Окончание. Начало в №3 «Икт в образовании».

Информационная модель процесса обучения

Для получения итоговой информации необходимо реализовать в компьютере три информационные модели: содержания образования, ученика и учителя.

Начнем с содержания образования как «педагогической интерпретации цели, поставленной перед школой» (И.Я.Лернер). Оно должно быть представлено в таком виде, чтобы:

компьютер мог сам проанализировать это содержание и на основе результатов такого анализа и других информационных моделей предложить учителю оптимальное для этих условий решение поставленной задачи;

информационную модель можно было использовать как обучающую, иллюстрирующую, контролирующую и иную, но действующую в соответствии с результатами первого пункта систему.

Мы рассмотрим только электронную модель учебника, хотя в компьютере может быть реализована иерархическая многоуровневая система моделей содержания образования: оптимальный учебный план школы, учебные программы, электронные модели учебников.

Наш подход основывается на ведущей роли структурной идеи в когнитивной теории личности, связанной с принципиальной важностью изучения структурных свойств познания в отличие от его содержательных свойств. В то время как содержание познавательной сферы может нескончаемо варьироваться под влиянием социальных и других обстоятельств, его структурные свойства могут быть описаны конечным числом терминов, они более устойчивы и инвариантны по отношению к ситуативным факторам. Отсюда следует необходимость структурного представления содержания учебника в компьютере как первого шага на пути его превращения в интеллектуальный самоучитель.

Подобное представление большинства учебников с единых позиций служит надежной основой для развития общенаучных учебно-интеллектуальных умений (анализ и выделение главного, сравнение, обобщение и систематизация, определение понятий, конкретизация, доказательство и опровержение).

Отталкиваясь от основных положений теории учебных текстов, электронная модель учебника должна:

содержать все основные, базисные предложения учебника;

служить основанием для автоматического расчета основных параметров учебника (то есть расчетов, проводимых без вмешательства человека);

содержать такое представление информации, чтобы можно было достаточно технологично построить полную и валидную систему контроля по каждой единице процесса обучения и содержания образования и учебнику в целом.

В соответствии с этими требованиями учебник представлен в компьютере в виде структурных формул, которые строятся следующим образом.

Структурные единицы (понятия, задачи, вопросы, гипотезы, теоремы и так далее) выделены в тексте учебника. Их набор определяется предметом, а каждая из них обозначена некоторой геометрической фигурой, внутри которой указано ее название.

Затем устанавливаются связи между структурными единицами. Если связь имеет место в пределах одного параграфа, то она указывается линией, состоящей из горизонтальных и вертикальных отрезков, - от ранее вводимой структурной единицы к более поздней.

Исходя из этого при просмотре структурной единицы на экране появляется полная структурная информация о ней: содержание, доказательство, рисунок. Этот состав определяется самим предметом. Например, в истории это историческое место, историческое время, историческое действие.

Таким образом, электронная модель учебника - это обучающая система, полностью эквивалентная самому учебнику. Она служит основанием для создания тестовой системы контроля по каждому параграфу, которая потом и используется в режиме тестирования. На основе полученной модели компьютер рассчитывает основные характеристики учебника - информативность, сложность структуры текста, дидактический объем, логические связи и так далее.

Таким образом, можно говорить о создании в школе информационной модели содержания образования.

Перейдем теперь к рассмотрению ученика.

Информация о нем состоит из трех частей: психологического и педагогического мониторингов, а также мониторинга здоровья. Психологический мониторинг в школе - система информационного сопровождения учебного процесса. Его необходимость обосновывается возможностями получения об ученике такой информации, которая требуется учителю для успешной работы. Эта информация лежит в области внутреннего, скрытого и относится к тем особенностям психической организации ученика, которые влияют на успешность освоения учеником содержания образования. Сюда входят:

а) особенности когнитивной сферы (что касается интеллекта детей - как ученики получают, хранят, используют информацию);

б) факторы личностного характера, которые могут помогать или мешать процессу обучения (особенности мотивации, межличностных отношений, самооценки и так далее).

Цель обучения состоит в передаче следующему поколению социального опыта. Одновременно предполагается, что сам процесс его усвоения и освоения приводит к некоторым изменениям во внутреннем плане ребенка - в его способности понимать, рассуждать, искать закономерности, планировать и регулировать собственные действия.

В связи с этим школьное обучение можно рассматривать как целенаправленную, организованную систему спланированных воздействий на ученика. Их результатом должно стать формирование системы психических процессов, позволяющих понимать и решать широкий круг разнообразных жизненных задач. Весь этот разнообразный круг психических возможностей человека, необходимых для адаптации к миру, традиционно обозначается термином «интеллект». Таким образом, первая группа параметров, которая с необходимостью включается в мониторинг образовательного процесса, - это группа параметров интеллекта.

Вторая группа - параметры личности. Здесь важен вопрос о соотношении понятий «личность» и «интеллект». Для наших целей более продуктивно развести их. Поэтому, когда мы говорим о личности, главными становятся вопросы о ценностях и мировоззрении человека, особенностях темперамента и характера, системе мотивов, представлениях человека о себе, особенностях его межличностных отношений. При таком разделении понятие «интеллект» связывается с обучением и теми сложными когнитивными процессами, которые формируются и развиваются благодаря обучению. Понятие «личность» соотносится с воспитанием. Здесь речь может идти о проблемах социализации, формировании мотивации, ценностей и убеждений учеников и так далее.

