CC BY
35
В. КРОЛЬ, профессор Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)
«Ловушки» общения, гипертекстовая среда, средства навигации
Развитие системы образования на современном этапе напрямую связано с разработкой основных положений концепции использования новых информационных технологий для реализации индивидуально ориентированного образовательного процесса. Исходя из рассматриваемого подхода новые информационные технологии должны быть направлены на создание условий для развивающего обучения, основанного на парадигме «совместного освоения знаний» в системе преподаватель - учащийся.
В простейшем, но вполне действенном случае диалоговое взаимодействие реализуется через метод «меню», когда учащийся в режиме «экзамена» дает двоичный ответ «да» или «нет» на поставленный вопрос и в зависимости от правильности своего ответа отсылается к соответствующей части учебного материала.
В распространенном варианте этого подхода учащийся решает контрольную задачу и в зависимости от правильности ответа также отсылается к соответствующей части учебного материала. Такая постановка процедуры обучения являет собой реализацию методологии программированного обучения. Суть ее заключается в организации образовательной среды, поддерживающей самостоятельную работу учащихся. Характерной чертой процессов программированного обучения является наличие управляемости процесса обучения.
При этом надо особо отметить, что специфика управления в типичном случае связана с тем, что преподаватель заранее расписывает варианты процесса обучения, которые зависят от ответов и ошибок учащихся. Таким образом, типичный «самоучитель», представляющий собой форму учебного пособия, содержит разветвленную сеть (граф) рекомендаций по шагам обучения. В итоге в принципе осуществляется приближение к индивидуально-ориентированному обучению, когда уровень знаний учащегося являет собой параметр управления. Обратная связь от учащегося в виде правильных или неправильных ответов, а также ошибок разного типа представляет собой сигнал, который управляет ходом дальнейших шагов обучения. Правда, очень важно подчеркнуть, что вся система управления расписана в «самоучителе» заранее и не предусмотренные заранее варианты не могут корректироваться в ходе образовательного процесса.
В настоящее время существуют два варианта системы программированного обучения. Линейный вариант реализует так называемое «управление без ошибок», когда индивидуализация разработок учебных материалов ориентируется на самых «слабых» учеников. Разветвленный вариант реализует обучение на основе типичных ошибок «средних» учеников. Сама сущность методологии программированного обучения предполагает особое построение учебного материала, заключающе-
еся в выделении специальных единиц, соответствующих шагу усвоения. Проблема выделения таких единиц представляется чрезвычайно сложной, тем более что ее решение принципиально важно для формализации процессов обучения.
В системах линейного обучения шаг определялся разработчиками как минимальный блок учебной информации, причем размер блока может быть разным в зависимости не только от предметной области, но и от темы, степени ее проработанности, способов изложения и т.д. