Понимание (осмысление, определение смысла чего-либо) – сложный процесс, предполагающий выполнение семантических операций. Понимание семантической информации семантическим объектом необходимо предполагает сравнение предлагаемой семантической информации с эталонной по смыслу. Сравнить – это значит сопоставить одно с другим, с тем чтобы выявить их возможные отношения. Сравнение имеет смысл только в совокупности "однородных» объектов, образующих предметную область. Сравнение объектов одной предметной области осуществляется по признакам (аспектам), существенным для целей данного рассмотрения. При этом объекты, сравнимые по одному признаку, могут быть несравнимы по другому. Простейший и важнейший тип отношений, выявляемых путем сравнения, – это отношение тождества (равенства) и различия.
Для определения понятия "понимание» в теории информационных семантических систем необходимо дополнительно к процессу образования семантической информации, представленному на рис.1.2.3, отменить ряд его характерных особенностей, определяемых принципами семантической топологии и неадекватности (см.рис.1.3.4,1.3.5). Образ оригинала, возникающий в результате отражения объекта в сознании субъекта, объективен по своему источнику – отражаемому объекту – и субъективен по форме своего существования. Он не имеет самостоятельного бытия вне отношения к отражающему субъекту. Образ объективен по содержанию в той мере, в какой отражающий субъект адекватно воспринимает оригинал. Образ никогда не исчерпывает всего богатства свойств и отношений объекта – оригинал богаче копии. Однажды возникнув в сознании, образ приобретает самостоятельный характер и играет активную роль в выполнении семантических операций семантическим объектом (например, человеком). В качестве оригинала в информационных семантических системах чаще всего выступают модели. При этом модель трактуется как "система объектов и знаков, воспроизводящих некоторые существенные свойства оригинала» [93, С.63].Тогда образ объекта, возникающий в сознании отражающего его субъекта, есть его внутренняя субъективная модель, а модель объекта, воздействующая на субъекта, – модель внешняя, объективная в отношении данного субъекта.
В теории информационных семантических систем понимание рассматривается как семантическая операция, включающая сравнение и принятие решения. Оригинал или его внешняя модель (концепт) сравнивается с внутренней моделью данного объекта (концептом). Сравнение (сопоставление) осуществляется по ряду одноименных признаков (аспектов), которыми характеризуются модели. В том случае, когда при сопоставлении число совпадающих (совместных) признаков равно или превышает некоторое пороговое значение, принимается решение на адекватность сравнимых объектов, т.е. имеет место понимание объекта или его внешней модели. Результатом понимания является принятие позитивного решения с выдачей положительного знака внутренней модели объекта. Если при сопоставлении число совместимых признаков меньше порога, то принимается решение на неадекватность сравниваемых объектов. Результатом непонимания является принятие негативного решения с выдачей отрицательного знака внутренней модели объекта. Если сравниваются несравнимые объекты (признаки не совместимы) имеет место непонимание. Следует отметить, что если внутренняя модель объекта отсутствует, то в процессе понимания сравнивается внешняя модель с аналогом (что-либо подобное этой модели из имеющегося в памяти человека). Если нет аналога, то внешняя модель отражается в сознании человека, т.е. становится внутренней моделью.
В качестве семантических объектов-приемников, осуществляющих семантическую операцию понимания в теории информационных семантических систем рассматривается человек и ЭВМ.
Основное предназначение семантического объекта-посредника заключается в семантической переработке семантической информации, поступающей от других семантических объектов, ее хранении и воспроизведении объекту-приемнику. Основная структура ISS с объектом-посредником (SO2), рассматриваемая в теории информационных семантических систем представлена на рис 1.3.6.
Рис.1.3.6. Базовая структура ISS с объектом-посредником SО2.
В указанной ISS происходит диалог между семантическими объектами (SO1,SO3) через посредника SO2. В качестве объекта-посредника в теории информационных семантических систем рассматривается человек и ЭВМ. Таким образом, человек и ЭВМ в информационной семантической системе могут выполнять функции источника, приемника и посредника. Документ выполняет только функцию объекта-источника.
