Итак, первое системозначимое свойство ЭВМ в отношении системы обучения заключается в реализованной на основе возможности моделирования учебного объекта ее способности адекватно воспринимать действия обучаемого по управлению учебным объектом и, как следствие этого, способности ЭВМ обеспечить самостоятельное исследование учебного объекта обучаемым.
Подчеркнем, что частичная реализация функций обучающего по управлению учебной деятельностью обучаемых через ЭВМ не устраняет традиционное педагогическое общение, а лишь усиливает его отдельные стороны.
С возрастанием сложности и размерности объектов управления, увеличением объемов осведомляющей информации человек теряет возможность перерабатывать ее в оперативном режиме. Возникает дополнительная функция обработки информации, выполняющаяся с помощью ЭВМ, которая находится в распоряжении человека. Это следующий этап развития технологии управления – технология ручного управления с обработкой данных на ЭВМ. Логическая схема такой технологии управления представлена на рис. 1.2.6.
В данной технологии управления человек Ч для выработки управляющего воздействия U непосредственно взаимодействует с ЭВМ. Осведомляющая информация Iос преобразуется человеком Ч во входную информацию Iвх, которая вводится в ЭВМ для обработки. Формируемая при этом выходная информация Iвых пополняет концептуальную модель управления, которую имеет человек, и он вручную выдает управляющее воздействие U на исполнительный орган ИО, осуществляющий это воздействие на объект управления ОУ. Таким образом, в данной технологии управления появляется новый процесс при управлении – обработка данных. Но ЭВМ не входит в контур управления, в нем участвует только человек. Однако, уже в данной технологии управления можно говорить о создании управляющей системы, в которой ЭВМ отводятся вспомогательные функции в выработке управляющего воздействия. Логическая схема технологии ручного управления с обработкой данных на ЭВМ в обучении представлена на рис.1.2.6.
Рис.1.2.6. Принципиальная логическая схема технологии ручного управления с обработкой данных на ЭВМ.
При использовании технологии ручного управления с обработкой данных на ЭВМ обучающий воспринимает осведомляющую информацию Iос о результатах воздействия обучаемого на учебный объект (выполнение учебного задания, управление учебным объектом и т.д.) и в виде входной информации Iвх вводит ее в ЭВМ2. Под ЭВМ2 в данной схеме понимается часть программного обеспечения ИВК, обеспечивающая формализованный анализ и обработку данных обучения. В результате обработки введенных обучающим в ЭВМ2 данных с ее выхода снимается выходная информация Iвых анализа результатов обучения, которая пополняет концептуальную модель управления обучающего. На основании этой уточненной концептуальной модели обучающий определяет вид представления учебного объекта обучаемому, т.е. вырабатывает обучающее воздействие.
Рис.1.2.7. Принципиальная логическая схема технологии ручного управления с обработкой данных на ЭВМ в обучении.
В данном случае ЭВМ, участвующая в уточнении концептуальной модели управления обучающего непосредственно не включена в контур управления, в него включен только обучающий. Однако, уже в этом случае можно говорить о формировании обучающей системы, в которой ЭВМ осуществляет функции по выработке обучающего воздействия. Характерными особенностями такого варианта использования ЭВМ для целей управления учебной деятельностью обучаемого являются:
– непосредственное включение в контур управления только обучающего, являющегося единственным носителем концептуальной модели процесса управления учебной деятельностью обучаемого;
– использование ЭВМ в отношении функции управления обучением во вспомогательных целях как средства обработки данных.
– наличие в системе обучения только одного контура управления, традиционного педагогического общения.
Определим потенциальные возможности ЭВМ в отношении системы обучения в рамках технологии ручного управления с обработкой данных на ЭВМ с учетом указанных выше особенностей этой технологии управления. Как было отмечено, в рамках технологии ручного управления реализация первого системозначимого свойства ЭВМ обеспечивает восприятие действий обучаемого по управлению учебным объектом, как произведенное из вне изменение определенных параметров модели учебного объекта. Произведенные обучаемым изменения в предъявленной ему модели учебного объекта могут быть выявлены в результате сравнения исходного вида модели учебного объекта с тем ее видом, который модель принимает после воздействия на нее обучаемого. В свою очередь, результаты сравнения двух видов моделей могут быть представлены в виде данных, т.е. формализованы в виде, обеспечивающем их обработку на ЭВМ.
