CC BY
239
УДК 378+378, 164/169
АДАПТИВНОЕ ЭЛЕКТРОННОЕ ОБУЧЕНИЕ КАК ВЫСОКОУРОВНЕВАЯ
ТЕХНОЛОГИЯ
ОРГАНИЗАЦИИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ В ВУЗЕ
Е.В. Елисеева, С.Н. Злобина
В статье представлены теоретические материалы, посвященные современным исследованиям в области адаптивного электронного обучения и касающиеся преимуществ, требований к организации, классификации автоматизированных обучающих систем, построения моделей обучения и обучаемого.
Ключевые слова: технология, адаптивное обучение, адаптивная образовательная модель, электронное обучение
В рамках осуществляемой образовательной реформы происходит качественный переход системы высшего профессионального образования России к преимущественно компетентностному подходу в образовании, студентоцентрированной парадигме, предполагающей построение каждым обучающимся индивидуальной образовательной траектории. Важную роль в осуществлении новой образовательной парадигмы играет технология адаптивного обучения, опирающаяся на достижения современных информационных и коммуникационных технологий.
Основные идеи технологии адаптивного обучения были впервые предложены учеными Гордоном Паском и Л.А. Растригиным. Фундаментальный теоретический и прикладной вклад в разработку адаптивной технология обучения и внедрения ее в учебный процесс внесли научные исследования А.С. Границкой.
Сутью данной технологии является характер отношений между обучаемым и обучающим, которые рассматриваются, как отношения между объектом управления и управляющим «устройством», что позволяет широко использовать методы теории управления [3]. Так как построение точной модели сложного объекта практически невозможно, необходимо построить приближенную модель и адаптировать ее параметры для обеспечения ее адекватности реальному объекту (обучаемому).
Проведенный нами терминологический анализ показал, что собственно термин «адаптация» (adaptation) обозначает приспособление в широком смысле этого слова, тогда как термин «приспособление» (adjustment) - в более узком - «приспосабливать», «приспособится», что, по существу, выражает ситуативное приспособление субъекта к наличным условиям.
К важным понятиям, связанным с адаптивной технологией обучения, относят:
• адаптирующее образование - программы и курсы, ориентированные на формирование комплекса способностей, необходимых для того, чтобы индивид мог комфортно жить и эффективно действовать в новых для него социальных условиях;
• адаптивная образовательная система - система, способная каждому обучающемуся помочь достичь оптимального уровня интеллектуального развития в соответствии с его природными задатками и способностями;
• адаптивная образовательная модель (прим. к школе) - модернизированная массовая общеобразовательная школа для учащихся со смешанными способностями [7].
Как отмечает Соловов А.В. термин «электронное обучение» (E-leaming) удачно интегрирует в себе ряд понятий в сфере современных образовательных технологий, основанных на широкое использовании информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) [1]. В ряде публикаций под «электронным обучением» понимают адаптивное (индивидуализированное) обучение, реализованное на базе всестороннего применения мульти- и гипермедиа, удаленного доступа к распределенным образовательным ресурсам на основе веб-технологий, с автоматизированным контролем и анализом результатов обучения и широким использованием разнообразных сетевых средств взаимодействия обучающихся между собой и с преподавателем [2;
4].
Под адаптивностью в обучении в современной научной трактовке понимают персонификацию процесса обучения на основе создания электронных курсов, учитывающих индивидуальные особенности обучаемых, в том числе психологические особенности, восприятие, уровень начальных знаний, а также индивидуальные цели и задачи обучения. Адаптация рассматривается также как адаптивное планирование (статическая адаптация) и адаптивное взаимодействие (динамическая адаптация).
Адаптивное планирование в вузе на этапе подготовки индивидуализированного учебно-
методического материала позволяет реализовать адаптацию как к группе студентов, так и к отдельному студенту, обучающемуся по индивидуальному плану. В процессе информационного взаимодействия при динамической адаптации осуществляются как изменение содержания и способов представления учебно-методических материалов, так и всесторонняя настройка системы под конкретного студента [5].
Практика показывает, что адаптивное обучение в вузе обладает рядом преимуществ по сравнению с классическими методиками обучения: снижение нагрузки на студента и уменьшение общего времени обучение за счет отображения только действительно необходимой студенту информации; возможность расширения целевой аудитории за счет включения в обучающий курс информации, рассчитанной на студентов с различным начальным уровнем подготовки; возможность реализации более удобных средств контроля над действиями студента [6].
