Педагогика и психология высшего образования - Сергей Смирнов

В системах второго вида АСО реакция на все действия студента предусмотрена заранее: алгоритм обучения задан программой. Системы можно назвать АСО с заданным алгоритмом обучения. Преподаватель не строит алгоритм обучения, а лишь в заданном системой формате заполняет "базу данных" своим учебным материалом; распоряжение этим материалом возложено на программу. Последняя предусматривает выбор и выдачу заданий, прием ответов, вывод соответствующих реакций на каждый ответ (содержание реакции, конечно, заранее определяется преподавателем и приписывается к каждому варианту ответа), а также определяет последовательность дальнейших действий, предписываемых учащемуся. При выборочном ответе (который преимущественно используется в таких системах) для предотвращения возможности простого перебора предлагаемых вариантов ответа в поисках верного вводится учет действий учащегося в виде зачетных баллов, а также установка порогов. Превышение верхнего порога ведет к дальнейшему продвижению по курсу, пересечение нижнего - к неблагоприятным для учащегося действиям системы (например, обратное движение по курсу).

АСО этого вида хотя и лишает преподавателя возможности точной и нужной, по его представлениям, регламентации последовательности действий ученика, но несравненно упрощает работу автора по заполнению программной оболочки учебным материалом. Все внимание автора при составлении материалов курса сосредоточивается на подборе учебных заданий, выборе возможных вариантов ответов и составлении справок на каждый из таких вариантов. Это все методическая работа. К системам этого типа относятся системы "Наставник" и АКСОН [Брусенцов Н. П. и др. - 1990; Компьютерные средства... - 1993].

В системах с заданным алгоритмом можно сочетать обучение с игровыми приемами реализации процесса обучения, когда машина организует некоторую "игру" с выдачей учебных заданий на каждом шаге обучения, в зависимости от выбора студентом тех или иных условий игры. Организация игры целиком возлагается на программу. Задача преподавателя состоит в том, чтобы снабдить АСО достаточно большим количеством учебного материала, причем не требуется больших дополнительных усилий при заполнении программной оболочки. )

В любых АСО разработчики стремятся создать автору компьютерного учебного курса наибольшие удобства в проведении диалога с компьютером, предлагая ему разнообразные средства редактирования, по возможности простые, но обеспечивающие потребности авторов по вводу нужного материала. Каждая АСО имеет более или менее разветвленный набор сервисных возможностей (учет и обработка результатов работы студентов, наличие инструментов просмотра и отладки курсов и т.д.). Иногда этот набор организуется в виде совокупности модулей, которые автоматически включаются в программу по требованию автора КУК.

Стремление упростить работу преподавателя при разработке подробного сценария и его реализации в АСО первого вида приводит к созданию специальной технологии разработки и ввода КУК, когда опытный методист, хорошо владеющий инструментальными средствами и не чуждый дидактических знаний, постоянно взаимодействует с преподавателем в процессе создания КУК и берет на себя всю техническую работу по реализации сценария (вводу в компьютер "учебного графа"). Преподаватель при этом становится как бы соавтором КУК, определяя его содержание и алгоритм обучения. Эта технология предложена и реализована профессором С. И. Кузнецовым. Имеется положительный опыт такой деятельности. Недостаток этого приема состоит в сложности организации совместной работы над сценарием и ослаблении оперативности ввода поправок и дополнений в КУК.

Можно мыслить себе систему, в которой процесс обучения организуется несколько иначе. Компьютер предлагает студенту как бы погрузиться в учебную среду, помогает ему ориентироваться, предоставляет возможность обращаться к выбору тем обучения, к базам данных или базам знаний, советует, что и как нужно делать, чтобы усвоение материала проходило эффективнее. При выработке таких рекомендаций система может (и должна) учитывать индивидуальные особенности познавательной деятельности учащегося, для чего в систему включается диагностическая программа, позволяющая принимать хотя и простые, но достаточно обоснованные решения. Подобная система (КОНУС) предложена и разработана Ю. И.Лобановым [Компьютерные... - 1993]. Системы с такими возможностями могут содержать элементы искусственного интеллекта.

