Каждый элементарный объект обучения может включать в себя учебный текстовый или мультимедийный материал; глоссарий, понятия которого расшифровываются в данном тексте; элементы обсуждения (чат, форум, доска для рисования); элементы практических занятий; набор контрольных вопросов и тестов; метаданные объекта; инструкции для обработки информационного содержания объекта. Данное определение несколько шире определения, даваемого LTSC (Learning Technology Standards Committee, IEEE), и большей частью аналогично определению CAREO. Основное отличие состоит в том, что такое определение расширяет понятие объекта от просто "учебная структура" (учебный план) до "учебная структура и средства администрирования, управления и разработки" - то есть включаются технологические инструменты.
Множество элементарных объектов (в литературе также называемых информационными), объединённых в один в определённой последовательности (линейной или иерархической), образуют учебный курс. Получившаяся в результате подобного объединения структура называется агрегированным объектом обучения (Aggregated RLO). В свою очередь, агрегированные объекты-курсы могут естественным образом объединяться в учебные программы.
Таким образом, с применением технологических стандартов, прежде всего, достигаются:
повышение эффективности создания и применения как учебно-методического обеспечения, так и учебных процессов;
устойчивость и стабильность как учебных материалов, так и процессов, поскольку они не подвергаются переделкам для взаимной стыковки благодаря заложенным в стандарты системным и межсистемным соглашениям;
доступность - учебные материалы и технологические процессы легко доступны, так как они хранятся в известных форматах и доставляются стандартными механизмами;
переносимость - учебные материалы легко переносимы (мобильны), поскольку построены по модульному (объектному) принципу, соответственно ориентированы на процессы декомпозиции и композиции;
масштабируемость (расширяемость) - достигается принципами иерархии и модульности, заложенными в систему стандартов;
множественность применения - объектный принцип, стандартизация представления учебной информации, открытость стандартов и размещение информации на серверах Интернет позволяют многократное использование информационных ресурсов;
актуализация - достигнутые применением стандартов стабильность и множественность применения, в свою очередь, позволяют добиться актуальности учебных материалов, поскольку их коррекция производится централизованно;
интероперабельность - создатели новых технологических систем ориентируются в форматах учебных материалов и процессов по общим принципам стандартизации, базирующихся на полиморфизме сообщений и динамическом связывании, и это позволяет применять их в различных, в том числе новых, функциональных системах;
разделяемость - один и тот же ресурс может быть одновременно использован (разделен) в нескольких приложениях, поскольку не требуется его модификация в зависимости от приложения;
технологичность - создание новых учебных материалов и процессов происходит с максимальным использованием уже имеющихся и с применением известных по интерфейсам, параметрам и функциям инструментов.
Несомненно, самым главным в данной области является тот потенциал учебных материалов, который будет накоплен в итоге стандартизованной разработки. А здесь уже возникает вопрос наличия готового комплекса инструментов, кроме фундаментальных теорий, который уже не подвергается сомнениям.
Воронежский государственный технический университет
УДК 004.8
С.В. Лобанова, О.В. Собенина
Практически все развитые страны широко разрабатывают компьютерные технологии обучения.
Компьютерные программы учебного назначения условно можно разделить на два класса. К первому относятся программы, часто называемые КОП, которые могут служить пособием преподавателю и учащемуся, хотя они могут не обучать, а например, контролировать, выдавать справочную информацию или как-то иначе помогать преподавателю или учащемуся. Ко второму классу относятся программы, предназначенные для разработки КОП, т.е. всякого рода инструментальные системы, предметно-ориентированные среды, прикладные пакеты, и т.п.
При анализе большого количества обучающих программ были сформулированы критерии качества, которые могут служить основой для оценки и экспертизы, а также могут быть приняты в качестве общих требований к обучающим программам как к программному продукту педагогического назначения. Эти требования разделены на следующие четыре группы:
эффективность компьютерной поддержки;
методические свойства;
качество экранного дизайна;
экономическая обоснованность.
