Возможен и другой подход к классификации ПТС по дидактической направленности. В этом случае современные компьютерные технологии обучения также делятся на два класса:
системы программированного обучения (СПО);
Педагогическое проектирование и педагогические технологии 239
интеллектуальные системы обучения (ИСО). Технология программированного обучения предполагает получение обучающимся порций информации (текстовой, графической, видео - все зависит от технических возможностей) в определенной последовательности и обеспечивает контроль за усвоением в точках учебного курса, определенных преподавателем.
Интеллектуальные системы обучения отличаются такими особенностями, как адаптация к знаниям и особенностям учащегося, гибкость процесса обучения, выбор оптимального учебного воздействия, определение причин ошибок учащегося. Для реализации этих особенностей ИСО применяются методы и технологии искусственного интеллекта.
Структура ИСО содержит общие и специальные знания трех классов:
о предметной области;
о стратегии обучения;
об учащемся (модель обучающегося).
В интеллектуальных системах обучения эти знания представлены в соответствующих базах знаний с помощью различных методов и средств. При этом в модели обучающегося выделяются три компонента, каждый из которых включает процедурную и декларативную составляющую:
база знаний обучающегося;
диагностика его знаний и выполняемых заданий;
алгоритм формирования новых заданий.
Модель обучающегося постоянно обновляется в ходе обучения в соответствии с изменениями отражаемых ею характеристик обучаемого.
Деление технологий разработки программно-аппаратных комплексов на СПО и ИСО не может быть строгим, так как системы одного класса могут включать в себя и элементы другого.
Для реализации ИСО используются следующие средства:
экспертные системы;
гипертекстовые системы;
системы мультимедиа;
программы деловых игр;
динамическая графика и анимация.
Приведенное выше разделение технологий компьютерного обучения на процедурные и декларативные, а также на СПО и ИСО вытекает из деления целей обучения на два класса: обучение навыкам использования конкретных методов в практической деятельности, получение и систематизация различных фактических данных;
обучение анализу информации, ее систематизации, творчеству, исследованиям.
Системы второго класса позволяют проектировать учебные курсы, значительно более сложные, чем системы первого класса. Именно с их помощью можно научить процессам проведения синтеза, анализа, аналогии, сравнения, дедукции, индукции и т.п. Оба класса технологий взаимно дополняют друг друга, поэтому в целом ряде случаев неверным является отказ от систем первого класса в пользу систем второго класса.
Классификация по способу программной реализации
По способу программной реализации программно-аппаратные комплексы можно разделить на три класса:
созданные с помощью прямого программирования на языке высокого уровня;
созданные с использованием средств объектного программирования;
созданные с помощью инструментальных авторских систем (ИАС).
Это деление также не является достаточно строгим, так как большинство авторских оболочек имеет выход в среду прямого программирования. Это объясняется тем, что универсальные, а тем более специализированные инструментальные оболочки, обычно не реализуют многие функции, необходимые для создания образовательных программно-аппаратных комплексов по типу процедурной реализации дидактической составляющей. Например, они не имеют средств для математического моделирования объектов.
Классификация по целевому назначению
По принципам организации процесса обучения инструментальные авторские системы (ИАС) разделяются на интеллектуальные и традиционные.
Интеллектуальные ИАС опираются на последние достижения в области искусственного интеллекта и являются, безусловно, передовыми для разработки прикладных компьютерных учебных программ (КУП), нацеленных на проблемно-ориентированный подход к обучению.
Традиционные ИАС в зависимости от наличия в них тех или иных функциональных возможностей целесообразно разделять на универсальные и специализированные.
Педагогическое проектирование и педагогические технологии 241
Универсальные ИАС должны обеспечивать следующие функциональные возможности:
ввод н анализ ответов;
формирование логической структуры КУП;
поддержку и формирование текстового и графического материала;
обеспечение динамики изображений;
математическое моделирование с визуализацией результатов;
организацию гипертекстовых структур;
сбор и обработку статистической информации;
формирование рейтинговой оценки уровня знаний;
возможность работы в локальной вычислительной сети;
функционирование КУП в автономном режиме.
В настоящее время существуют десятки как зарубежных, так и отечественных универсальных ИАС. В последние годы в связи с развитием технических возможностей для создания программно-аппаратных комплексов на основе технологий мультимедиа к функциональным возможностям универсальных ИАС добавились еще две: звуковое сопровождение и поддержка видеоизображения.
Специализированные ИАС компьютерных учебных программ в зависимости от их целевого назначения целесообразно разделять на следующие типы:
гипертекстовое и гипермедиа ИАС;
моделирующие ИАС;
ИАС для контроля знаний и педагогического тестирования;
ИАС для организации лекционного сопровождения.
1) Гипертекстовые и гипермедиа ИАС характеризуются следующими возможностями:
работа с такими фрагментами, как текст, графика, звук и видео;
наличие различных способов поиска информации (по ключевым словам и "горячим точкам" экрана, по функциональным кнопкам, по темам в многооконном режиме, по графическим картам узлов и связей);
многооконный режим работы;
различные способы навигации (наличие стандартных маршрутов и возможность фильтрации материала);
наличие механизма "закладок";
внесение и сохранение комментариев;
построение новых гипертекстовых структур с множественной интерпретацией материала (сбор и сохранение рефератов и конспектов);
организация взаимодействия с внешней средой (подключение моделирующих программ и т.д.).
2) Моделирующие ИАС используются для разработки программ моделирования процессов и объектов различной физической природы, а также создания различных компьютерных тренажеров (КТ), в том числе в реальном масштабе времени, и должны обеспечивать следующие функциональные возможности:
моделирование процессов, описанных алгоритмически, а также системами математических уравнений и неравенств;
обеспечение различных сценариев моделирования (кроме жестких, т.е. сценариев с возможностью управления действиями учащегося и самой моделью);
поддержку интерактивного режима разработки модели с коррекцией действий разработчика;
применение различных процедур (рекурсивных, итерационных и т.д.);
наличие библиотеки готовых форм индикаторов и датчиков;
обеспечение работы в реальном масштабе времени;
возможность подключения к реальным аппаратным средствам;
наличие достаточного количества переменных и спецфункций.
3) Поскольку конечной целью контроля и тестирования является определение и научное измерение степени усвоения учебного материала и овладения необходимыми знаниями, умениями и навыками, специализированные АИС должны поддерживать следующие функциональные возможности:
широкий набор способов предъявления заданий (случайный выбор, генерация заданий по шаблонам и т.д.);
полный набор способов анализа и ввода ответов;
гибкость в способах выставления оценки уровня учебных достижений обучающегося;
сбор и обработку индивидуальной и групповой статистической информации о результатах контроля;
возможность работы в локальной вычислительной сети
Педагогическое проектирование и педагогические технологии 243
с целью автоматического сбора информации о ходе контроля и его результатах со всех компьютеров одновременно.
Для создания педагогических тестов, которые представляют собой совокупность взаимосвязанных заданий возрастающей сложности, позволяющих надежно и валидно оценить знания и другие интересующие педагога характеристики личности, необходимо выполнение ряда дополнительных требований. К таким требованиям относятся:
возможность составления тестовых заданий всех известных типов (открытых, с выборочным ответом, на установление соответствия, контролируемых, включая и контролируемое конструирование графических изображений);