Нужно отметить, что по обеим группам параметров четко просматривается динамика с

5-го по 11-й класс включительно.

Педагогический мониторинг показывает достижения ученика по каждому предмету и опирается на систему контроля, описанную в предыдущем пункте. Последовательная ориентация на диагностические цели определила своеобразие оценки и ее функций в «технологическом» обучении. Поскольку цель описана диагностично, то весь ход обучения может ориентироваться на ее признаки как на эталон.

В ходе обучения текущая оценка играет роль обратной связи и подчинена именно достижению цели - эталона (или ее составных частей). Если цель не достигнута, результаты текущего контроля рассматриваются лишь как указание на необходимость внести коррективы в процесс обучения. Поэтому текущая оценка является лишь формирующей и, как правило, не сопровождается отметками. Текущие оценочные суждения, которые получает ученик, носят содержательный характер и должны помочь ему скорректировать свою работу. Итоговая оценка выражается в баллах.

Мониторинг физического развития и состояния здоровья школьников в условиях их учебной деятельности в совокупности с педагогическим и психологическим мониторингами позволяет достаточно адекватно представить информационную модель ученика в компьютере. Он представляет собой интегральную систему информационного сопровождения образовательного процесса, обеспечивает педагогов, администрацию школ и органы управления образованием качественной информацией, необходимой для оценки адекватности педагогических технологий и образовательной среды целям обучения и индивидуальным особенностям личности обучаемого.

Таким образом, можно говорить о создании в школе информационной модели ученика.

Теперь рассмотрим учителя. В связи с особенностями процесса обучения он предстает перед директором в виде совокупности своих календарных поурочных планов. Это позволяет говорить о создании в определенных пределах информационной модели учителя. В нее входят также и данные по обратной связи - учитель глазами учеников, которые формируются в информационной модели ученика.

Для построения оптимального процесса обучения создана программная среда, которая в режиме диалога с учителем, опираясь на технологию искусственного интеллекта и описанные выше информационные модели, решает следующие важнейшие дидактические задачи:

педагогическое прогнозирование;

оптимальное распределение учебного времени;

дифференцированный подход к ученикам;

оптимальный выбор методов обучения;

построение системы уроков и урока.

Процесс решения каждой задачи построен в виде деловой игры учителя с компьютером. Такой подход позволяет не только получить достоверный прогноз, но и безболезненно для педагогической системы проводить над ней опыты с последующей оценкой их эффективности.

Лица, ответственные за выработку педагогических решений, могут оценивать их эффективность одним из трех следующих способов.

Во-первых, существует по крайней мере теоретическая возможность проводить управляемые эксперименты с педагогической системой (классом, школой). Однако на практике такое не всегда реально и желательно, потому что каждая неудача педагогического эксперимента стоит обществу и отдельной личности слишком дорого. Отметим в связи с этим отсутствие в литературе сообщений о проведенных в педагогических системах экспериментах, которые дали бы отрицательный результат (хотя с научной и практической точек зрения такой результат крайне важен).

Во-вторых, если есть данные о развитии конкретной системы за некоторый период времени в прошлом, можно попытаться провести эксперимент на этих данных. Часто информация о прошлом развитии системы (в нашем случае школы или класса) отсутствует. Но даже когда ее достаточно, слишком доверять оценкам педагогических решений, полученных таким образом, нельзя. Предположение, что различие в значениях выходных параметров в какой-либо момент объясняется главным образом воздействием управляющих параметров, вообще говоря, неоправданно. Это связано прежде всего с тем, что данные о системе в прошлом были получены не в управляемом эксперименте; их главной причиной могут оказаться и случайные обстоятельства.

В-третьих, когда нельзя или нежелательно провести управляемый эксперимент, когда нет данных о развитии системы в прошлом или слишком велика роль случайных факторов, остается единственная возможность: построить модель рассматриваемой системы и оценить ее выходные параметры, то есть заняться имитационным моделированием. Это позволяет тратить ресурсы компьютера на более тщательное воспроизведение исследуемого процесса, делать более адекватными модели, которые берутся за основу при выработке рекомендаций относительно рационального управления процессом. Результаты имитационного моделирования гораздо легче объяснить лицам, принимающим решения (если они и не имеют специальной математической подготовки), особенно если эти лица сами участвуют в проведении таких экспериментов.

Более того, запоминая результаты предыдущих имитаций (самообучаемость системы), компьютер сообщает их учителю, тем самым давая возможность использовать уже имеющийся опыт и не повторять чужих ошибок.

Наша система, реализованная в виде серии деловых игр учителя с компьютером, отличается от ее прототипа (процесса обучения) тремя главными качествами:

реальные ученики заменены компьютером, в котором программно заложена разработанная имитационная модель процесса обучения (игровой аспект);

реальная информация о процессе обучения заменена псевдореальной информацией, полученной с помощью имитации этого процесса (имитационный аспект);

масштаб времени сжат (экспериментальный характер).

Таким образом, информатизация процесса обучения позволяет совершенно по-новому подойти к решению важнейших дидактических задач и превращает компьютер в настоящего интеллектуального помощника учителя.

Дмитрий МАТРОС, профессор, Челябинский государственный университет, Челябинск