Адаптивно-образовательная технология в ее непосредственной организации предполагает необходимость предварительного контроля знаний, создания избыточности и тщательной детализации учебного курса и выделения его самостоятельных частей, при этом каждая часть учебного курса должна быть логически законченной и представлять собой самостоятельный элемент, органично взаимосвязанный со всеми другими частями обучающего курса.
Адаптация достигается на основе использования модели обучаемого, составляющими которой являются цели обучения, начальные знания в области обучения, индивидуальные особенности обучаемого.
Адаптивная технология включает в себя адаптивное представление материалов курсов, адаптивное тестирование и адаптивную навигацию [7].
Адаптивное представление материалов подразумевает, что в системе каждый блок материалов должен адаптивно генерироваться для конкретного пользователя из локальных и удаленных ресурсов.
Адаптивное тестирование определяется как совокупность процессов генерации, предъявления и оценки результатов выполнения адаптивных тестов, обеспечивающая прирост эффективности измерений по сравнению с традиционным тестированием благодаря оптимизации подбора характеристик заданий, их количества, последовательности и скорости предъявления применительно к особенностям подготовки тестируемых [6]. Такая адаптивная система тестирования позволяет на основе анализа результатов тестирования определить степень овладения изучаемым материалом, выявить пробелы в знаниях, найти части курса, дополнительное изучение которых позволит устранить эти пробелы, и автоматически перестроить стратегию обучения.
Адаптивная навигация в системе электронного учебного курса может быть реализована такими способами, как прямое руководство (указание ссылки на «лучшую» страницу из доступных ресурсов на основе модели обучаемого), расстановка пометок по ссылкам (формирование подмножества ссылок на страницы, ведущих к выбранной цели), сокрытие ссылок (запрет перехода на страницы, к изучению которых пользователь не готов). Комбинирование этих способов навигации позволяет адаптировать содержимое страниц электронных курсов для каждого конкретного пользователя [1].
Сегодня адаптация - одно из наиболее развивающихся направлений в системах электронной поддержки процесса обучения. Реализация моделей адаптивного обучения базируется на нескольких современных походах и методах. К ним относятся осуществление программированного обучения на основе пакета прикладных программ, метод экспертных оценок, мультиагентный подход, создание комплексных систем обучения.
Программированное обучение в электронных учебно-методических материалах на основе использования пакета прикладных программ осуществляется по принципу разделения библиотеки стандартных программ и программ, управляющих ресурсами машины и собственно библиотекой. Для взаимодействия пользователя с системой используется диалоговый компонент со специальным входным языком, позволяющим давать четкие команды вызова обучающей системе.
Метод экспертных систем позволяет реализовывать возможность не закладывать априори последовательность шагов обучения, поскольку она строится самой системой в процессе ее функционирования, что позволяет формировать для каждого обучаемого индивидуальный план обучения. Данные обучающие системы способны выполнять параметрическую и структурную адаптации.
Мультиагентный подход позволяет реализовать возможность адаптации всех уровней (параметрическая, структурная, адаптация объекта управления, адаптация целей), что позволяет
обеспечить управление объектом — обучаемым на всех этапах процесса обучения. Основа этого подхода - построение системы как совокупности агентов. Каждый из агентов имеет семантическое описание своего поля деятельности (свою структуру, свои знания), и соответствует экспертной системе с традиционной структурой. Агент обладает всеми свойствами экспертных систем, а также памятью своей деятельности, имеет собственные ресурсы для достижения собственных целей, взаимодействия с другими агентами и разрешения конфликтов с целями других агентов для достижения общей цели. Это позволяет свободно выбирать те цели, которые преследуются на данный момент объектом управления, и соответственно целям выбирать тот эталон (представленный соответствующим агентом), соответствие которому достигается моделью обучаемого на данный момент. Таким образом, для каждой конкретной задачи обучения составляется определенный коллектив агентов, что говорит о смене структуры и целей решающей системы в зависимости от поставленной задачи [5].
В настоящее время актуальным является построение комплексных систем обучения, примерами которых являются системы WebCT, Moodle, БиГОР.
WebCT - Web Course Tools - Инструменты Сетевого Курса — обеспечивает набором инструментальных средств для представления содержания и действий по обучению, не требует обширной технических знаний по сетевым технологиям, используется через Интернет, с доступом, управляемым паролями, предлагает групповое и индивидуальное обучение.