Необходимо отметить, что представленная на рис.1.3.6 базовая структура ISS с объектом-посредником объективно соответствует структуре САО (см.рис.1.2.14), разработанной на основе анализа данных педагогики и системоопределенных свойств ЭВМ в отношении системы обучения. С учетом обоснованной выше возможности представления обучающего и обучаемого в качестве семантических объектов, а их взаимодействия – в качестве выполнения семантических операций, САО вполне обоснованно может быть квалифицирована как трехуровневая ISS класса семантический объект – семантический объект – семантический объект (SO1-SO2-SO3), в котором функции семантического объекта-посредника выполняет ЭВМ (КОС). В свою очередь система обучения (см.рис.1.2.1) представляет собой двухуровневую ISS класса семантический объект – семантический объект (SO0-SO3) в которой семантические объекты (обучающий, обучаемый) попеременно выполняют функции объекта-источника и объекта-приемника.
В теории информационных семантических систем рассматриваются процессы развития, а также процессы прогрессивного и регрессивного перехода ISS из одного класса в другой. В результате обобщения исследований ISS по данному аспекту в [93, С.71-73] сформулированы условия прогрессивного перехода ISS из класса в класс. Эти условия классифицированы на необходимые и достаточные:
Необходимые условия: 1. Формализация процессов обработки семантической информации.
2. Замена человека на ЭВМ.
Достаточные условия: 1. Адекватность между первичной семантической информацией и ее моделью.
2. Полная семантическая совместимость между моделями.
Прогрессивный переход из класса в класс для двухуровневых ISS возможен при выполнении сформулированных необходимых условий и первого достаточного условия. Для трехуровневых ISS (и выше) требуется выполнение также второго достаточного условия.
С позиции теории информационных семантических систем создание САО есть развитие систем обучения на основе замены обучающего как семантического объекта SO0 на ISS, включающую обучающего как семантический объект SO1 и ЭВМ как семантический объект SO2. Прогрессивность данного перехода возможна только при соблюдении условия адекватности
где ad – знак адекватности. Адекватность обучающего (SO0) и АОС (SO1-SO2) в основном и прежде всего предполагает адекватность их обучающих воздействий на обучаемого (SO3), т.е. адекватность воздействий по управлению учебной деятельности обучаемого. В соответствии с обоснованным при анализе обучения с позиции системного подхода (см. раздел 1.2.2) выводом о том, что все обучающие воздействия на обучаемого реализуются путем предъявления ему УО в виде, наиболее полно соответствующем целям обучения и специфике его учебной деятельности, рассмотрим структуру процесса формирования УО с позиции теории информационных семантических систем.
В терминах теории информационных семантических систем структура процесса формирования УО, предъявляемого обучаемому в виде обучающего воздействия, может быть представлена в виде ISS класса "оригинал изучаемого объекта – обучающий (человек) – учебный объект". В соответствии с принципом семантической топологии, гласящем о неизменности семантической информации при любых формах ее отображения, оригинал изучаемого объекта и учебный объект могут быть представлены в любой из форм представления информации и содержаться на любом соответствующем виде носителя. Поэтому без ущерба для общности рассмотрения представим указанную ISS в виде ISS1 "документ (d1) – человек (m) – документ (d2)". Кратко рассмотрим условие прогрессивного перехода ISS1 "документ (d1) – человек (m) – документ (d2)» в ISS2 "документ (d3) – ЭВМ (r) – документ (d4)". Введем обозначения элементов ISS.
ISS1: d1 – носитель семантической информации (SI1) об изучаемом объекте в виде SO1,
d2 – носитель SI2 об учебном объекте в виде SO2,
m – посредник (SO1,2) между SO1 и SO2.
ISS2: d3 – носитель семантической информации (SI3) об изучаемом объекте в виде SO3,
d4 – носитель SI4 об учебном объекте в виде SO4,
r – посредник (SO3,4) между SO3 и SO4.
В соответствии в приведенными выше условиями прогрессивного перехода ISS из одного класса в другой достаточные условия для прогрессивного перехода ISS1 в ISS2 можно представить в следующем формализованном виде:
где ad – знак адекватности, а SS – знак полной семантической совместимости.
С учетом того, что предъявляемый обучаемому УО (SI2 ad SI4) является по отношению к нему внешней, объективной моделью, приведенные выше условия прогрессивного перехода ISS1 в ISS2 можно обобщить в следующем виде.