Интеллектуальные системы обучения оперируют не данными, а знаниями. Наиболее популярными при этом являются приемы организации деятельности учащегося, характерные для экспертных систем, когда по требованию учащегося в любой момент обучения система сообщает, почему принимается то или иное решение. Идеи искусственного интеллекта все шире проникают в организацию АСО. Чаще всего такие системы строятся на основе представления знаний в виде правил продукций (вывода), множество которых заранее закладывается в систему. Каждое действие основано на анализе заданных условий и реализуется как следствие соответствующего правила вывода из этих условий. Иногда соответствующие условия задаются с некоторой степенью вероятности их выполнения.

Процесс обучения при работе с экспертной системой напоминает диалог учащегося с преподавателем-консультантом, который гибко реагирует на все действия учащегося, дает уместные в данной учебной ситуации советы и рекомендации по изучению материала, устанавливает причины ошибок учащегося при ответах на вопросы и вырабатывает рекомендации, позволяющие исправлять ошибки. По требованию учащегося экспертная система может давать объяснение, почему рекомендуется принимать такие решения.

Примером отечественной интеллектуальной системы может служить обучающая система "Интелтьютор", разработанная под руководством В. А. Гудковского [Компьютерные... - 1993]. Известно много зарубежных экспертных систем обучения, идет интенсивная работа по их совершенствованию. Много материалов по этим системам публикуется в Интернете.

В силу того что подобные системы сложны, стоимость их пока достаточно высока. Основная трудность после создания системы состоит в заполнении программной оболочки АСО экспертными (предметными и дидактическими) знаниями. Обычно для этой цели привлекается специалист, хорошо знающий систему и умеющий преобразовать знания, которыми нужно заполнить систему, в форму, адекватную требованиям и возможностям экспертной системы. Этот специалист именуется инженером по знаниям.

Отдельные элементы, свойственные системам искусственного интеллекта, можно наблюдать и в организации учебной деятельности, задаваемой более простыми системами, где обучение сопряжено лишь с некоторыми ограничениями в свободе выбора самим учащимся способа действий при обучении и происходит по адаптивной программе, которая автоматически подстраивается к учебным возможностям учащегося. Организация обучения здесь может быть гибкой, учитывающей некоторые психологические особенности учащегося. Это проявляется: а) в зависимости характера выдаваемых заданий от текущей успешности обучения; б) в выработке "тонких" критериев для оценки работы учащегося, адекватно отражающих особенности его познавательной деятельности; в) в разнообразии деталей диалога (выдача звуковых реплик, музыкальная реакция на ответы, сопровождение ответов рисунками, использование мультипликации и т.п.); г) в предоставлении учащемуся права выбора из меню наиболее подходящих для него способов действий. Машина может также предлагать учащемуся продолжать выполнение упражнений для лучшего закрепления материала или продвинуться дальше и даже выдать совет по этому поводу, основанный на анализе предшествующих действий учащегося. Потенциальные элементы адаптации АСО заложены в широком применении гиперссылок, таких же, какие используются в Интернет-сети Wide World Web. Это создает возможность пользователям гибко и удобно оперировать учебным материалом.

Адаптивные АСО, действие которых основано на использовании системы гиперссылок (гиперсреды или, более широко, гипермедиа), за последние годы привлекают большое внимание исследователей и разработчиков; много таких систем реализовано на практике [Brusilovsky P. - 1996]. В них используется модель студента и взаимодействующая с ней система гиперссылок. Организуется адаптивная программа работы студента, когда маршрут движения (навигация) по гиперссылкам и/или предлагаемый студенту учебный материал автоматически приспосабливаются к особенностям текущих учебных действий студента, которые постоянно регистрируются в ходе обучения. Имеется термин для наименования таких систем: адаптивные гипермедиа системы.

Особое место в обучении занимают специализированные тренажеры, предназначенные для приобретения профессиональных навыков управления различными устройствами и сложными машинами. Как правило, базой их является компьютерная программа, подчас очень сложная и дорогая. Значимость тренажеров постоянно возрастает в связи с усложнением машин и устройств, а также ростом опасности ошибок, совершаемых человеком в управлении этими машинами. (Кроме того, тренажеры позволяют отрабатывать действия по управлению в аварийных или нештатных ситуациях. Подготовка таких специалистов, как летчики, штурманы, операторы крупных энергоустановок (в том числе больших электростанций), космонавтов и др., никогда не обходится без тренажеров, где используются моделирующие компьютерные программы. Рассмотрение специализированных тренажеров выходит за пределы данной книги.