Moodle (модульная объектно-ориентированная динамическая учебная среда) — свободная система управления обучением (LMS), ориентирована прежде всего на организацию взаимодействия между преподавателем и студентами. Подходит для организации традиционных дистанционных курсов, а так же поддержки очного обучения.
БиГОР создана в соответствии с технологией разделяемых единиц контента, основанной на онтологическом подходе. Основными подсистемами БиГОР являются информационная, инструментальная, компилирующая и обучающая.
Обзор существующих интеллектуальных обучающих систем, выполненный в ряде работ, дает следующую типологию технологий в интеллектуальных обучающих системах:
• построение последовательности курса обучения (обеспечение обучаемого наиболее подходящей, индивидуально спланированной последовательностью информационных блоков и последовательностью учебных заданий, активное и пассивное построение последовательности. Примеры систем с активной и пассивной последовательностью: ELM-ART-II, AST, ADI, ARTWeb, ACE, KBS-Hyperbook и ILESA, DCG и SIETTE; InterBook, PAT-InterBook, CALAT, VC Prolog Tutor, and Remedial Multimedia System);
• интеллектуальный анализ ответов обучаемого (анализ конечных ответов обучаемого на образовательные задачи. Цель интеллектуального анализатора решений - это определение -верно решение, предложенное обучающимся, или нет; нахождение того, что конкретно неправильно или неполно в ответе; и, возможно, определение какие недостающие или неправильные знания могут быть ответственны за ошибку. Пример: система PROUST);
• интерактивная поддержка в решении задач (технология, которая вместо ожидания конечного решения предоставляет обучаемому интеллектуальную помощь на каждом шаге решения задачи. Интерактивные тренажеры. Пример - LISP-TUTOR);
• помощь в решении задач основанная на примерах (помогает обучаемым решать новые задачи, не выделяя их ошибки, а предлагая примеры из успешно решенных ранее схожих задач. Примеры систем: ELM-PE, ELM-ART и ELM-ART-II, ADIS ) [6].
Важную роль в развитии современных высокоинтеллектуальных образовательных технологий играют также системы адаптивной гипермедиа, которые применяют различные виды моделей пользователя для приспосабливания под его индивидуальные характеристики содержимого и ссылок страниц гипермедиа. Выделяются две главные технологии в адаптивной гипермедиа: адаптивное представление (поддержка посредством создания (не)видимых ссылок ориентации и навигации обучающегося в гиперпространстве); адаптивная поддержка в навигации (приспособление содержимого страницы гипермедиа к целям, знаниям пользователя, а также к другой информации, хранящейся в модели пользователя) [6].
В настоящее время проводятся исследования, направленные на эволюцию базовых моделей, отражавших традиционный квалификационный подход к организации учебного процесса, в сторону компетентностного подхода, учитывающего способности обучаемых применять знания, умения и личностные качества для успешной профессиональной деятельности. В связи с этим особую актуальность приобретают вопросы, связанные с построением
«психологического портрета личности», а также с эффективным учетом личностных характеристик студента при построении моделей обучаемого и модели обучения, поскольку это напрямую связано с реализацией компетенций, определяющих, по сути, набор видов деятельности, которые должен осуществлять обучаемый в будущем.
При построении базовых эвристических моделей, в частности модели обучаемого, предусмотрен учет влияния личностных характеристик на адаптивную модель обучения. Суть этого процесса заключается в динамической модификации стратегии обучения в соответствии с текущей моделью обучаемого, то есть осуществляется подбор и упорядочивание наиболее эффективных на данном этапе обучающих воздействий с учетом выявленных личностных характеристик.
Модель обучаемого должна включать в себя информацию: о цели обучения; о знаниях обучаемого в рамках изучаемого курса (текущее состояние процесса обучения); об особенностях подачи учебных материалов и выбора контрольных заданий и вопросов; о правилах изменения модели обучаемого по результатам работы с обучаемым. Совокупность набора характеристик обучаемого измеряется во время работы системы с обучаемым и определяет степень усвоения им знаний по изучаемому предмету и методам (правил) обработки этого набора. В первую очередь эти правила должны проводить изменения самой модели обучаемого по результатам его работы с системой. Для каждого обучаемого может быть задана своя цель работы с системой и свое подмножество изучаемого материала, которое определяет начальную настройку системы и является базой для дальнейшей работы с обучаемым[1; 5; 6].