С позиций содержательной (смысловой) переработки семантической информации эффективное использование ЭВМ в качестве КОС в рамках АОС обеспечивается при соблюдении следующих условий:
1. Формализации представления, хранения и переработки всех видов информации, поступающей от обучаемого и обучающего в КОС. Основными объектами данной формализации должны являться:
1.1 Формализация содержания обучения:
– разработка логико-смысловой модели предметной области;
– разработка логико-смысловых и функциональных моделей всех УЭ, составляющих данную предметную область;
– разработка баз данных (знаний), обеспечивающих хранение указанных выше моделей и эффективный доступ к ним;
1.2 Формализация процедур переработки информации в КОС:
– формализация процедур диагностики и оценки учебной деятельности обучаемого;
– формализация процедуры формулировки дидактической задачи и ее решения;
– формализация процедуры формирования УО из УЭ в соответствии с выработанным в процессе дидактической задачи обучающим воздействием;
– формализация процедур предъявления УО обучаемому и управления УО в процессе этого предъявления;
– формализация структуры и процедур диалога между обучаемым и КОС в процессе их взаимодействия.
2. Полном взаимном соответствии между логико-смысловыми моделями УЭ(УО), определяющими логическую структуру, внутренние закономерности, условия и специфику существования УЭ(УО), и логико-смысловыми моделями решения задач по управлению данным УЭ(УО) или манипулированию им (адекватность первичной и вторичной семантической информации).
3. Полном соответствии между логико-смысловыми моделями УЭ(УО) и функциональными (имитационными, информационными, демонстрационными и т.д.) моделями УЭ(УО), обеспечивающими предъявление данного УЭ(УО) обучаемому (семантическая совместимость между моделями).
Выше при анализе САО с позиции общей теории систем (см. раздел 1.2.4) были сформулированы следующие требования к АОС(КОС), соблюдение которых обеспечивает эффективность функционирования АОС(КОС):
– требование полноты реализации АОС всех функций по управлению учебной деятельностью обучаемого;
– требование организации в рамках АОС структуры связей между обучающим и КОС, обеспечивающей полноту, непротиворечивость, заданную последовательность и своевременность выполнения этими элементами всех их системоопределенных функций по управлению обучением;
– требование превышения полезности информации, получаемой обучающим и обучаемым от КОС, по сравнению с информацией, получаемой ими при непосредственном взаимодействии друг с другом.
Сравнительный анализ указанных требований, сформулированных с позиций общей теории систем, с приведенными выше условиями эффективной переработки семантической информации, сформулированными с позиции теории информационных семантических систем и системно-информационного анализа, позволяет сделать вывод, что указанные требования и условия не только не противоречат друг другу, а, наоборот, условия эффективной переработки семантической информации конкретизируют требования общей теории систем и указывают пути их выполнения.
В целях обоснования окончательного вывода о возможности и необходимости отображения системы обучения и САО в терминах системно-информационного анализа и теории информационных семантических систем кратко рассмотрим остальные принципы преобразования семантической информации в ISS.
Семантическим диалогом называется обмен семантической информацией (SI) между семантическими объектами (SO) в информационной семантической системе (ISS). Семантический диалог называется двусторонним, если обмен семантической информацией между семантическими объектами происходит попеременно. В противном случае семантический диалог называется односторонним. Неотъемлемым свойством или атрибутом семантического диалога является информирование. (Информировать – осведомлять, давать сведения, семантическую информацию о чем-либо). Семантическим монологом называется информирование, когда имеется источник семантической информации, но отсутствует приемник. В связи с приведенными выше определениями теории информационных семантических систем необходим отметить ту особенность, что практически все организационные формы обучения в дидактической системе "классическая (традиционная)» (лекция, лабораторная работа, практическое занятия, тренировка и т.д.), за исключением семинара, в своем классическом виде реализуется как односторонний семантический диалог. Все остальные основные дидактические системы ("репетитор", "малая группа") основаны на реализации двустороннего семантического диалога. Далее, непринятие обучаемыми целей и содержания обучения как основного системообразующего фактора системы обучения (САО) превращает обучающую деятельность обучающего в семантический монолог, т.е. информирование при отсутствии приемника.
В системно-информационном анализе условия информирования сформулированы в виде принципов коммуникации (третий принцип), единства знаков (четвертый принцип), истинности информирования (пятый принцип) и дискретности осмысления семантической информации (шестой принцип).
Принцип коммуникации (третий принцип). Информирование между семантическими объектами возможно, если их тезаурусы пересекаются.
