Читать книгу Дидактика цифровой среды - Т. Н. Носкова - Страница 14

Цифровая цивилизация, связанная с появлением компьютерных устройств, интернет-пространства и веб-технологий определяет новый этап в развитии образования. Цифровая среда становится новой глобальной образовательной платформой, берет на себя роль всемирной информационной библиотеки и мобильного средства связи. Перед современными обучающимися открылся новый путь развития и саморазвития – через программно-аппаратные средства и цифровое пространство, наполненное новыми тактиками и стратегиями образовательной деятельности, новой информационной этикой и культурой, новыми средствами и формами взаимодействия.

Цифровые устройства, такие как компьютеры, смартфоны, планшеты с многообразием выбора приложений и виджетов (элементов управления) стали естественным «продолжением руки человека», они определяют ориентиры и круг его действий, отражают последовательность размышлений, выполняют простые рутинные операции и сложную интеллектуальную работу. Эти устройства «встраиваются в телесность человека», поскольку становятся частью его образа мыслей, определяют его мотивацию, поведение, стратегии деятельности и ценности, облегчают его работу, вводят в круг новостей и интересных событий, способны слушать и воспроизводить информацию.

Сращивание человека и компьютерной техники, что активно наблюдается в последние годы, ведет к формированию качественно иного отношения к компьютеру, взаимосвязь начинает носить яркий эмоциональный характер. Не случайно человек, лишенный компьютера, оказывается беспомощным, эмоционально подавленным, он теряет не просто орудие труда, но и своего друга, помощника, партнера и сотрудника, за счет которого можно резко увеличить эффективность и качество разных форм деятельности. «Сегодня в образовавшейся экосистеме тотального пользования компьютерами на первое место выходит концепция, при которой люди и машины рассматриваются не изолированно, а сквозь призму развития взаимоотношений между ними» [Ахметов, 2013].

Характерным для современного человека является «человеко-машинное» («человеко-компьютерное») взаимодействие, в котором главным инструментом выступает компьютер, а главным субъектом действий является человек. Компьютер, как основной элемент цифровой среды, позволил не просто расширить привычные формы и способы коммуникаций людей, но и изменил сам характер взаимодействия с техническим устройством. Исследования в области человеко-машинного взаимодействия, которые ведутся активно на протяжении многих лет, показывают: если изначально человек был зависим от машины, то теперь он приобрел относительную свободу и независимость. Человеко-машинное взаимодействие расширилось от офисных приложений до включения человека в виртуальное пространство, акцент сместился от изучения скорости набора электронных текстов до изучения интеллекта человека, его поведения в интеллектуальных системах. Сегодня взаимодействие человека и машины оценивается как органичное, обогащающее и развивающее.

За долгие годы изучения феномена «человеко-машинное взаимодействие», в итоге появилась динамично развивающаяся самостоятельная междисциплинарная область. К ближайшим смежным дисциплинам которой относятся информатика, психология, педагогика, философия, социология, эргономика и другие. Человеко-компьютерное взаимодействие «изучает то, какими способами пользователи работают с компьютерами, и каким образом должны быть спроектированы компьютеры (и программная, и аппаратная части), для того, чтобы они использовались с максимальной эффективностью» [Граничин, Кияев, Корявко, Антропова, 2011]. Основной чертой человеко-машинного взаимодействия является его алгоритмизация. По алгоритмизации действий пользователя можно выделить различные типы человеко-машинного взаимодействия. Рассмотрим их в аспекте образования.

Жесткая заданность алгоритмов человеко-машинных взаимодействий. Строго заданная алгоритмизация человеко-машинных взаимодействий характерна для систем программированного обучения. Программированное обучение – метод обучения, выдвинутый Б. Ф. Скиннером в 1954 г. и получивший развитие в работах специалистов многих стран, в том числе отечественных ученых [Беспалько, 1970; Гальперин, 1967].