В рамках технологии ручного управления с обработкой данных на ЭВМ появляется возможность оценить качество воздействия обучаемого на модель предъявленного ему учебного объекта. Как известно, человечество знает один принцип оценки и измерения – это принцип сравнения с некоторым объектом, выбранным в качестве эталона. Поэтому формализация в программном обеспечении ЭВМ эталонного вида модели учебного объекта и вида модели, предъявленной обучаемым, в принципе, обеспечивает измерение и оценку качества действий обучаемого. Задача измерения и оценки действий обучаемого по преобразованию модели учебного объекта состоит в определении степени достижения целей предъявления учебного объекта в данном его виде, т.е. в определении достижения целей обучающего воздействия. Значит, эталонная модель учебного объекта – это модель учебного объекта, по всем своим параметрам соответствующая состоянию полного достижения целей её предъявления обучаемому. Обучаемый достигает поставленную перед ним учебную цель полностью, если предъявленная ему модель учебного объекта в результате его воздействий, принимает вид эталонной модели учебного объекта. В свою очередь, измеряя отклонение предъявленной обучаемым модели учебного объекта относительно её эталона в той или иной шкале измерений, мы измеряем степень достижения обучаемым поставленных перед ним учебных целей. Соотношение данных измерения с определенной системой нормативных показателей позволяет оценить качество действий обучаемого.
Таким образом, вторым системозначимым в отношении системы обучения свойством ЭВМ является ее способность в восприятии формализованной информации о результатах действий обучаемого, оперативной её обработке и анализе для оценки качества учебной деятельности обучаемого, а также дидактической эффективности управления обучением.
Рассмотрим возможности, возникающие при совместной реализации первого и второго системозначимых свойств ЭВМ. Логическая схема такого варианта реализации технологии ручного управления с обработкой данных на ЭВМ в обучении представлена на рис. 1.2.8.
Рис. 1.2.8. Логическая схема совместной реализации первого и второго системозначимых свойств ЭВМ в обучении при технологии ручного управления учебной деятельностью обучаемого с обработкой данных на ЭВМ
В данном варианте технологии управления обучением часть осведомляющей информации Iос, которая формализована в отношении задач, решаемых ЭВМ2, в виде информации Iвх поступает на вход ЭВМ2. Информация Iвх – это модель учебного объекта, преобразованная обучаемым в процессе учебной деятельности, т.е. та информация Iвх, которая вводится обучающим вручную в схеме, представленной на рис. 1.2.7. В результате сравнения представленной обучаемым модели учебного объекта с её эталоном, нормирования результатов сравнения в заданной системе нормативов в ЭВМ2 вырабатывается оценка качества действий обучаемого. Это оценка степени достижения обучаемым целей учебного задания по результату его учебной деятельности. Она вырабатывается в рамках реализации второго системозначимого свойства ЭВМ – возможности формализованного анализа результатов действий обучаемого. Оценка качества действий обучаемого не по конечному результату, а по процессу (совместное решение задач диагностики и оценки качества учебной деятельности обучаемого) становится возможной при совместной реализации первого и второго системозначимых свойств ЭВМ в отношении обучения. Для этого необходимо сравнение в ЭВМ2 не двух, а трех моделей учебного объекта:
– модели 1, отражающей исходное состояние учебного объекта до воздействия на него обучаемого;
– модели 2, отражающей состояние учебного объекта после воздействия на него обучаемого;
– модели 3, отражающей состояние учебного объекта после эталонного воздействия (воздействия, обеспечивающего полное достижение целей предъявления учебного объекта).
Сравнение моделей 2 – 3 обеспечивает оценку качества действий обучаемого, а соотнесение данных сравнения моделей 1 – 2 и моделей 1 – 3 – диагностику учебной деятельности обучаемого. Таким образом, выходная информация Iвых ЭВМ2 несет в себе, как оценку качества действий обучаемого, так и результаты диагностики этих действий. Это обеспечивает использование информации Iвых ЭВМ2 обучающим не только в бихевиористических моделях управления обучением, но и для реализации проблемного подхода к управлению учебной деятельностью обучаемого, "осуществляемого на основе управления процессом решения задачи, что принципиально отлично от управления по ответу» [73,С.84]. Для обучаемого информация Iвых, предоставляемая по физическому каналу прямой связи ЭВМ1, является информацией обратной связи и обеспечивает информирование обучаемого о результатах его деятельности, а значит и интеллектуальную рефлексию обучаемого, "направленную на осмысление совершаемого им движения в содержании проблемной ситуации и на организацию действий, преобразующих элементы этого содержания» [116, С.163].
