Дидактика деяких парадигм професійно

орієнтованих дистанційних курсів

 

В.Л. Шевченко

 

 

Найбільшого розповсюдження в навчальному Internet-просторі набули комп’ютерно орієнтовані дидактичні матеріали, які за принципом їх будови можна звести до двох моделей (рис.1.).

Рисунок 1

Типи комп’ютерних моделей навчання та їх комп’ютерно

орієнтовані дидактичні засоби

 

 

Створення цих засобів забезпечується спеціальними програмно-інструментальними комплексами і платформами, орієнтованими на вирішення дидактичних задач. У дистанційному навчанні найбільшого поширення набули такі програмно-інструментальні платформи, як “Прометей” (російського виробництва) та Lotus Learning Spase (фірми Microsoft).

Відмінним для цих платформ є алгоритмічно організована, з використанням стандартних мультимедійних засобів  взаємодія учасників дистанційного навчання: проектанта дистанційних курсів, організатора дистанційного навчання (т'ютора), того, хто навчається, та адміністрації.

Алгоритмічна організація використання  мультимедійних засобів лише частково (за рахунок гіперпосилань та застосування динамічних графічних і звукових ефектів) дає проектанту дистанційних курсів можливість реалізувати дидактичний алгоритм. Тому проектанти часто вимушені самостійно програмувати  дидактичні алгоритми, використовуючи такі мови, як HTML, SGML для текстових і Hot Java - для графічних матеріалів, а для моделювання віртуальної реальності – CAD, яка забезпечує 3D-моделювання.

Написання програм під кожну навчальну задачу робить цю роботу надто громіздкою і вимагає поєднання в одній особі проектанта фахових знань як  з дидактики, так і з програмування. Традиційні підходи до розроблення дистанційних курсів спираються на дві парадигми: гіпертекстові і гіпермедіа посилання та експертні системи.

  Гіпертекстові і гіпермедіа методи забезпечують лише текстове і графічне відображення інформації, з їх звуковим, анімаційним і візуальним супроводом, організацію контекстових зв'язків, інтерактивної взаємодії. Гіпертекстова і гіпермедіа програми надають тому, хто навчається, максимальну свободу в пошуку навчальної інформації, що часто призводить до того, що останній губиться у безкінечних розгалуженнях, відволікається від головної мети випадковими посиланнями. Крім цього, гіпертекстова і гіпермедіа програми не забезпечують як контролю конструювання знань, так і оцінки відповідності їх істинності.

На відміну від інформаційно-навчальної моделі, автоматизовані дидактичні моделі розробляються за допомогою спеціальних програмно-інструментальних комплексів, алгоритм яких побудований у чіткому ієрархічному порядку логічного представлення знань з їх міжпредметними і причинно-наслідковими зв’язками. Тому архітектурною основою таких навчальних курсів і програм є парадигма експертних систем.

Вивчення Інтернет орієнтованих експертних навчальних систем дозволяє зробити висновок, що характерним для них є орієнтація педагогічної стратегії на представлення  правильних знань на основі чіткої ієрархічної побудови логічних інформаційних зв'язків. Тобто, експертні навчальні системи швидше за все видають правильне рішення, а не активізують того, хто навчається, на активний пошук інформації, яка б привела до прийняття правильного рішення.

Крім цього, розроблення експертних навчальних систем – дуже копітка робота, що займає багато часу і позбавлена можливості оперативного оновлення навчального матеріалу.  Сьогодення дистанційного професійного навчання виявляє нагальну проблему розроблення та впровадження у практику універсального програмно-математичного інструментарію проектування інформаційно-навчального середовища на основі парадигми експертних систем.

До таких програмно-інструментальних засобів відноситься комплекс УРОК (Универсальный Редактор Обучающих Курсов). Але і його використання  під час розроблення автоматизованих систем навчання, виявило низку проблемних питань у формуванні дидактичного сценарію.

Таким чином, дистанційне професійне навчання висуває на перший план дві проблеми: з однієї сторони, вдосконалення методів дидактичного програмування, з іншої – розроблення та впровадження універсального програмно-математичного інструментарію проектування професійно орієнтованого інформаційного навчального середовища на основі парадигми експертних систем.

