основных причин разрыва между потенциальными и реальными возможностями применения ИКТ в образовании” [14];

·    “дидактические, методические и системотехнические стороны реализации КСО описаны в литературе фрагментарно. … В основном соответствующие материалы содержатся в научных публикациях, где либо излагаются в дискуссионном ключе, либо рассматриваются на теоретическом, но не технологическом уровне” [3];

·    “авторские материалы должны содержать указания для компьютерщиков по воплощению в КСО тех или иных дидактических приемов, обеспечивающих их новые качества по сравнению с традиционными средствами. Выполнение данных условий требует от авторов владения новой, компьютерной дидактикой, которой, по сути дела, еще нет” [3];

·    “в КСО дидактика реализуется в моделях и алгоритмах, лежащих в основе развиваемого программного обеспечения. Возложение дидактических задач на компьютерщиков, в общем случае недостаточно знакомых с данной проблематикой, приводит к тому, что они решают их в меру своей компетентности, т.е. как придется. Результатом этого являются неудачные КСО, возможно, обладающие значительными объемными характеристиками и использующие передовые ИТ, но малоэффективные как учебные средства из-за неграмотных методических и дидактических решений” [3];

·    “разработка дидактически эффективных программных средств учебного назначения требует создания специальной методологии, основанной на достижениях современной психолого-педагогической науки и идеях информатизации образования” [12];

·    “появление новых технологий поддержки систем онлайнового обучения не привело к повышению качества обучения. Разработчики не принимают во внимание основные законы преподавания и обучения и продолжают использовать в обучении главным образом неправильные модели, поскольку определяющим фактором в выборе модели обучения остается рентабельность решения в целом и быстрая окупаемость разработки” [16];

·    “применение методологии психолого-педагогического проектирования в нынешнем ее виде способно обеспечить только создание компьютерной обучающей системы (КОС) как системы программно-аппаратных средств, обеспечивающих реализацию вполне определенной совокупности функций управления обучением. Решение задачи оптимального использования КОС, которая состоит в организации дидактически эффективного взаимодействия обучающихся, обучающего и КОС в реальном учебном процессе, требует разработки методологии проектирования компьютерных технологий обучения” [9].

Список литературы

1.     Флейшман Б.С. Элементы теории потенциальной эффективности сложных систем. - Смоленск: Ойкумена, 2008. - 224 с.

2.     Алтунин В.К., Стручков А.М. Методология создания тренажерных и обучающих систем подготовки специалистов ВМФ. – Тверь: НИИ ЦПС, 2004. – 216 с.

3.     Башмаков А.И., Башмаков И.А. Разработка компьютерных учебников и обучающих систем. - М.: Информационно-издательский дом “Филинъ”, 2003.- 616 с. URL: http://www.twirpx.com/file/188587/ 

4.     Деркаченко В.К. Современные технические средства для обучения и презентаций: Учебное пособие. – М.: МГУЛ, 2010. – 144 с. URL: http://www.twirpx.com/file/407241/ 

5.     Ибрагимов И.М. Информационные технологии и средства дистанционного обучения: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Под ред. А.Н. Ковшова. - М.: Издательский центр “Академия”, 2005. - 336 с. URL: http://www.twirpx.com/file/388423/ 

6.     Коджаспирова Г.М., Петров К.В. Технические средства обучения и методика их использования: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб, заведений - М : Издательский центр “Академия”, 2001 – 256 с. URL: http://www.twirpx.com/file/254972/

7.     Образцов П.И. и др. Проектирование и конструирование профессионально-ориентированной технологии обучения: Учебно-методическое пособие. – Орел: ОГУ, 2003. – 94 с. URL: http://www.twirpx.com/file/407360/ 

8.     Осин А.В. Открытые образовательные модульные мультимедиа системы. - М.: Агентство “Издательский сервис”, 2010. - 328 с. URL: http://www.twirpx.com/file/340039/ 

9.     Печников А.Н. Теоретические основы психолого-педагогического проектирования автоматизированных обучающих систем. - Петродворец: ВВМУРЭ им. А.С. Попова, 1995. - 326с. URL: http://www.pedlib.ru/Books/1/0224/1_0224-1.shtml 

10. Печников А.Н., Ветров Ю.А. Проектирование и применение компьютерных технологий обучения. Ч.1. Концепция систем автоматизированного обучения и моделирование процессов деятельности. // Кн.1,2. - СПб: БГТУ, 2003. – 195+207 с.

11. Полат Е.С. и др.  Теория и практика дистанционного обучения. - М.: Академия, 2004. -416 с. URL: http://www.twirpx.com/file/235940/ 

12. Роберт И.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы; перспективы использования. – М.: ИИО РАО, 2010. – 140 с. URL: http://www.twirpx.com/file/161200/ 

13. Соловов А.В. Проектирование компьютерных систем учебного назначения: Учебное пособие. - Самара: СГАУ, 1995. - 138с. URL: http://cnit.ssau.ru/kadis/posob/index.htm 

14. Соловов А.В. Электронное обучение: проблематика, дидактика, технология. – Самара: “Новая техника”, 2006. – 462 с. URL: http://cnit.ssau.ru/news/book_solovov/index.html  .

15. Трайнев В.А., Трайнев И.В. Информационные коммуникационные педагогические технологии (обобщения и рекомендации): Учебное пособие. - 4-ое изд. - М.: Изд.-торг. корпорация “Дашков и К°”, 2009. — 280 с. URL: http://www.twirpx.com/file/533555/ 

16. Frank L. Greenagel. Illusion of E-learning: Why We Are Missing Out On the Promise of IP Technology. URL: http://www.e-commerce.ru/digests/foreign/issue91/press2092.html

17. Саридис Дж. Самоорганизующиеся стохастические системы управления. - М.: Наука, 1980. - 401 с.