Таким образом, в результате совместной реализации первого и второго системозначимых свойств ЭВМ в отношении обучения в рамках обучающей системы (см. рис. 1.2.8) образуется подсистема автоматической диагностики и оценки качества учебной деятельности обучаемого, обеспечивающая анализ и оценку действий обучаемого по управлению предъявленным ему учебным объектом. В результате образования системы автоматической оценки и диагностики учебной деятельности обучаемого появляется возможность оперативного предоставления обучаемому информации обратной связи о результатах обучения.
Возможности формализованного анализа действий обучаемого в отношении статических и динамических моделей учебного объекта различны и определяются достигнутым уровнем информационной технологии. Существующая базовая информационная технология обеспечивает обработку информации, предоставляемой только в виде данных. В отношении статистических моделей учебного объекта она располагает только средствами синтаксического анализа действий (ответа) обучаемого. Более широкие возможности смыслового анализа свободно конструируемого ответа обучаемого связываются с развитием новой информационной технологии – технологии искусственного интеллекта, в частности, с технологией экспертных систем. В отношении динамических моделей учебного объекта возможности уже существующих информационных технологий достаточно широки. Как отмечалось выше, динамические модели учебного объекта представляют собой совокупность математических моделей, адекватно отражающих функционирование моделируемого объекта. Измеряя изменение параметров динамической модели учебного объекта, мы идентифицируем и измеряем действия обучаемого по преобразованию учебного объекта. Эти действия в свою очередь адекватно отражают процессы, происходящие в сознании обучаемого. Значит, применение динамических моделей учебного объекта уже на уровне существующей информационной технологии способно обеспечить смысловой анализ учебной деятельности обучаемого.
Представленная на рис. 1.2.8 схема ручной технологии управления обучением с обработкой данных на ЭВМ реализована в ЛАСО "Гвоздика", как в отношении организационных форм теоретического, так и практического обучения. В частности, проводя учебное занятие в любой его организационной форме, обучающий имеет возможность оперативного тестирования обучаемых на предмет определения качества усвоения учебного объекта. При этом обучающему оперативно предоставляются результаты анализа данных тестирования как по каждому отдельному обучаемому, так и обобщенные по всей группе обучаемых. В качестве одного из примеров наиболее полной реализации представленного на рис. 1.2.8 варианта ручной технологии управления обучением с обработкой данных на ЭВМ можно привести также обучающую систему по решению задач определения места корабля астронавигационным способом, разработанную Е.И. Истоминым [44].
В данной обучающей системе на ЭВМ возложены следующие функции по управлению учебной деятельностью обучаемого:
– восприятие и идентификация действий обучаемого по решению учебной задачи в соответствии с жестко заданным алгоритмом ее решения;
– сравнение выходных контролируемых параметров деятельности обучаемого с эталонным вариантом решения задачи, вырабатываемым ЭВМ;
– оценка качества решения задачи обучаемым в соответствии с заданными нормативами;
– регистрация результатов решения задачи в базе данных обучения;
– выдача обучаемому исходных данных условия учебной задачи и оценка её решения.
На обучающего возложены функции: 1) анализа результатов обучения и решения дидактической задачи; 2) формирования исходных данных условия учебной задачи; 3) производимой по запросу обучаемого диагностики его деятельности и объяснения ошибок.
Аналогичными возможностями в отношении любого учебного объекта, представленного в виде динамической модели, располагает и ЛАСО "Гвоздика» [95,100,101].
Необходимо еще раз подчеркнуть, что в данной технологии управления обучающий является единственным носителем концептуальной модели управления обучением. Автоматизация отдельных вспомогательных функций обучающего по управлению обучением (диагностика и оценка действий обучаемого, информирование обучаемого о результатах обучения) не устраняют обучающего от решения задач управления, а наоборот, актуализируют его деятельность на решении главной из них – дидактической задачи определения вида обучающего воздействия. Взаимодействие обучающего и обучаемого через ЭВМ полностью не заменяет традиционное педагогическое общение.