Б. Ф. Скиннер, разработав концепцию программированного обучения, заложил в нее следующие принципы линейного алгоритма взаимодействий: малых шагов (учебный материал делится на малые части); низкого уровня трудности порций; немедленного подтверждения правильности ответа; индивидуализации темпа учения; единообразного хода учения и др. К концу программы все ученики придут одним и тем же путем. Отличием подхода, разработанного Н. Краудером в 1960 г., является введение разветвленных алгоритмов взаимодействий при изучении учебного материала.

В целом программированное обучение можно рассматривать как попытку формализации процесса обучения, которая открывает возможность построения программированного учебного диалога человека и машины. Такое взаимодействие строится по принципу иерархичности, где центром выступает компьютерная система. В рамках такого типа взаимодействий устройство выполняет роль наставника, оно определяет постановку задачи и последовательность действий, совершаемых обучающимся. Учебное взаимодействие строится по принципу «жесткого» управления, разворачиваясь последовательно и постепенно в рамках четко спланированного процесса обучения. Компьютерная система выступает и в качестве ведущего источника информации, носителя предметно-практического опыта, контролера, когда обратная связь замыкается самим устройством.

В программированном обучении реализуется модель объектных отношений, для которой характерно приравнивание обучающегося к объекту обучения, выступающего в роли подчиненного, зависимого, лишенного свойств самооценки и самоуправления [Социология управления: Теоретико-прикладной толковый словарь, 2015]. Основной задачей такого типа взаимодействий является поддержка усвоения знания субъектом или формирование определенных умений, навыков. Человек рассматривался как звено цепочки процесса взаимодействия, решающий определенные задачи.

Программированные взаимодействия в обучении всегда актуальны, например, при отработке строго формализуемых умений и навыков. Например, при формировании умений и навыков правописания на родном или иностранном языке, решения математических задач и пр. Поэтому сегодня они широко используются в построении разнообразных виртуальных тренажеров формирования умений и навыков. Перечень практического использования программируемых методов обучения может быть продолжен.

Автоматизация. Жесткие алгоритмы человеко-машинных взаимодействий лежат в основе автоматизации процессов, которые находят широкое применение в различных профессиональных практиках. Например, в автоматизированных системах планирования (АСП), автоматизированных системах проектирования (САПР), автоматизированных экспериментальных комплексах (АЭК) и др. Следовательно, в процессе формирования современных профессиональных компетенций будущих специалистов диапазон человеко-машинных взаимодействий с жесткой алгоритмизацией будет востребован и в дальнейшем.

Многовариантность выбора алгоритмов взаимодействий в цифровой среде предоставляют средства информационных и коммуникационных технологий. Многообразие современных сервисов сетевой среды предоставляет пользователям широкий выбор алгоритмов информационных и коммуникационных действий.

Алгоритмизация коммуникационных действий в цифровой среде приводит к определенной формализации процесса. Используя сетевые сервисы, пользователь по заданным алгоритмам осуществляет действия в решении определенных задач: осуществляет поиск информации в цифровой среде; совместно с другими редактирует документы, рисует схемы, участвует в проекте; обменивается продуктами деятельности через файлообменники и этот перечень может быть продолжен. Определяя цели деятельности, планируя ее выполнение, выбирая для этого определенный сервис, субъект должен придерживаться определенных алгоритмов, задаваемых сетевым сервисом, грамотно используя информационные и коммуникационные технологии.

Применительно к образованию введено понятие «ИКТ-компетенции». Компетенции использования информационных и коммуникационных технологий, в соответствии со стандартами, сегодня должны быть сформированы как у современного педагога, так и обучающихся. В процессе информатизации и цифровизации образования вводится еще одно важное понятие педагогические «ИКТ-инструменты». Что такое педагогические ИКТ-инструменты? Это компьютерные устройства, информационные технологии и системы, программные средства и информационные ресурсы, которые используют педагоги в цифровой среде обучения. Эти инструменты позволяют создавать и задействовать в учебном процессе электронные образовательные ресурсы, организовывать сетевое взаимодействие субъектов, гибко управлять учебной деятельностью [Носкова, Павлова, Яковлева, 2018]. ИКТ-инструменты являются новым орудием труда субъектов образовательного процесса.