 

Передумови

Останні досягнення у сфері науково-технічного прогресу, його все зростаючий вплив на всі сторони життя суспільства спричинив суттєві зміни у системах освіти більшості країн світу. Насамперед це стосується широкомасштабного впровадження дистанційної освіти. Поштовхом для цього, безумовно,  є високий  рівень попиту на  ринку освітніх  послуг. За даними

зарубіжних експертів, для початку ХХІ століття характерним є те, що виживання сучасної людини пов’язано не лише з задоволенням мінімальних матеріальних потреб, але й з наявністю певного мінімального освітнього рівня. Для сучасної людини буденним стає постійна потреба неперервного навчання і, насамперед, удосконалення своєї особистої професійної підготовки. За умови орієнтації на традиційні підходи надання освітніх послуг стає неможливим забезпечення неперервного знаходження викладача, майстра виробничого навчання і навіть наставника на виробництві для тих, хто постійно мотивований на неперервне вдосконалення своїх знань, вмінь і навичок, особливо професійних. 

За останні роки в Україні суттєво зросла роль Інтернет щодо вирішення  проблеми задоволення потреб користувачів у освітніх послугах. Найбільш розповсюдженим способом задоволення цих потреб за допомогою Інтернет є використання сайтів, заповнених конспектами, рефератами, переказами, творами, аналітичними оглядами, виконаними контрольними, курсовими і дипломними роботами і таке інше.  Це дистанційно розповсюджувані витвори тих, хто навчається, побудовані на парадигмі “ведмежої послуги”.

Значно поступаються за кількістю та обсягом сайти організованого дистанційного навчання. Аналіз їх комп’ютерно орієнтованих матеріалів виявив дві негативні, у дидактичному аспекті ознаки – їх контент або надто примітивний і наближається до рівня комп’ютерного лікбезу, або навпаки, надто академічний і відірваний від реальності. Лише передові навчальні заклади України практикують використання викладачами нових засобів, відмінних від дошки та крейди, таких як слайдо- і комп’ютерні проектори, навчальні фільми, інтерактивні комп’ютерні мультимедійні програми. Значна кількість педагогічних науковців наголошують на високих можливостях мультимедійних засобів щодо реалізації дидактичних підходів у побудові навчального процесу. Безумовно, мультимедійні засоби дають можливість певною мірою реалізувати закони дидактики, але ці можливості дуже обмежені. Це очевидно, оскільки мультимедійні засоби не створювалися для вирішення дидактичних задач.

За допомогою комп’ютерних телекомунікаційних технологій і мультимедійних засобів на основі програмно-інструментальних платформ «Прометей» и Lotus Learning Spase досить ефективним є вирішення організаційних питань навчального процесу: надання доступу до навчальних ресурсів; інтерактивна взаємодія того, хто навчає, з тим, хто навчається; зняття кредитних обмежень щодо обсягів навчальних дисциплін, представлення навчального матеріалу як електронних аналогів друкованих видань, побудованих на гіпертекстовій і гіпермедіа парадигмах.

На відміну від гіпертекстових і гіпермедіа підходів, у архітектурній будові експертних навчальних систем є чіткий ієрархічний порядок логічного представлення знань. Але, незважаючи на дидактичні переваги, навіть це робить її надто залежною від рівня дидактичної майстерності і глибини володіння навчальним матеріалом  методиста-викладача. Вивчення Інтернет орієнтованих експертних навчальних систем показує, що для них характерним є орієнтація педагогічної стратегії на представлення правильних знань, за допомогою чіткої ієрархічної побудови логічних інформаційних зв'язків. Тобто експертні навчальні системи швидше за все видають правильне рішення, а не активізують того, хто навчається, на активний пошук інформації, яка б привела до прийняття правильного рішення. Для експертних навчальних систем особливо характерним є великий обсяг надто кропіткої роботи, яка займає багато часу, позбавляє можливості оперативного оновлення навчального матеріалу.

Виявлений недолік обох зазначених парадигм привів до необхідності введення у дистанційне навчання такого функціонального елемента, як т'ютор. Завданням т'ютора є підтримка зворотного зв'язку з тими, хто дистанційно навчається, ведення з ними творчого діалогу, виховання культури роботи з інформацією, надання консультації і здійснення поточного контролю виконання різнопланових творчих робіт, без яких не може здійснюватися розвиток особистості як професіонала. В якості т'ютора призначається один з учасників розробки комплекту комп’ютерно орієнтованих методичних матеріалів за певним професійним напрямком. У такому разі можна гарантувати досить високий рівень виконання т'юторських функцій, і, відповідно, якісості навчання.