В связи с неоднозначностью терминологии в теории управления необходимо остановиться на вопросе о возможности классификации, представленной на рис.1.2.8 логической схемы совместной реализации первого и второго системозначимых свойств ЭВМ в обучении как логической схемы автоматизированной системы управления учебной деятельностью обучаемого. Данный вопрос закономерно возникает в связи с образованием в рамках обучающей системы подсистемы автоматической диагностики и оценки учебной деятельности обучаемого, т.е. автоматизацией реализации некоторых вспомогательных функций управления учебной деятельностью обучаемого. В свою очередь ответ на данный вопрос зависит от того критерия, который принят для классификации принципов управления, их разделения на ручной, автоматический и автоматизированный принципы управления.
Комитетом научно-технической терминологии АН РФ рекомендована нижеследующая трактовка принципов управления [133, C.19]:
– ручное управление – управление, при котором управляющие воздействия вырабатываются и (или) осуществляются при непосредственном участии человека-оператора;
– автоматическое управление – управление, при котором управляющие воздействия вырабатываются и осуществляются без непосредственного участия человека-оператора;
– автоматизированное управление – управление, представляющее собой сочетание ручного и автоматического управления.
Анализ данных формулировок принципов управления позволяет сделать вывод, что в качестве критерия их классификации принято наличие у управляющего объекта (человека-оператора, технологического устройства, ЭВМ и т.д.) концептуальной модели управления, алгоритма выработки управляющего воздействия. Если единственным носителем этой концептуальной модели является человек, то реализуется принцип ручного управления, если ЭВМ – принцип автоматического управления. Тогда автоматизированное управление, представляющее собой сочетание принципов ручного и автоматического управления, может быть реализовано в случае наличия двух концептуальных моделей управления: концептуальной модели управления человека-оператора и концептуальной модели управления ЭВМ. Последняя чаще всего представляет собой формализованный аналог концептуальной модели управления человека-оператора, оформленный в виде программного продукта. В логической схеме управления учебной деятельностью обучаемого, представленной на рис.1.2.8, ЭВМ не является носителем концептуальной модели управления. Это означает, что принцип автоматического управления здесь не применяется, т.е. и об автоматизированном управлении учебной деятельностью обучаемого вопрос стоять не может.
Однако приведенные в [133] рекомендации по терминологии в отношении управляющих объектов не столь последовательны, как в отношении принципов управления. Необходимо отметить, что авторы рекомендаций по терминологии в области управляющих объектов стояли перед очень сложной задачей. В литературе по теории управления и нормативных документах 60-70-х годов термин "система управления» обозначал совокупность взаимодействующих объекта управления и управляющего объекта. Однако разработчики крупных управляющих объектов для того, чтобы подчеркнуть сложность структуры и многофункциональность таких объектов, стали применять для их названия термин "система управления", обычно добавляя к этим словам название объекта управления. К этой же категории терминов относится и термин "автоматизированная система управления (АСУ)", обозначающий "многофункциональный управляющий объект автоматизированного управления» [133, C.53]. Термин АСУ был определен в ГОСТ 19675-74 как "человеко-машинная система, обеспечивающая автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления в различных сферах человеческой деятельности". Главный недостаток этого определения в том, что он не охватывает тот процесс, который называется управлением. Это определение ГОСТа скорее можно отнести к информационной подсистеме АСУ. Однако не смотря на формально узкое определение, термин АСУ широко применяется для обозначения управляющих объектов крупных организационных и технических комплексов, включающих для реализации различных стадий управления, особенно стадии принятия решения, управленческий персонал. Таким образом, однозначная трактовка термина "система управления» оказалась нарушенной, из ее структуры был исключен объект управления. В целях упорядочения терминологии в [133, С.23] для обозначения крупномасштабных управляющих объектов были рекомендованы следующие термины:
– управляющая система – управляющий объект, представляющий собой систему, подсистемы которой предназначены для выполнения функций управляющего объекта;
– автоматизированная система, управляющая (АСУ) – управляющая система, часть функций которой, главным образом, функцию принятия решений, выполняет человек-оператор.