В формализованном виде данный принцип формулируется следующим образом:
где Тi – тезаурусы SO;
Inf – знак информирования.
Если условие в левой части предиката не выполняется, т.е. имеет место соотношение
то информирование невозможно.
Здесь и далее под термином "тезаурус» понимается "запечатленный и хранимый в памяти индивидуума (семантического объекта) запас понятий, оценок и норм (в т.ч. и схем действий)» [135, С.68]. Тезаурус рассматривается как информационный потенциал семантического объекта, "пассивная часть которого включает в себя "информационные фонды", а активная – средства и методы отбора и преобразования информации и ее сообщения"[135, С.75]. В системах искусственного интеллекта тезаурус реализуется в виде базы знаний и машины логического вывода. Графическая интерпретация основных возможных случаев информирования представлена на рис.1.3.7 в виде диаграмм Вена.
Рис. 1.3.7. Логическая интерпретация случаев информирования
Для случая 1 характерно полное информирование, для случая 2 – частичное, а для случая 3 – информирование отсутствует. Случай 3 возможен, когда тезаурусы источника и приемника несовместимы или один из них равен нулю.
Принцип единства знаков (четвертый принцип). Информирование между семантическими объектами должно осуществляться в одних и тех же знаках.
В формализованном виде это можно записать следующим образом:
Принцип истинности информирования (пятый принцип).Информирование между семантическими объектами имеет место только в том случае, если последовательная конъюнкция процедур истинна.
Сформулируем данный принцип, являющийся достаточным условием информирования, в формализованном виде. На рис.1.3.8 представлена ISS дуальной структуры (двухуровневая ISS класса SO0 – SO3), в которой происходит попеременное информирование, т.е. диалог между SO0 и SO3.
Рис.1.3.8. Попеременное информирование в дуальной структуре ISS
Каждый семантический объект является попеременно источником и приемником (И/П) семантической информации. Осуществляются попеременно прямая и обратная семантические связи (ПС/ОС). Логическое уравнение процесса информирования записывают в виде:
где Inf – семантическая операция информирования, pi (i=1?7) – процедура информирования, & – знак последовательной конъюнкции двух аргументов pi,pi+1, означающий возможность перехода к процедуре pi+1 только после завершения процедуры pi.
В современной теории информации процесс информирования (семантическая операция информирования) рассматривается как последовательная успешная реализация семи процедур преобразования информации: генерирование (p1), передачи (p2), приема (p3), хранения (p4), восприятия (p5), понимания (p6), принятия решения (p7).
Генерирование (p1) семантической информации осуществляется объектом-источником и заключается в ее производстве (формировании образа) и воспроизведении. Передача (p2) семантической информации представляет собой предъявление (пересылку, транспортировку) семантической информации объектом-источником объекту-приемнику. Прием (p3) семантической информации реализуется объектом-приемником в виде определенной последовательности микропроцедур, зависящей как от формы представления информации (t,S,g,C – формы), так и вида объекта-приемника (человек, ЭВМ). Выполнение процедур p3-p7 семантической операции информирования человеком-приемником было рассмотрено выше (см.рис.1.2.3) при анализе современных трактовок понятия информации и ее преобразования в теории информации. Поэтому отметим особенности реализации процедур p4-p7 только в отношении второго вида объекта-приемника, т.е. в отношении ЭВМ. Хранение (p4) семантической информации в ЭВМ основано на свойствах ее элементов (бистабильных ячеек памяти) изменять свое состояние в зависимости от внешних воздействий, устойчиво сохранять имеемое состояние и распознавать его. Восприятие (p5) семантической информации ЭВМ интерпретируется как синтез знаков моделей семантической информации, хранимой в памяти ЭВМ, сводимый к выполнению логико-вычислительных операций и процедур. Понимание (p6) семантической информации ЭВМ определяется посредством процедуры сравнения внешних моделей (знаковых систем) с соответствующими внутренними моделями – эталонами, хранимыми в памяти ЭВМ. Понимание семантической информации ЭВМ сводится к формально-логическим операциям. Принятие решения (p7) – любой акт выбора из имеемого количества альтернатив по заданному критерию. В ЭВМ принятие решения сводится к формально-логическим операциям и реализуется программным способом или специальным логическим блоком, называемом блоком принятия решений.