Эффективность компьютерной поддержки оценивается по экономии времени учащегося; по количеству информации для индуктивных умозаключений; по глубине трактовки вопросов программы; по предоставлению возможностей для создания новых методик преподавания и модернизации содержания учебных курсов; по возможности выхода в смежные области знаний.
Методические свойства оцениваются по простоте освоения программы и работы с ней; по адекватности языка и обозначений, используемых в программе предметной области; по соответствию стандартным требованиям к интерфейсу; по открытости, т.е. возможности расширения круга решаемых задач; по воздействию на методику преподавания, возможности повысить преподавательское мастерство.
Качество экранного дизайна оценивается по лаконичности, аскетизму, академическому стилю; по обоснованности цветовых решений; по оптимальности количества информации на экране.
Экономическая обоснованность оценивается по кругу предполагаемых пользователей; по конкурентоспособности; по открытости для модификаций и дополнений последующими версиями и разработками.
Особую роль в потребительских свойствах программных продуктов учебного назначения играет интерфейс пользователя. Он должен быть диалоговым и удобным. Основными факторами, определяющими удобство работы пользователя в диалоговом интерфейсе, являются:
Гибкость диалога, т.е. возможность пользователя приспособить диалог под свои нужды и адаптировать систему.
Ясность, наглядность, логичность диалога, т.е. возможность легко понять основы функционирования программы за счет того, что система предоставляет структурированный список своих функций, способна объяснить свое состояние и действия.
Легкость обучения и использования, т.е. возможность учиться пользованию программой в процессе работы за счет того, что программа предоставляет помощь и обрабатывает все возможные ошибки пользователя.
Надежность, т.е. наличие защиты данных, устойчивость к ошибкам учащегося и оборудования, наличие защиты от некорректных действий.
Стандартизация интерфейса, т.е. сходство с существующими стандартами типа IBM, MS Windows и другими.
Организация диалога в обучающей программе несет в себе две функции, которые важно различать: диалог для управления программой и диалог в терминах предметной области. Для реализации каждой из этих функций следует придерживаться соответствующих стандартов. Общие признаки удобного интерфейса:
использование пиктограмм для организации управляющего диалога; менюориентированность;
контекстнозависимая справочная информация (Help);
возможность использования для ввода, как мыши, так и клавиатуры с использованием "горячих клавиш", стрелок, клавиши табуляции и т.п.;
единые правила работы со всеми меню;
Esc либо игнорируется, либо используется только для выхода из любого режима на более высокий уровень с отменой произведенных изменений;
запрос подтверждения в "опасных" ситуациях (выход из программы, потеря информации и т.п.);
одинаковый или сходный и легко доступный выход из любого режима;
информация о происходящем процессе (например, длительный счет, обмен с внешними устройствами и т.п.);
возможность прерывания длительных процессов;
корректная обработка аварийных ситуаций внешних устройств (например, неготовность принтера);
корректная реакция на сочетания Ctrl+C, Ctrl+Break;
обработка некорректных действий пользователя.
К созданию программ для обучения обязательно привлечение хорошего дизайнера графики, понимающего проблемы обучения, главная задача которого в организации вывода информации таким образом, чтобы в каждый момент времени концентрировать внимание пользователя на необходимой информации.
К признакам качественного экранного дизайна можно отнести следующие свойства:
легко воспринимаемый с экрана, логично организованный текст;
отображение на экране только необходимой информации;
использование графической информации для пояснения вербальных утверждений;
мотивированное чередование стилей оформления.
Очень важен вопрос цветового решения интерфейса. Интуиции разработчика здесь недостаточно, так как цветовое восприятие людей очень индивидуально. В целом можно рекомендовать не злоупотреблять пестротой палитры; не использовать темные цвета для фона; использовать разные цвета для разных по смыслу окон и одинаковые - для аналогичных; использовать красный цвет только для аварийных сообщений; помечать временные сообщения (например, окном с тенью); использовать палитру цветов, поддерживаемую всеми инструментальными средами.