Введение термина "автоматизированная система, управляющая» позволяет сохранить широко распространенную аббревиатуру АСУ с учетом более правильного толкования содержания этого понятия (исключением из его состава объекта управления) и однозначного толкования термина "система управления". Однако приведенная выше формулировка понятия АСУ позволяет классифицировать как АСУ целый ряд управляющих систем, в которых реализуется ручная технология управления с обработкой данных на ЭВМ. Данное положение определяется возможной неоднозначностью толкования термина "принятие решения". В рамках приведенной выше формулировки термина АСУ под "принятием решения» может пониматься как выработка управляющего воздействия человеком-оператором на основе данных ЭВМ (технология ручного управления с обработкой данных на ЭВМ), так и утверждение управляющего воздействия, выработанного ЭВМ (технология автоматизированного управления). В настоящем исследовании в целях однозначности трактовки используемых понятий классификация управляющих систем производится на основе применяемых принципов (технологий) управления. Поэтому приведенная на рис.1.2.8 логическая схема управления учебной деятельностью обучаемого не классифицируется как автоматизированная.
Следующим этапом развития технологии управления является технология автоматизированного управления. Существует два принципиально возможных варианта реализации этой технологии управления. Применение того или другого варианта определяется уровнем технологизации самого управляемого процесса.
Если процесс достижения целей функционирования системы достаточно формализован, т.е. представлен на технологическом уровне, то для технологии автоматизированного управления характерным является включение ЭВМ в контур управления. Логическая схема такого варианта технологии автоматизированного управления представлена на рис. 1.2.9.
Рис.1.2.9. Принципиальная логическая схема технологии автоматизированного управления для процесса, представленного на технологическом уровне.
На организационном уровне роль человека в технологии автоматизированного управления увеличивается. В контуре управления участвует только человек, который осуществляет ручную технологию управления с моделированием управляемого процесса на ЭВМ. В качестве объекта управления на организационном уровне выступают нижестоящие по уровню иерархии органы управления. Принципиальная логическая схема такой технологии управления представлена на рис. 1.2.10.
Человек Ч, как и ранее, является источником концептуальной модели управления. Эта модель в виде входной информации Iвх формируется в программу П, которая является формализованным вариантом концептуальной модели управления и задается ЭВМ. На основе программы П и осведомляющей информации Iос., поступающей от объекта управления, ЭВМ вырабатывает управляющую информацию Iупр и выходную информацию Iвых. Управляющая информация Iупр через исполнительный орган ИО в виде управляющего воздействия U задает состояние объекта управления ОУ. Выходная информация Iвых служит для пополнения и корректировки концептуальной модели управления. Таким образом ЭВМ включена в контур управления, является носителем концептуальной модели управления и функционирует по программе, периодически корректируемой человеком. В данной схеме за человеком сохраняется функция непосредственного управления исполнительным органом ИО в случаях, когда ЭВМ, как орган управления, сталкивается с неформализованной в ее концептуальной модели управления ситуацией.
Рис.1.2.10. Принципиальная логическая схема технологии автоматизированного управления для процесса, представленного на организационном уровне.
При наличии математических моделей, адекватно описывающих управляемый процесс, человек может быть исключен из данной схемы и управление принимает автоматический характер. Отметим одну исключительно важную черту управления на технологическом уровне – управляющее воздействие на этом уровне непосредственно определяет качество конечного продукта, а вид управляющего воздействия строго соответствует виду конечного продукта. То есть, если конечный продукт является материальным объектом, то и управляющее воздействие на технологическом уровне материально. Если конечный продукт является идеальным объектом, то управляющее воздействие – информационным.
В основе процесса управления лежит концептуальная модель, которая формируется человеком в виде целевой математической модели управления ЦММУ. В этой модели формально выражается критерий управления. Поскольку она обладает высокой степенью общности, возникает необходимость её декомпозиции на частные математические модели – ЧММУ, реализуемые в ЭВМ в виде алгоритмических моделей АМ на базе программного обеспечения ПО. Возникает автоматизированная система, управляющая (АСУ), в которой наряду с другими обеспечивающими подсистемами особое развитие получает информационное обеспечение ИО. АСУ реализуется как система обработки данных, итогом которой является выходная информация Iвых, пополняющая концептуальную модель. Человек на основе выходной информации Iвых принимает решение по управлению и выдает его в виде управляющей информации Iупр объекту управления ОУ. Возникает обмен информацией, т.е. информационный процесс, реализуемый в организационных системах (производстве) на основе документооборота. Таким образом, на организационном уровне технология автоматизированного управления базируется на технологии обработки больших массивов информации, т.е. информационной технологии. Под информационной технологией будем понимать "совокупность внедряемых в системы организационного управления целостных технологических систем, обеспечивающих целенаправленное создание, передачу, хранение и отображение информационного продукта (данных, знаний, идей, моделей) с наименьшими затратами и в соответствии с закономерностями той социальной среды, где развивается информационная технология» [124,С.9]. Характерно, что контур обработки информации отделяется от контура управления и приобретает самостоятельный характер. Таким образом, "если предметом и продуктом труда является информация, а орудием труда – ЭВМ, то такая технология является информационной» [124,С.8].
Так как модели, методы и средства обработки данных в системах автоматизированного управления могут иметь различное практическое приложение, то выделяют глобальную, базовую и конкретные информационные технологии. "Глобальная информационная технология включает модели, методы и средства формирования и использования информационного ресурса в обществе. Базовая информационная технология ориентируется на область применения (производство, научные исследования, проектирование, обучение). Конкретные информационные технологии задают обработку данных в реальных задачах пользователя» [124,С.9].
Для анализа возможности и перспективности применения одного из принципиальных вариантов (см. рис.1.2.9, 1.2.10) реализации технологии автоматизированного управления в обучении сформулируем их основные особенности.
Первый вариант (см. рис. 1.2.9), предусматривающий включение ЭВМ в контур управления, обладает следующими особенностями:
1. За счет включения в контур управления ЭВМ обеспечивает высокую оперативность, практически непрерывность процесса управления.
2. Для своей эффективной реализации требует разработки системы моделей адекватно отражающих все особенности управляемого процесса, т.е. предназначен для управления полностью технологизированным процессом.
3.Полное исключение человека из контура управления определяет невозможность принятия решения в неформализованной ситуации.
Второй вариант (см. рис.1.2.10), предусматривающий отделение контура обработки информации от контура управления, обладает следующими особенностями:
1. Включение в контур управления только человека не гарантирует непрерывность или необходимую оперативность управления.
2. Для своей реализации требует разработки системы моделей, отражающих лишь основные особенности управляющего процесса, т.е. предназначен для управления не полностью технологизированным процессом.
3. Обеспечивает возможность принятия решения в неформализированной ситуации.
Таким образом первый вариант предназначен для управления технологическим процессом, а второй – нетехнологизированным процессом. Формальное и принципиальное отличие вариантов технологии автоматизированного управления заключается в непосредственном использовании или не использовании выходной информации Iвых в качестве управляющей информации Iупр.
При формулировке исходных представлений об обучении (см. раздел 1.2.1) было отмечено, что современная педагогика рассматривает взаимодействие обучаемого и обучающего как технологический процесс. Осознание необходимости именно такого подхода к обучению является результатом анализа возможностей повышения эффективности процесса обучения. Цепочка логических выводов, приводящая к такому заключению крайне проста:
– необходимо резко повысить эффективность обучения;
– индивидуализация обучения при достаточно высокой квалификации обучающего обеспечивает требуемую эффективность;
– суть индивидуального обучения состоит в выработке строго индивидуальных обучающих воздействий на обучаемого, осуществляемой в форме диалога конкретного обучаемого с обучающим в рамках педагогического общения;
– по данным педагогической психологии и педагогики [9,С.125] физиологические возможности человека по оперативной обработке информации, а также пропускная способность традиционного педагогического общения как физического канала связи ограничивают количественный состав учебной группы, в которой обучающий еще способен индивидуализировать обучение, 5 – 7 обучаемыми;
– ЭВМ имеет практически неограниченные возможности в оперативной обработке формализованной информации и может служить техническим средством, реализующим принципы индивидуального обучения в сколь угодно большой группе обучаемых;
– единственным принципиальным условием применения ЭВМ как средства управления учебной деятельностью обучаемых является необходимость формализации процесса обучения, т.е. представление обучения в виде технологического процесса.
Если специалистами в области дидактики и педагогической психологии необходимость технологизации процесса обучения была воспринята как одна из самых серьезных проблем современной педагогики, то преподаватели-практики декларацию данного принципа восприняли как призыв к действию, т.е. непосредственному внедрению ЭВМ в обучение в качестве технологического средства, обеспечивающего индивидуализацию процесса управления обучением. При этом был игнорирован тот факт, что концептуальные и формальные модели находятся между собой в том же соотношении, в каком находятся диалектическая и формальная логики. Это положение является чрезвычайно важным для всего дела компьютеризации, в котором "формализмы рассуждений усиливаются сначала математическими, а затем алгоритмическими и программными средствами"[ 71,С.62 ]. Образно говоря, результаты программного продукта отделены от своего оригинала пятью ступенями преобразования:
1) отображением объекта в его концепцию;
2) отображением концепции в формальное рассуждение;
3) отображением формального рассуждения в математическую модель;
4) отображением математической модели в алгоритм;
5) отображением алгоритма в программу на алгоритмическом языке.
Как вполне справедливо отмечает В.В. Мачулин, следуя этой цепи отображений, "нетрудно прийти к предельным ошибкам: (1)– из простого объекта можно сделать крайне сложный; (2)– сложный объект упростить до абсурда» [71,С.62]. Именно второй вариант предельной ошибки, т.е. упрощение сложного объекта до абсурда, демонстрирует абсолютное большинство обучающих курсов, разработанных в 70 – 90-ые годы на основе различных версий пакетов прикладных программ типа АОС ВУЗ. Большинство авторов этих обучающих курсов в целях минимизации затрат времени на формализацию концептуальной модели управления обучением в качестве её используют дискредитировавшую себя еще в 70-ые годы примитивную методику "программированного» обучения. Результатом пятикратного отображения этой примитивной концепции, в принципе перспективной методологии программированного обучения, является, по сути дела то, что все многообразие дидактических приемов и способов сводится к предъявлению обучаемому фрагментов обучающей информации и карточек программированного контроля её усвоения. Кроме того, обучающий чаще всего вообще исключается из процесса обучения, все его функции по управлению обучением возлагаются на ЭВМ, а учебное занятие организуется в форме самостоятельной подготовки. В результате обучающий как носитель оригинала концептуальной модели исключается из системы управления обучением. ЭВМ же реализует примитивную концептуальную модель управления учебной деятельностью обучаемого, которая к тому же пятикратной формализацией доводится до абсурдной степени упрощения. При этом нарушается одна из фундаментальных закономерностей функционирования систем – закон необходимого разнообразия Эшби. Концептуальная модель обучения ЭВМ обладает неизмеримо меньшим разнообразием, чем управляемый процесс. Отсюда следует и недостаточная дидактическая эффективность подобных систем. Положение усугубляется еще и тем, что высокая трудоемкость разработки обучающих программ (до 200-240 часов затрат времени на 1 час работы программы) создает у разработчиков иллюзию их высокого качества.
Таким образом, коренным и принципиальным противоречием, препятствующим созданию дидактически эффективных автоматизированных обучающих систем, является противоречие между необходимостью включения ЭВМ как мощного средства оперативной обработки информации, в контур управления обучением и невозможностью это сделать ввиду отсутствия технологии управления процессом обучения. Данный вывод подтверждает принятую гипотезу о том, что решение проблемы создания высокоэффективных автоматизированных обучающих систем определяется не только, и не столько уровнем совершенства реализации аппаратных и программных средств, сколько уровнем разработки психолого-педагогических проблем технологизации процесса обучения.
Исходя из вышеуказанного, можно сделать следующие выводы:
– до момента разработки технологии обучения, хотя бы на отдельных его этапах, использование в чистом виде принципиальной схемы управления, в которой ЭВМ включена в контур управления (см. рис. 1.2.9) и обеспечивает его необходимую оперативность, не представляется возможным;
– использование принципиальной схемы управления обучением в которой ЭВМ не включена в контур управления (см. рис. 1.2.10), не обеспечивает необходимую для индивидуализации обучения оперативность обработки информации;
– схема управления обучением, в которой ЭВМ не включена в контур управления (см. рис. 1.2.10), обеспечивает оценку эффективности решений, принятых обучающим в неформализованных ситуациях, и развитие формализованной концептуальной модели управления обучением, т.е. может служить средством разработки технологии обучения в процессе проведения педагогических исследований.