Наиболее известны 4 модели обучаемого: оверлейная, разностная, пертурбационная. Можно выделить два основных подхода к построению таких моделей. В экспертно-обучающих системах (ЭОС) под моделью обучаемого понимают набор характеристик (параметров) и совокупность правил, которые на основании значений этих характеристик управляют процессом общения системы с обучаемым. В других классах обучающих систем под моделью обучаемого обычно понимают набор параметров, измеряемых во время работы системы с обучаемым и определяющих степень усвоения им знаний по изучаемому предмету.
Модель обучаемого определяется нами как совокупность набора характеристик обучаемого и методов (правил) обработки этого набора. В ЭОС эти правила привязаны к конкретной предметной области (ПО), что позволяет, естественно, более качественно имитировать общение обучаемого со специалистом в данной предметной области. Но адаптивная обучающая система не может быть ориентирована на конкретную ПО, поэтому и назначение правил, входящих в модель обучаемого, должно быть другим. В первую очередь эти правила должны проводить изменения самой модели обучаемого по результатам его работы с системой. Это позволит преподавателю управлять формированием этой модели, т.е. осуществлять алгоритмическую настройку без программирования.
На сегодняшний день определены два способа подбора моделей обучаемых: адаптивная поддержка сотрудничества и интеллектуальное наблюдение за аудиторией. Целью адаптивной поддержки сотрудничества является использование знаний системы о разных обучающихся для подбора групп сотрудничества. Интеллектуальное наблюдение за аудиторией также основано на возможности сравнивать записи о разных обучаемых. Однако вместо поиска совпадений оно позволяет отыскать различия. Цель - выделение тех обучаемых, которые по своим индивидуальным особенностям существенно отличаются от сокурсников: усваивают учебную программу слишком быстро (или медленно), имеют доступ к гораздо меньшему объему материал, чем остальные [2; 5].
Таким образом, интеллектуально ориентированные адаптивные образовательные технологии раскрывают новые пути повышения качества образовательных услуг, оказываемых ВУЗом в условиях информатизации современного общества за счет обеспечения индивидуального подхода к студенту, поддержки в решении задач и интеллектуального анализа решений с интерактивной обратной связью. Использование указанных технологий значительно экономит и рационализирует время преподавателя, усиливает управленческие и коммуникативные аспекты учебного процесса за счет технологии оптимального подбора моделей обучаемых.
The article presents theoretical material on contemporary research in the field of adaptive e-leaming aspects of coverage benefits, requirements for the organization, classification, automated training systems, modeling and student learning.
The key words: technology, adaptive learning, adaptive educational model, e-learning
Список литературы
1. Жукова И.Г., Сипливая М.Б., Шабалина O.A. Концепция открытой адаптивной
контрольно-обучающей системы на основе персонализации процесса обучения // Сетевой электронный научный журнал «Системотехника». 2003. №1. Режим доступа:
http://systech.miem.edu.ru/2003/n1/Zhukova.htm
2. Иванов A.B. Адаптивные системы обучения // Тезисы международной конференция "Информационные технологии в образовании" "ИТО-Москва 2010". М. 2010. Режим доступа: http ://msk.ito. edu.ru/section/64/2289/
3. Карасева М.В., Ковалев И.В., Суздалева Е.А. Модель архитектуры мультилингвистической адаптивно-обучающей технологии// Тезисы международной НМК «Новые информационные технологии в университетском образовании». Кемерово: КемГУ и ИДМИ. 2002. С. 204-205.
4. Тархов С.В. Адаптивное электронное обучение и оценка его эффективности / С.В. Тархов // Открытое образование. 2005. № 5. С. 3747.
5. Тархов С.В. Модели и механизмы управления адаптивным электронным обучением // Системы управления и информационные технологии.2005. № 4 (21). С. 94-100.
6. Фандрова Л.П., Ширяев О.В. Применение тестирования в рамках адаптивных обучающих систем"// Материалы 10-ой международной научно-практической конференции «Новые информационные технологии в образовании». Повышение эффективности обучения и управления образовательными учреждениями с использованием технологий «1С», 2-3 февраля 2010 г., Москва. 2010. С.56-58.
7. Ямбург Е. Педагогика, психология, дефектология и медицина в модели адаптивной школы // Народное образование . 2002 .№ 1. С. 79-85.
Об авторе
Елисеева Е. В. - кандидат педагогических наук, профессор Брянского государственного университета им. акад. И.Г. Петровского, eev2007@mail.ru.
Злобина С. Н. - кандидат педагогических наук, доцент Брянского государственного университета им. акад. И.Г. Петровского, zlobina.svetlana2011@yandex.ru