Воронежский государственный технический университет
УДК 004.8
С.В. Лобанова
Любое убеждение, которое находится в базе знаний семиотической системы, становится знанием, если его истинность подтверждается (обосновывается) новыми фактами, объяснениями или наблюдениями.
Конечно, в идеале хорошо было бы иметь дело с полным и непротиворечивым знанием, описывающим предметную область. В классических логических системах свойство полноты обычно формулируется следующим образом: для множества формул с заданными свойствами исходная система постулатов и правил вывода должна обеспечить вывод всех формул, входящих в это множество. Важно также свойство непротиворечивости, суть которого сводится к тому, что исходная система постулатов и правил вывода не должна давать возможность выводить формулы, не принадлежащие заданному множеству формул с выбранными свойствами.
В проектировании, как и во многих других практических областях, получить полную и непротиворечивую базу знаний, как правило, невозможно. Это определяется спецификой проектных знаний. Специфика баз проектных знаний состоит в том, что они включают знания о предметной области, знания об ограничениях и знания о решениях проблемы. Кроме того, можно выделить различные типы проектных знаний по признакам их глубины и жесткости. По первому признаку, проектные знания подразделяются на глубинные и поверхностные. Поверхностные знания основаны на интерпретации отдельных фрагментов индивидуального опыта проектантов и конструкторов, для них не существует никакой единой теории. Наоборот, глубинные знания основаны на некоторой фундаментальной теории, например, законах механики.
Глубинные знания всегда более устойчивы, абстрактны и общепризнанны, тогда как поверхностные знания, будучи скорее локальными, объясняют отдельные факты, подтверждают отдельные идеи и конкретные гипотезы.
По второму признаку, проектные знания подразделяются на жесткие и нежесткие (мягкие). Показателем жесткости служат точность, однозначность, возможность количественного описания с помощью уравнений, алгоритмов и реализации в виде традиционных пакетов программ. Мягким знаниям свойственны неточность, многозначность, нечеткость. Для их представления и обработки в компьютере нужны специальные методы и модели, например, лингвистические переменные, нечеткие множества.
Представить проектные знания – это значит выразить в некотором формализме имеющийся образ изделия (создаваемого продукта). Соответствие между продуктом и его представлением можно установить путем семантического анализа. Следовательно, представление должно позволить осуществлять анализ истинности высказываний о мире, т.е. позволить определить, что в этом мире влечет истину, а что – ложь. Здесь и кроется основная трудность семантического анализа знаний: истинностное значение высказывания может быть как известным, так и неизвестным, независимо от того, какое оно на самом деле.
При представлении и обработке противоречивых знаний возникают две проблемы. Первая касается ассимиляции (усвоения) противоречивой информации, т.е. способности включать противоречия в базу знаний и возможности работать с противоречивой базой знаний. Вторая проблема заключается в аккомодации (приспособлении) противоречивого знания, т.е. такой модификации базы знаний, при которой она становится непротиворечивой. Эти две задачи тесно связаны между собой, и от их совместного решения зависит общая проблема вывода утверждений в противоречивой базе знаний.
На первый взгляд, исходя из здравого смысла, проблема ассимиляции противоречий может быть разрешена путем введения порядка реализации вывода, когда сначала пытаются вывести рассуждения, связанные с частными фактами, а затем уже рассуждения, относящиеся к общим законам. Трудность нахождения порядка реализации вывода заключается, конечно, в семантике утверждений, которая в общем случае неочевидна.
Что касается аккомодации противоречия, то здесь проблема заключается в обработке «подозрительных» формул (т.е. формул, которые могли бы быть противоречивыми) как гипотез. Здесь возникают три задачи: во-первых, каким образом установить непротиворечивость «подозрительных формул» среди множества других формул; во-вторых, как формально установить и описать множество общих утверждений, выдвигаемое как гипотезы, и, в-третьих, каким образом эти гипотезы могут взаимодействовать с другими утверждениями для вывода новых.