За такої організаційної взаємодії того, хто навчає, з тим, кого навчають, дистанційне навчання за своєю формою є різновидом заочного навчання, в якому використовуються сучасні телекомунікаційні і комп’ютерні засоби. 

 

Інтернет і навчання – досягнуті результати

В аналітичному огляді Kinshuk & Patel A. [1,5], розглядаючи  концептуальні моделі дистанційної системи навчання, відзначають наступні атрибути Інтернет, які дають перевагу над традиційними формами навчання (денним, вечірнім, заочним і екстернатом): зв’язок з необмеженою кількістю тих, хто мотивований на навчання; незалежність від місця перебування; незалежність від часу; мультимедійне спілкування; опосередкована взаємодія того, хто навчає, з тим, кого навчають за допомогою комп’ютера.  

На основі цього виникли такі концепції дистанційного навчання:

1) Berns (1996) запропонував концепцію “Глобальне навчання” (Global Tutoring), в якій пропонуються використання інформаційних технологій для індивідуального або групового навчання, під час якого той, хто навчає ніколи не зустрічається з тим, кого він навчає, взаємодіючи лише на основі використання електронних засобів зв’язку; 

2) Lemone (1996) запропонував WebCourser, програму автоматизованого складання навчальних курсів на основі даних про користувача, а також Web Recourse, програму, яка дозволяє викладачу розробляти навчальний курс  у автоматизованому режимі, використовуючи попередньо заготовлені інформаційні блоки.

 3) Nawarecki & Dobrowolski (1996) створили інтелектуальну розподілену децентралізовану мульти-агентську систему. Принциповою основою цієї системи було спілкування того, хто навчає, з тими, кого він навчає за допомогою автономних агентів з використанням авторських мультимедійних навчальних курсів.

4) Angelides & Gibson (1993) розробили гіпертекстову інтелектуальну систему навчання PEDRO. Основою цієї системи є використання гіперкарт (HyperCards), які пропонуються тим, хто навчається, автоматизований підбір яких здійснюється за результатами відпрацювання попередніх матеріалів.

Аналіз дидактичних аспектів у перелічених моделях,  дозволяє зробити висновок про перевагу в них технічних, а не дидактичних підходів до організації навчального процесу. Для досягнення високого рівня реалізації дидактичних підходів у створенні інформаційно-навчального середовища Інтернет необхідно мати більше, ніж просто хороший інструментарій для розроблення web-сторінок. Для формування інформаційно-навчального середовища Інтернет, знову ж таки, потрібна команда спеціалістів психолого-педагогічної предметної галузі та інформаційних технологій. 

У концепції реалізації парадигми експертних систем Kinshuk & Patel A. (1996) [2,3,4] пропонують концепцію створення інтелектуальних систем навчання на наступних принципах.

1) викладач - центральна фігура проектування інтелектуальної системи навчання;

2) інтелектуальна система навчання будується на створенні ситуативних процедур, які вимагають від того, хто навчається, пошуку необхідних знань і самостійного формування правильних рішень (метод проб і помилок);

3) інтелектуальна система навчання не просто представляє навчальну інформацію тому, хто навчається, а здійснює неперервне тестування правильності його дій; на цьому будується зворотній зв’язок до навчальної інформації, завдяки якій можуть бути сформовані правильні вирішення ситуативної процедури;

4) використовуючи гіпертекстову і гіпермедіа парадигми в інтелектуальних системах навчання, зберігається можливість зв’язати окремі інтелектуальні навчальні апплети і побудувати  Велику інтелектуальну систему навчання;

5) знання розглядаються як множина певних сутностей, на основі яких створюються навчальні апплети, за допомогою яких у дидактичному плані досягається, з одного боку -  високий рівень представлення структурованих знань, з другого – реалізація об’єктно-орієнтованого програмування;

6) навчальний матеріал представляється у формі простого  інстинктивного інтерфейсу з можливістю більш чіткої деталізації ситуативної процедури за її складовими, пошук яких не повинен бути надто складним.

Описаний концептуальний підхід, безумовно, є кроком уперед у напрямі створення інтелектуальних систем навчання. Але все ж таки і в ньому основу складає технічний аспект програмування, а не дидактичний.

 

Дидактичний аспект інтелектуальних систем навчання 

Дидактичний підхід до побудови інтелектуальних систем навчання робить викладача головною фігурою навчального процесу. Це досягається на основі випереджаючого проектування викладачем-методистом дидактичного алгоритму і є тією особливістю, що відрізняє форму реалізації викладача як  головної фігури дистанційного навчального процесу від традиційної форми навчання в аудиторії. У традиційних умовах майстерність викладача реалізується біля дошки, з крейдою в руках, а в інтелектуальних системах навчання – за допомогою майстерно розробленого  дидактичного алгоритму. Варто звернути увагу і на низку таких чинників:

- викладачеві надається рідкісна можливість використання свого необмеженого запасу методичних підходів і знань предметної області, що підлягає вивченню, для побудови стратегічного плану навчання;

- викладач може орієнтувати навчальний матеріал на учнів з різним рівнем навчальних досягнень, реалізуючи особистісно-орієнтований підхід до побудови навчання.

Вважаємо, що в аспекті вирішення дидактичної проблематики інтелектуальних систем навчання вагомий внесок зробили  Скіннер, Краудер і Паск [6]. Концептуальні підходи цих авторів ґрунтуються на парадигмах лінійного, розгалуженого і адаптивного дидактичних алгоритмів.

Лінійне програмування дидактичного алгоритму (метод Скіннера)   базується на трьохступеневій схемі навчання: спрощена постановка завдань; заохочення чи підкріплення відповіді; перегрупування простих завдань у більш складні (рис.2.).

Рисунок 2

Метод лінійного дидактичного програмування

  

 

Спрощені варіанти завдань є послідовністю маленьких смислових одиниць, які логічною послідовністю охоплюють увесь навчальний матеріал.

Розгалужене програмування дидактичного алгоритму (метод Краудера) базується на виборі правильної відповіді із запропонованих варіантів (мал.3.).

Якщо той, хто навчається, вибрав правильний варіант відповіді, то отримує підтримку з поясненням чи коментарем правильності дій і, в той же час, йому надається наступна навчальна інформація. Якщо вибрано неправильну відповідь, йому повідомляється про помилкові дії і надається пояснення вірогідних причин їх виникнення. Наступний крок – додаткова  навчальна інформація і повторна постановка завдання.

Рисунок 3

Метод розгалуженого дидактичного програмування

 

Адаптивне програмування дидактичного алгоритму (метод Паска) заснований на досить несподіваній гіпотезі про те, що деяка кількість помилок необхідна для формування вмінь та навичок (мал.4.). При цьому допущені помилки використовуються для навчання. Задається певне обмеження допустимих помилок, кількість яких не може суттєво вплинути на заданий рівень загальної підготовки. Як тільки відсоток помилок перебільшує заданий, автоматично знижується рівень складності навчальних процедур. На всіх етапах проходження навчальних процедур здійснюється представлення додаткової навчальної інформації, достатньої для виправлення помилок у наступних навчальних процедурах.  Так продовжується доти, поки кількість помилок не зрівняється з допустимим обмеженням, після чого складність навчальних процедур автоматично починає зростати.

Рисунок 4

Метод адаптивного дидактичного програмування

 

 

При всіх позитивах недоліком запропонованого адаптивного програмування дидактичного алгоритму є те, що проектант-методист потрапляє у досить складне положення: виникає необхідність визначення максимально граничної кількості помилок, після чого зниження рівня складності навчальних процедур втрачає здоровий глузд. Подальше навчання з використанням інтелектуальної системи навчання не може гарантувати успішне формування навичок. Якщо ж не визначати максимальну граничну кількості помилок, то адаптивний дидактичний алгоритм спрямовується у безкінечність.

Зваживши на те, що у педагогічній практиці загальноосвітньої підготовки підходи щодо визначення мінімально допустимої кількості помилок досить відомі, автором запропоновано інтегральний підхід конструювання дидактичного алгоритму. Мотивацією цього було недопустимість встановлення будь-якої мінімальної граничної кількості помилок у практичній професійній підготовці. Особливо це є актуальним для професій, помилкові дії в яких можуть приводити до трагічних наслідків.

Виходячи з того, що метод адаптивного програмування є похідною лінійного і розгалуженого, ідея їх вдосконалення полягає у створенні механізму автоматизованого визначення причинно-наслідкового виникнення помилкових дій того, хто навчається (рис.5.).

Рисунок 5

Моделювання міжпредметних та причинно-наслідкових зв’язків

 

 

Цей підхід дав можливість розробити новий метод дидактичного програмування, який дає суттєві переваги у конструюванні інтелектуальних систем навчання, орієнтуючи їх, насамперед, на особистісно-орієнтований підхід професійної підготовки (рис.6).

Рисунок 6

Метод особистісно-орієнтованого дидактичного програмування

 

 

За зазначеною методикою той, хто  безпомилково виконує навчальні процедури, рухається за лінійним дидактичним алгоритмом. Той, хто допускає помилки, набуває необхідного рівня професійних навичок, формуючи свій особистий спосіб професійної підготовки за розгалуженим алгоритмом, адаптуючи його особистісно на основі закладених у дидактичний алгоритм причинно-наслідкових зв’язків між правильними знаннями та множиною типових помилкових дій, які виникають за умови відсутності цих знань.  Інтелектуальна система навчання, побудована за таким дидактичним алгоритмом, не залишає шансів на професійну недовченість того, хто проходить навчання з її використанням.   

 

Висновки

1. Незважаючи на те, що проблема розвитку дистанційного навчання на основі гіпертекстових, гіпермедіа парадигм і парадигм експертних систем проаналізована у багатьох дослідженнях, великий обсяг інтелектуальних і матеріальних ресурсів, проблема пошуку фундаментальних рішень залишається актуальною. Теорія програмованого навчання, пік досліджень якої в Україні припадає на першу половину шестидесятих років, у своєму подальшому розвитку практично зупинилась і не стала методологічною основою побудови і впровадження комп’ютерно орієнтованих педагогічних технологій навчання.

2. Сучасний розвиток дистанційного навчання  базується на програмно-інструментальних комплексах, основою яких є гіпертекстова і гіпермедіа парадигми, які принципово не створювалися для побудови дидактичних систем. Експертні системи використовуються в основному як супровід прийняття рішення. Навчальні елементи якщо і реалізуються, то на рівні надання консультаційних процедур. Тому розроблення універсальних дидактично орієнтованих програмно-інструментальних комплексів і в сьогоденні має велику практичну значимість.

3. Упровадження у практику конструювання інтелектуальних систем навчання навіть досконалих програмно-інструментальних комплексів не призводить до спрощення і зменшення трудовитрат у копіткій і рутинній роботі з формування дидактичного алгоритму. Обсяги витрат праці і складність дидактичного програмування є в десятки разів вищим, ніж у традиційній методичній роботі викладача.

4. Створення інтелектуальних систем навчання є подальшою перспективою розгортання дистанційного навчання, зокрема і професійного. Основою інтелектуальних систем навчання є інтегрований дидактичний алгоритм, який об’єднує лінійний, розгалужений і адаптивний методи дидактичного програмування з використанням універсальних дидактично орієнтованих програмно-інструментальних платформ.

 5. Розроблення інтелектуальних систем навчання вимагає залучення творчих колективів, які об’єднують науковців і практиків дидактичного, психолого-педагогічного профілю, комп’ютерного програмування, медиків і дизайнерів.

 

Література

1.     Kinshuk. Computer aided learning for entry level Accountancy students. PhD Thesis, De Montfort University, England, July 1996.

2.     Patel A. & Kinshuk. Knowledge Characteristics: Reconsidering the Design of Intelligent Tutoring Systems, Knowledge Transfer - Proceedings of the Knowledge Transfer Conference, London, 1996 (Ed. A. Behrooz), pp190-197.

3.     Patel A. & Kinshuk. Applied Artificial Intelligence for Teaching Numeric Topics in Engineering Disciplines. Lecture Notes in Computer Science, 1108, pp132-140.

4.     Patel A. & Kinshuk. Intelligent Tutoring Tools - A problem solving framework for learning and assessment. Proceedings of 1996 Frontiers in Education Conference - Technology-Based Re-Engineering Engineering Education (Eds. M. F. Iskander, M. J. Gonzalez, G. L. Engel, C. K. Rushforth M. A. Yoder, R. W. Grow & C. H. Durney), pp140-144.

5.     Patel A. & Kinshuk. Intelligent Tutoring Tools on the Internet - Extending the Scope of Distance Education. 18th ICDE World Conference, June 2-6, 1997, Pennsylvania, USA.

6.     Перспективы программированного обучения/ Под ред. А.В. Нетушила. Пер. с англ. Бондина О.В. и Кобяковой Н.Т. М: Мир, 1966.  - 247 с.

7.     Беспалько В.П. Методические рекомендации по программированному обучению. М.: Республиканский методический кабинет,  1966. -  233 с.

8.     Программированное обучение. Межведомственный научный сборник. - Выпуск 1. -  Киев: Киевский университет, 1967. – 250 с.