В соответствии с логическим уравнением (1.18) успешное завершение семантической операции информирования необходимо предполагает успешное завершение всех семи входящих в нее процедур. Так как для оценки истинности результат выполнения каждой процедуры может принимать только два значения: 1 или 0, – то таблица истинности может быть представлена в виде табл.1.3.3.
Таблица 1.3.3
Таблица истинности информирования
Оценка истинности процедур информирования piОценка истинности информирования
p1p2p3p4p5p6p7
0111111100111111000111110000111100000111000000110000000100000001
Таким образом, процесс информирования представляет собой последовательную конъюнкцию составлающих его семантических процедур и его результат (в отношении истинности) может быть равен 1 или 0:
Выражения (1.19, 1.20) и являются формулировкой принципа истинности информирования в формализованном виде. При этом (1.19) соответствует наличию информирования, а (1.20) – его отсутствию.
Принцип дискретности осмысления семантической информации (шестой принцип). Одновременное осмысливание (представление о предмете) нескольких несовместимых семантических сообщений семантическим объектом невозможно. В приведенной формулировке шестого принципа одновременность понимается в прямом смысле, т.е. имеет место конкретный момент времени, когда семантические сообщения совпадают. Термин "осмысление» является условным, он включает процедуры P3-P7 информирования. Несовместимость семантических сообщений понимается как их различие по смыслу, например, принадлежность к различным предметным областям.
Невозможность одновременного осмысления обусловлена тем, что любому объекту-приемнику обязательно требуется определенный временной интервал для завершения процедур Р3-Р7 информирования. Различные семантические объекты-приемники (различные люди, ЭВМ различных серий и комплектаций) осмысливают каждое (одно и тоже) семантическое сообщение за различное время – одни быстрее, другие медленнее. Чем выше, например, быстродействие ЭВМ, тем быстрее в режиме "виртуальная машина» она переключается от пользователя к пользователю, т.е. тем быстрее "осмысливает» их семантические сообщения.
Из принципа дискретности осмысления семантической информации вытекает важное следствие: в том случае, если на один семантический объект-приемник одновременно поступают различные семантические сообщения, имеет место потеря семантической информации. На языке исчисления предикатов указанный шестой принцип можно сформулировать в виде:
где: DТ – интервал времени "осмысливания» семантического сообщения; Т – время информирования; SOn1 – семантический объект-приемник в единственном числе.
В терминологии педагогики указанные четыре принципа информирования можно сформулировать следующим образом:
1. Принцип коммуникации. Усвоение УЭ(УО) обучаемым возможно только в случае, если им усвоены исходные понятия, лежащие, в основе логико-смысловой структуры УЭ(УО), и познавательные (умственные) действия, обеспечивающие формирование этой структуры.
2. Принцип единства знаков. Обучение возможно, если обучающий и обучаемый для обозначения используемых понятий употребляют одни и те же термины (говорят на одном и том же языке).
3. Принцип истинности информирования. Усвоение УЭ(УО) обучаемым возможно только в том случае, когда последовательно достигнуты цели всех обучающих воздействий, составляющих обучающую деятельность обучающего, и соответствующих им умственных действий по восприятию и преобразованию образа УЭ(УО), составляющих учебную деятельность обучаемого.
4. Принцип дискретности осмысления семантической информации. В целях концентрации внимания обучаемого обучающая деятельность обучающего должна представлять собой логически обоснованную строгую последовательность предъявления УО (в один и тот же момент времени учебная деятельность обучаемого должна быть направлена только на один УО), а темп реализации обучающих воздействий на обучаемого (темп чтения лекции, развития исходной ситуации учебного задания) должен соответствовать уровню познавательных возможностей обучаемого.
В сформулированном выше виде все четыре принципа информирования теории информационных семантических систем представляют собой тривиальные и аксиоматически принятые в педагогике истины.
Таким образом, ни один из принципов теории информационных семантических систем не противоречит принципам и закономерностям педагогической науки. Более того, все шесть рассмотренных выше принципов переработки семантической информации раскрывают механизмы взаимодействия обучающего и обучаемого в процессе обучения и вполне обоснованно могут быть положены в основу формализованного описания этого процесса.
Кроме того, принципы теории информационных семантических систем не противоречат сформулированным и обоснованным выше (см. раздел 1.3.2.) принципам психолого-педагогического проектирования АОС, а также принципам проектирования АС на "собственном» и "нижестоящем» уровне, сформулированным академиком В.М. Глушковым. Последнее означает, что указанные шесть принципов переработки семантической информации могут служить основой не только для формализованного описания процесса обучения, но также для его анализа и проектирования.
В теории информационных семантических систем [93, С.100-107] сформулировано понятие системы с целью (SA) как системы, функционирование которой направлено на достижение определенной цели. Данные системы (SA) формально определяются кортежем вида:
где A – цель; St – структура; met – методы; re – средства; prI – обработка информации; co – условия; t – время.
Все элементы кортежа являются атрибутами системы с целью. Согласно сущности рассматриваемых систем (SA) между понятиями "система с целью» и "цель» имеется однозначное прямое и обратное соответствие (не существует системы с целью без цели). Данное положение можно представить в виде:
где « – знак прямого и обратного взаимодействий.
С учетом (1.23) можно уточнить назначение элементов кортежа (1.22):
Следует отметить, что в каждом конкретном случае характер указанных выше атрибутов может существенно изменяться в зависимости от вида рассматриваемой конкретной системы с целью, но в любом конкретном случае существует весь перечень этих атрибутов. Среди систем с целью (SA), в состав которых входит ЭВМ, рассматриваются два основных вида систем:
ICS – информационно-вычислительные системы, в которых ЭВМ выступает только в качестве средства обработки данных, используемого человеком (ЭВМ "не понимает", "не принимает решения");
ISS – информационно-семантические системы, в которых ЭВМ выступает в качестве партнера человека (ЭВМ "понимает» семантическую информацию и "принимает решение» на семантическом уровне).
ICS служат для несемантической обработки (логического-вычислительные операции) несемантической информации (массивы данных).ISS в свою очередь служат для семантической обработки семантической информации. Если в SA имеет место как семантическая,так и несемантическая обработка информации, то такие системы смешанного типа называют семантическими (SS).
Между системами с целью существуют следующие отношения:
где ? – знак "не то же самое, что...".
По типу отношений между семантическими объектами в системе различают формальные, неформальные и частично-формальные ISS. Информационные семантические системы называются формальными, если отношения между семантическими объектами в них формализованы. Определения двух других классифицированных типов систем очевидны.
Как указывалось выше, центральным понятием информационной семантической системы является цель А. "Для формализованных систем цель представляет собой формализованное достижение результатов функционирования системы. Указанное определение предполагает достижение цели в соответствии с алгоритмом, который реализует данная система. В качестве критерия достижения цели могут быть выбраны любые понятия (соответствующие им параметры) или комплексы понятий (параметров)» [93, с.109]."Информационная семантическая система считается стабильной, если цели (цель) выполняются (достигаются)» [93, С.110]. В соответствии с (1.22, 1.24) информационная семантическая система может быть представлена кортежем:
где Sem SI – знак семантической переработки семантической информации, используемый взамен prI (1.22). К факторам, влияющим на стабильностъ ISS, относятся все факторы (A, St, met, re, Sem SI, co, t) данного кортежа. В качестве причины нестабильности ISS в теории информационных семантических систем рассматривается полученная в результате функционирования системы несовместимость семантических объектов, входящих в ее состав. Несовместимость проявляется в "непонимании» объектом-приемником объекта-источника и принятии объектом-приемником негативного решения по семантической информации, генерируемой источником.
На рис.1.3.9 посредством диаграмм Вена представлена логика семантической совместимости между семантическими объектами, где SI1,2 – семантическая информация объекта-источника и объекта-приемника соответственно:
а) SI1 SI2 = 0 – семантические объекты несовместимы;
б) SI1 SI2 ? 0 – семантические объекты частично совместимы;
в) SI1 SI2 = 1 – семантические объекты совместимы полностью.
Рис 1.3.9. Условное изображение логики семантической совместимости между семантическими объектами.