Таким образом, перспективный вариант внедрения технологии автоматизированного управления в обучение должен объединять достоинства обеих принципиальных схем (см. рис. 1.2.9, 1.2.10) автоматизированного управления. В качестве такого варианта предлагается принципиальная схема технологии автоматизированного управления в обучении, представленная на рис. 1.2.11.
Рис.1.2.11. Принципиальная логическая схема технологии автоматизированного управления обучением
Данная схема управления является развитием схемы ручной технологии управления с обработкой данных на ЭВМ (см. рис. 1.2.7), в которой совместно реализовывались первое и второе системозначимые свойства ЭВМ в обучении. Под ЭВМ3 в данной схеме понимается часть программного обеспечения ИВК, включающая в себя формализованную концептуальную модель управления учебной деятельностью обучаемого и обеспечивающая формулировку дидактической ситуации, формулировку и решение дидактической задачи, определение вида обучающего воздействия как результат решения дидактической задачи. Таким образом в данной схеме управления существуют два носителя и две концептуальных модели управления обучением: обучающий с неформализованной концептуальной моделью управления обучением и ЭВМ3 с ее формализованным аналогом. С выхода ЭВМ3 снимается управляющая информация Iупр, определяющая, какой учебный объект и в каком виде должен быть предъявлен обучаемому. Подача этой информации Iупр на вход ЭВМ1 замыкает контур управления обучением без включения в него обучающего, т.е. управление обучением принимает автоматический характер. Так как целевая функция применения ЭВМ в целях управления обучением предполагает повышение дидактической эффективности системы обучения, то полное исключение обучающего из контура управления возможно при соблюдении следующих условий:
– возможна передача любой информации обратной связи от обучаемого через ЭВМ, т.е. I`ос=0;
– вся информация обратной связи от обучаемого формализована в отношении задач ее диагностики и оценки, т.е. Iос=Iвх ;
– формализованная модель диагностики и оценки учебной деятельности обучаемого ЭВМ2 полностью адекватна целям изучения учебного объекта и отражает все аспекты учебной деятельности обучаемого, т.е. обеспечивает полноценную формулировку дидактической ситуации;
– формализованная концептуальная модель управления учебной деятельностью обучаемого ЭВМ3 является полноценным аналогом ее неформализованного варианта;
– возможна реализация любого вида обучающего воздействия на обучаемого через ЭВМ, т.е. I`упр= 0;
– возможно моделирование и отображение на мониторе обучаемого любого из изучаемых учебных объектов в любом заданном его виде.
Выполнение этих требований обеспечивает только фиксацию дидактической эффективности на уровне не ниже, чем при непосредственном взаимодействии обучающего и обучаемого. Однако, полноценная реализация любого из этих требований невозможна на настоящем уровне развития педагогической науки и информационной технологии. Если при этом еще учесть необходимость обеспечения решения задач развития концептуальной модели управления обучением (технологии обучения), а также необходимость обеспечения воспитательного эффекта обучения, то полная автоматизация управления обучением, т.е. исключение обучающего из контура управления обучением, представляется на сегодняшнем уровне развития педагогической психологии, педагогики, социологии и информатики полной утопией. Поэтому сама по себе постановка задачи создания автономных автоматических обучающих систем, т.е. систем, применение которых в процессе обучения не предполагает и не включает деятельность обучающего, на сегодняшний день является не просто бесперспективной, а именно вредной для решения проблем автоматизации управления процессом обучения.
Решение проблемы разработки технологии обучения предполагает формализацию данных педагогической науки и практики обучения и разработку либо ряда последовательностей обучающих воздействий, гарантированно обеспечивающих достижение обучаемым целей обучения, либо системы правил, обеспечивающих оперативное формирование этих последовательностей на основе определенной совокупности обучающих воздействий, алгоритмы реализации которых заранее формализованы в программном обеспечении ЭВМ. С учетом того, что педагогическая наука представляет слабо формализованную область человеческого знания, технологизация обучения, как разработка последовательностей об
