Бісікало О.В., Вінійчук Т.В.
Вінницький національний технічний університет
Розв’язання задач дистанційного
навчання на основі формалізації психодидактичного середовища
Згідно з
стандартом SCORM, сучасний контент може складатися з тексту або окремих природно-мовних
конструкцій (ПМК), гіпертексту, графічних, аудіо-,
відео- та анімаційних об’єктів різних форматів. У відповідності до визначення
міжнародної асоціації ІЕЕЕ, за умови багаторазового використання з навчальною
метою елементом навчального контенту (НК) визнають або окремий з перелічених
вище об’єктів або їх поєднання. Актуальність інтелектуалізації НК зростає у зв'язку
з сучасними тенденціями розвитку Semantic WEB та поширенням відповідних
стандартів (XML, RDF, OWL тощо).
Проте критична
маса доступного у мережі Інтернет контенту не підтримує парадигму Semantic WEB,
а тому побудова потрібного для розв’язання навчальних завдань НК потребує
значних зусиль висококваліфікованих фахівців. В умовах самоосвіти або
самостійного підвищення кваліфікації відбір якісного контенту в межах певних
дидактичних задач взагалі перетворюється у проблему, що призводить до низької
ефективності застосування НК.
Одним з
можливих шляхів розв’язання окресленої проблеми є формалізація
психодидактичного середовища [1] – відносно нового педагогічного концепту, який
до певної міри забезпечує виконання функцій викладача в навчальному процесі. З
точки зору психодидактичного підходу, шкільній підручник нового покоління – це поліфункціональна
дидактична система, що відповідає системі вимог до навчального контенту.
Психодидактичне середовище за визначенням має забезпечити шість основних
функцій, а саме [2]:
1.
Освітня функція (інформування тих, хто навчається про певну галузь наукових
знань з урахуванням доступності навчального контенту; специфічна форма структурування
навчальної інформації у вигляді співвідношення довідкових, пояснювальних та
проблемних текстів; орієнтація на розуміння навчального матеріалу; баланс згорнутості
– розгорнутості навчального тексту; спільність декларативного і процедурного
знань).
2.
Керуюча функція (наявність інструктивної інформації; організація «збагачувального»
повторення, коли попередній матеріал повторюється одночасно з засвоєнням
нового; створення умов для дослідницької діяльності тих, хто навчається, стимулювання
їх до самостійної роботи; включення засобів поточної навчальної діагностики).
3.
Розвивальна функція (створення умов для утворення понять; формування загальних
інтелектуальних вмінь, в тому числі здатності міркувати, обґрунтовувати, доводити,
критикувати, приймати раціональні рішення тощо; вибудовування в учнях рефлексивної
позиції; мотивація навчальної діяльності; розвиток творчих можливостей тих,
хто навчається).
4.
Комунікативна функція (проблематизація навчального тексту, в тому числі за
допомогою різного роду питань; його діалоговий характер; експресивний стиль викладення).
5.
Виховна функція (наявність світоглядних, методологічних та історично-наукових
знань; ініціювання засобами тексту ціннісного відношення тих, хто навчається до
навчального матеріалу; особистісна значимість навчального тексту на основі
врахування особистого досвіду ученика; орієнтація на формування його особистісних
якостей).
6.
Функція диференціації та індивідуалізації навчання (облік засобами навчального
тексту індивідуального темпу навчання, індивідуальних пізнавальних стилів тих,
хто навчається, схильностей, рівня інтересу до предмету, своєрідності здібностей
до певних наук, надання можливості вибору режиму навчальної діяльності).
За методами
побудови, психодидактичне середовище можна вважати підручником з виключно
авторським наповненням унікального НК. Проте електронна форма такого підручника
разом з відповідною формалізацією основних функцій середовища мають низку
суттєвих переваг. Задача дослідження
полягає в наступному: отримати таку модель психодидактичного середовища, яка
сприймає вхідну інформацію у формі навчального тексту, формує з цієї інформації
базу знань (БЗ) та підтримує реалізацію 6-ти вищеозначених функцій.
Для розв’язання
поставленої задачі запропоновано підхід, сутність якого полягає у представленні
психодидактичного середовища на основі формального поняття інфологічної системи
(ІС) 
, яка здатна розпізнавати окремі образи з нескінченної
множини 
аналогічно тому, як людина
розпізнає гештальт [3]. ІС також може
сприймати асоціативні зв’язки між парами образів як елементи множини 
, де 
– довільна множина
упорядкованих пар. Образною конструкцією (ОК) будемо вважати будь-яку підмножину
, яка є елементом 
– σ-алгебри
підмножин з 
. Отже, всі ОК мають властивість 
.