Таким образом, степень достижения цели А системы в общем случае характеризуется совместимостью семантической информации SI2, выработанной объектом-приемником в процессе достижения этой цели, с тем эталоном семантической информации SI1, который характеризует полное достижение цели А и имеется в тезаурусе объекта-источника. Соответственно необходимым условием совместимости семантических объектов является пересечение их тезаурусов (см.рис.1.3.7).Формальная количественная оценка совместимости семантических объектов возможна только на основе формализации как самой цели А, так и всех трех аспектов (синтаксического, семантического и прагматического) семантической информации (SI1,SI2), характеризующей степень достижения этой цели. Подходы к формализации используемых в теории информационных семантических систем понятий цели и всех трех составляющих семантической информации (синтаксической, семантической и прагматической) сформулированы в развивающемся в рамках системно-информационного анализа организационном варианте информационной теории управления и моделирования [30,31]. Использование данных этой теории обеспечивает не только формализацию указанных выше понятий, но и их применение для разработки в информационных семантических системах управляющих систем гомеостатического типа с учетом человеческого фактора.
Обобщая результаты краткого анализа возможности применения системно-информационного анализа [30,31] и теории информационных семантических систем [93] в целях формализованного описания процесса обучения и проектирования АОС (КОС), можно сделать следующие выводы:
1. Основные положения и принципы теории информационных семантических систем адекватны основным положениям и принципам педагогической науки. Теория информационных семантических систем может быть принята в качестве базиса для формализации процесса обучения, разработки моделей системы обучения и САО, а также их проектирования.
2. Система обучения (см.рис.1.2.1) и САО (см.рис.1.2.13 и 1.2.14) является информационными семантическими системами.
3. Аксиоматика системно-информационного анализа и теории информационных семантических систем не только полностью соответствует основным положениям педагогической науки, но и позволяет вскрыть механизмы взаимодействия обучающего, обучаемого и КОС в процессе обучения.
4. Теоретические принципы формирования и преобразования информации в семантических информационных системах в приложении к системе обучения позволяют сформулировать следующие две группы принципов ее функционирования:
4.1. Принцип возможности осуществления обучения (функционирования системы обучения):
– обучение возможно, если обучающий и обучаемый для обозначения используемых понятий употребляют одни и те же знаки или термины (принцип единства языка обучения);
– усвоение обучаемым УЭ возможно, если им усвоены исходные понятия и познавательные (умственные) действия, обеспечивающие их преобразование в изучаемый УЭ (принцип готовности обучаемого к усвоению);
– усвоение обучаемым УЭ возможно, если обучающие воздействия обучающего по формированию образа УЭ строго последовательны, а темп их реализации соответствует познавательным возможностям обучаемого (принцип дискретности обучающих воздействий);
– полное усвоение обучаемым УЭ возможно, если все его умственные действия по восприятию образа УЭ и его преобразованию адекватны действиям обучающего по воспроизведению эталонного вида изучаемого УЭ (принцип истинности усвоения).
4.2. Принципы обеспечения эффективности обучения (функционирования системы обучения):
– эффективность обучения определяется точностью и полнотой формулировки целей изучения УЭ (принцип диагностичной формулировки учебных целей), а также соответствием эталонного вида УЭ, представляемого обучающим, этим целям (принцип адекватности эталонного вида УЭ целям его изучения);
– качество и темп усвоения УЭ обучаемым определяется соответствием форм и способов представления обучающим информации об УЭ познавательным возможностям обучаемого (принцип соответствия обучающей и учебной деятельностей);
– качество и темп усвоения обучаемым УЭ тем выше, чем больше форм представления информации об УЭ использует в своей обучающей деятельности обучающий (принцип комплексирования форм представления обучающей информации);
5. Имеемые в системно-информационном анализе и теории информационных семантических систем подходы к количественной оценке качественных аспектов (синтаксического, семантического и прагматического) семантической информации, а также формализованные способы отображения процессов ее преобразования позволяют представить процесс обучения в формализованном виде как процесс генерирования, восприятия и "осмысления» информации.
6. Формализация процесса обучения в терминах теории информации (системно-информационного анализа и теории информационных семантических систем), т.е. на самом высоком уровне абстракции, позволяет формулировать на единой методологической основе законы управления учебной деятельностью обучаемых в различных структурах информационных связей между ними и обучающим, т.е. в различных дидактических системах, вне зависимости от конкретного содержания обучения (видов УЭ и форм их представления) и его целей (требований к качеству усвоения конкретных УЭ).
7. Из возможности количественной оценки синтаксического, семантического и прагматического аспектов семантической информации следует возможность обоснования и разработки нетривиального для современной педагогики единого подхода к объективной количественной оценке минимально необходимой для целей формализации процесса управления обучением совокупности следующих параметров:
– трудоемкости реализации обучающего воздействия (приема, способа обучения);
– логико-структурной (смысловой) сложности УЭ, определяющей трудоемкость его усвоения;
– степени достижения обучаемым целей изучения УЭ (оценка качества усвоения УЭ).