Обучающийся, в свою очередь, использует ИКТ-инструменты для решения образовательных задач в задаваемом диапазоне возможностей инструментальных средств. С помощью ИКТ-инструментов субъект последовательно осваивает или извлекает новые знания, самостоятельно управляет ходом образовательной деятельности. Позиция обучающегося становится активной (выбор собственного темпа, последовательности изучения материала, форм контроля), информационный поток перестает быть однонаправленным. За счет применения разнообразных ИКТ-инструментов у обучающегося появляется возможность использования нелинейных и многовариативных форм получения, преобразования и сохранения информации, что в свою очередь усиливает персонализацию обучения.

Выступая субъектом деятельности, обучающийся сам определяет когда, с кем (чем) и как вступить в образовательные взаимодействия, самостоятельно определяет цели, темп и форму взаимодействия. Это взаимодействие разворачивается «по запросу» пользователя. Компьютерная система здесь выступает как средство обучения. Особенностью управления в такой модели коммуникаций становится самоуправление субъектом своей образовательной деятельностью.

Выбор алгоритмов взаимодействий, реализуемых на базе информационных и коммуникационных технологий, в цифровой среде открывают возможности использования компьютера как средства самореализации человека, как инструмента творчества, развития интеллекта, стимулирующий человека полнее открыть свои способности, проявить свою индивидуальность. Цифровая среда становится площадкой, где можно одновременно искать ответы на интересующие вопросы, отслеживать новости, знакомиться с рейтингами, комментировать события и вступать в разнообразные дискуссии. Сталкиваясь с многообразием ресурсов сети, обучающийся погружается в многомерный информационный мир, где может попробовать себя в различной роли: исследователя, наблюдателя, организатора, игрока, творца и пр. Примеряя новые роли и статусы, обучающийся вовлекается в отбор определенного содержания, проработку и обработку материала, организацию образовательного маршрута.

Очевидно, что интенсивность и оперативность сетевых информационных потоков требует проявления особых умений: выбора релевантной информации, отбора достоверной информации; хранение, поиск, представление и передача информации с помощью сетевых инструментов; анализ и оценивание различных мнений, позиций, подходов, отстаивание личного мнения; моделирование и проектирование явлений и процессов; формулирование проблемы и поиск путей решения; представление результатов своего труда и самопрезентация. Сетевые социальные сервисы позволили молодежи по-новому решать задачи взаимодействия – с помощью «коллективного разума» (удаленных взаимодействий распределенных субъектов), когда происходит совместный поиск ответов на вопросы: что выбрать, как сделать, где найти, кто может помочь, почему так произошло, где лучше и пр. [Куликова, 2017].

Интеллектуальные алгоритмы лежат в основе создания интеллектуальных информационных технологий и систем. Интеллектуальные информационные технологии (ИИТ) – одна из наиболее перспективных и быстро развивающихся научных и прикладных областей информатики. Цели интеллектуальных информационных технологий – расширение круга задач, решаемых с помощью компьютеров, особенно в слабоструктурированных предметных областях, и повышение уровня интеллектуальной информационной поддержки современного специалиста.

Под интеллектуальными информационными технологиями (ИИТ) обычно понимают такие информационные технологии, в которых функционируют следующие компоненты: базы знаний, отражающие опыт специалистов в деятельности со слабоформализованными задачами, такими как принятие решений, проектирование, извлечение смысла, обучение и т. п.; использование моделей: правил и логических выводов; аргументации и рассуждения; распознавания и классификации ситуаций; обобщения и т. п.; формирование решений на основе нечетких, нестрогих, неполных, недоопределенных данных; способность осуществлять помощь в формулировании выводов и принятии решений.