Система 
обмінюється інформацією з зовнішнім
світом як «чорним ящиком» виключно у вигляді ОК, з яких розрізняють
послідовність вхідних подій 
та множину образних реакцій системи
, причому 
, 
. Введено онтогенетичний принцип побудови системи 
– множина 
, що визначає сенс її діяльності, отримується виключно шляхом послідовного
накопичення оператором 
параметрів чергових 
з зовнішнього «чорного ящику» та
подальшого самовдосконалення 
. Формально БЗ системи 
будуємо як 
, де 
– загальна кількість
сприйнятих ІС вхідних ОК.
Зважаючи на те, що основна інформація НК представлена у
вигляді ПМК, виникає необхідність поєднати концепти ОК та ПМК за допомогою
поняття, що характеризує внутрішню мову людини [3]. Визначимо поняття мовного
образу (МО) на
основі головної символьної ознаки у вигляді кореня слова. Формально підмножину 
доступних для
сприйняття людиною МО представимо за допомогою четвірки основних змістовних
концептів: 
, де N – поняття, O – об’єкт, M –
метод, Q – якість. Синтагмою будемо вважати представлення вхідної події 
через МО. Тоді БЗ 
системи 
, сприймаючи вхідний текст у вигляді послідовності синтагм,
накопичує ваги асоціативних зв’язків між МО на основі бінарного нечіткого
відношення [4] з функцією належності 
, де 
– кількість
зафіксованих 
зв’язків між l-м та j-м МО на деякий момент
часу 
. Зрештою, маємо БЗ як семантичну мережу, вузлами якої є МО, причому
кожному з них відповідає підмножина слів, що вже зустрічалися у досвіді ІС; відомі
також ваги зв’язків між МО.
Розглянемо
тепер реалізацію функцій психодидактичного середовища на основі запропонованого
підходу до формалізації навчального контенту. Зауважимо, що викладач має
попередньо структурувати НК у вигляді послідовності основних навчальних доз і,
при необхідності, додаткових, що підпорядковані основним. Крім того, всі
речення НК потрібно ввести до БЗ системи у вигляді синтагм [4], тоді кожному
реченню і кожній навчальній дозі буде поставлено у відповідність фрагмент
семантичної мережі БЗ. Обидві ці вимоги не викликають значних труднощів для
авторів у випадку застосування спеціальної програмної оболонки для створення
електронних посібників [5].
Освітню
функцію частково забезпечено за рахунок самого підходу, оскільки інформування –
це пред’явлення учням чи студентам вхідної текстової інформації. За якість
побудови НК та інші аспекти функції відповідає викладач.
Керуюча
функція частково реалізована за рахунок «розумних» тестів, коли одна з
неправильних відповідей студента пов’язується з певним фрагментом семантичної
мережі. Внаслідок активізується відповідний додатковий матеріал.
Розвивальна
функція частково підтримується як за рахунок самого підходу, так і за допомогою
підвищення інтерактивних можливостей ІС. Крім того, забезпечено автоматизовану
підготовку тестів на перевірку ключових понять.
Комунікативна
функція також частково підтримується за рахунок нових діалогових можливостей,
причому запропонований підхід забезпечує генерацію питань для кожної окремої
навчальної дози – основної або додаткової.
Виховну
функцію, як одну з найбільш складних з точку зору формалізації, опосередковано забезпечує
полегшений варіант модерації навчального процесу викладачем та нові можливості
семантичного пошуку на основі БЗ НК.
Функція
диференціації та індивідуалізації навчання в межах підходу природно
підтримується за рахунок мультимедійного контенту в основних та додаткових
навчальних дозах. Модель психодидактичного середовища на основі ІС забезпечує
однорідність оброблення конструкцій всіх типів образів – мовних, графічних,
аудіо-, відео-, анімаційних тощо.
Отже,
запропонований підхід до формалізації навчального контенту забезпечує часткову підтримку
6-ти основних функцій психодидактичного середовища. Зрозуміло, що сучасний
рівень моделювання інтелектуальних можливостей людини не дозволяє повністю
відмовитися від контролю за навчальним процесом з боку викладача. Проте закладена
у модель властивість самовдосконалення контенту на основі нової текстової
інформації дозволяє зменшити витрати часу викладача на сценарне упорядкування
НК та підвищує рівень інтерактивності електронного контенту.
Література:
1.
Панов В.И. Психодидактика
образовательных систем: теория и практика. – СПб.: Питер,
2007. – 352 с.
2. Гельфман Э.Г., Холодная М.А. Психодидактика школьного
учебника. Интеллектуальное воспитание учащихся. – СПб.: Питер, 2006. – 384 с.
3. Бісікало О.В.
Концептуальні основи моделювання образного мислення людини / Бісікало О.В. –
Вінниця: ПП Балюк І.Б., ВДАУ, 2009. – 163 с.
4.
Бісікало О.В. Онтогенетичний підхід до розуміння сенсу навчальних об'єктів
/ О.В. Бісікало // Теоретичні та прикладні аспекти побудови програмних систем
TAAPSD’2010: тези доповідей 7-ї
міжнар. конф., (Київ, 4–8 жовтня 2010 р.). – Київ, 2010. – С. 85–94.