Подводя итоги анализа возможных методов решения основных задач психолого-педагогического проектирования АОС(КОС), необходимо сделать следующие выводы:
1. Применяемая для разработки АС и предлагаемая для психолого-педагогического проектирования АОС(КОС) методология комплексного системного проектирования является наиболее общей, мощной и гибкой стратегией организации и проведения проектных работ. Она позволяет в процессе анализа САО и проектирования АОС (КОС) использовать все многообразие современных методов системного анализа, а также любых других методов научных исследований, в основе которых лежат идеи системного подхода.
2. В соответствии с методологией комплексного системного проектирования выбор конкретных методов решения отдельных проектных задач, производится на основе анализа исходной проектной ситуации и целей ее разрешения. Необходимая степень формализованности используемых методов определяется в соответствии с формальной стадией выполнения проектных работ. Рекомендации по применению отдельных методов и стратегий решения задач макропроектирования АОС(КОС) в соответствии с неформальными этапами проектирования системы приведены в табл. 1.3.2.
3. Проведенный по различным классификационным принципам анализ системы обучения и САО позволяет определить нижеследующую минимально необходимую для решения задач психолого-педагогического проектирования АОС (КОС) совокупность классификационных признаков этих систем:
3.1. По степени организованности – самоорганизующаяся система;
3.2. По субстанциональному признаку (по природе входящих в состав системы элементов) – гуманистическая система (система "человек-техника");
3.3. По соотношению элементов "человек", "техника» и их целей – антропотехническая система гомеостатического типа с эргатическим объектом деятельности;
3.4. По природе системообразующих связей (по субстанциональному характеру взаимодействия элементов в системе) – информационная семантическая система.
4. Обоснованная принадлежность системы обучения и САО к указанным в п.3. классам систем определяет необходимость и перспективность применения для проектирования АОС(КОС) ниже перечисленных подходов и методов формализованного отображения систем:
4.1. Классификация САО как самоорганизующейся системы определяет необходимость ее многоуровнего описания, что соответствует принятой для проектирования АОС(КОС) методологии комплексного системного проектирования АС. На макроуровне психолого-педагогического проектирования АОС(КОС) должны быть обоснованы и разработаны следующие виды формализованного описания проектируемой системы:
– обобщенная модель проектируемой системы и критерии эффективности ее функционирования;
– информационное описание проектируемой системы, включающее разработку ее организационной структуры и формулировку закона управления;
– функциональное описание проектируемой системы, включающее разработку ее функциональной структуры и общего алгоритма функционирования;
– основа системотехнического описания проектируемой системы, включающая обоснование основных требований к аппаратно-программным средствам и обобщенную структуру КСА АОС(КОС).
4.2. Обоснование и разработка обобщенной модели проектируемой системы должна производится на основе антропоцентрического подхода и предполагает исследование данных педагогической науки средствами системного анализа. Наиболее перспективной методологией разработки обобщенной модели обучения является разработанный в рамках системно-эргономического подхода [32, С.130-198] единый подход к унифицированному формализованному представлению информации о проектируемой системе в виде баз знаний и данных (интенсиональных и экстенсиональных семантических сетей знаний и данных).
4.3. Классификация САО как информационной семантической системы определяет необходимость и перспективность обоснования и разработки критериев эффективности функционирования АОС (критериев дидактической эффективности) на основе аксиоматики системно-информационного анализа [28,29], позволяющего решить нетривиальную для современной педагогики проблему объективной оценки трудоемкости реализации обучающих воздействий обучающим, трудоемкости усвоения УЭ обучаемым и оценки степени достижения целей обучения обучаемым. Формулировка указанных показателей в терминах теории информации, т.е. на предельно высоком уровне абстракции, в свою очередь обеспечивает универсальность разрабатываемых на их основе законов управления обучением. В частности обеспечивает объективную сравнимость результатов обучения по различным учебным дисциплинам с применением различных методик обучения.
4.4. Классификация САО как антропотехнической системы гомеостатического типа с эргатическим объектом управления с учетом информационного характера системообразующих связей определяет перспективность применения для обоснования и разработки организационной структуры САО и законов управления обучением в ней равн