Интеллектуальные информационные технологии базируются на особых методах формализации и организации знаний, которые в основном опираются на современную теорию больших систем или сложных систем [Гиг, 1981; Wasson, 2005]. Такие способы представления предметного содержания в образовательных ресурсах цифровой среды позволяют человеку взаимодействовать не только с большими объемами информации и данных (автоматизация поиска информации), но и получать результаты их автоматизированной интеллектуальной обработки (на основе методов формализации, организации и анализа), что трактуется как извлечение знаний для решения сложных задач, в том числе учебных. При этом обучающийся фактически осваивает новые информационные инструменты деятельности, поскольку инновационным является весь процесс взаимодействия с информацией: ставятся новые цели, используются новые формальные модели представления информации и как следствие достижимы принципиально новые результаты.

Использование больших данных (big data) – это новая профессиональная задача педагога цифровых образовательных платформ. Большие данные – это совокупность технологий, которые призваны совершать три операции: обрабатывать большие по сравнению со «стандартными» сценариями объемы данных; уметь работать с быстро поступающими данными в очень больших объемах, уметь работать со структурированными и плохо структурированными данными [Протасов, 2020]. По сути большие данные подразумевают работу с информацией огромного объема и разнообразного состава, часто обновляемой и находящейся в разных источниках. Это могут быть данные электронных журналов, электронных документов или видеоматериалы, диалоги, машинные коды, геопространственные данные и пр. Это могут быть самые разнообразные данные об обучающихся: от фамилии и места проживания до количества пропусков занятий и неверно решенных заданий. Это данные, которые всегда циркулировали в сфере образования, но раньше не хватало мощностей технологий для их сохранения и детального анализа.

На сегодняшний день в сфере образования собирать такие данные проще всего на базе электронных учебных изданий и дистанционных курсов. Самой популярной на сегодняшний день свободно распространяемой электронной обучающей средой в сфере дистанционного образования является система Moodle (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment). Система может автоматически сохранять время, потраченное на изучение курса, даты посещения курса, заносить оценки в системный электронный журнал, фиксировать количество попыток при выполнении заданий, количество и тип ошибок и пр.

В общих словах, очевидно в будущем большие данные помогут сделать педагогические инструменты лучше, а образование эффективнее. Если рассуждать детальнее, то ученые отмечают, что большие данные:

– позволят ускорить решение научных, исследовательских и педагогических проблем за счет возможности работать с индивидуальными траекториями;

– помогут персонализировать контент под потребности каждого обучающегося, поскольку анализ таких данных позволяет строить модели, графы, диаграммы, отражающие взаимосвязи поведения, интересов, предпочтений обучающихся и не только понимать текущие образовательные предпочтения обучающихся, но и прогнозировать будущие тенденции;

– позволят повысить скорость и эффективность усвоения знаний. «Если традиционно преподавательская методика создается на основе персонального опыта одного-нескольких учителей, то на основе больших данных методика становится продуктом массового опыта» [Ларьяновский, 2020].

В современном обществе по-разному оцениваются перспективы применения человеко-машинного взаимодействия в образовании. Одни ученые считают, что машина способна выполнять легкоформализуемые операции по обработке информации и главная роль в учебном процессе должна сохраняться за педагогом, другие считают, что развитие искусственного интеллекта и нейрокомпьютерных сетей позволит создать такие экспертные обучающие системы, интеллектуальные системы, которые смогут полностью заменить педагога. Не вдаваясь в дискуссию о роли человеко-машинного взаимодействия в решении задач образования, отметим, что под влиянием процессов информатизации и глобализации человеко-машинное взаимодействие становится более открытым и доступным для сферы образования. В новой образовательной среде происходит усиление человеко-машинных взаимодействий, в ближайшем будущем оно коснется всех ступеней образования. Преимущества такого взаимодействия понятны, но, вместе с тем, необходимо понимать трудности, связанные с этим процессом, и сопутствующие проблемы. Современному педагогу предстоит научиться видеть, осознавать эти проблемы и связанные с ними образовательные риски, научиться осуществлять поиск ответов, от которых будет зависеть эффективность инновационных образовательных практик.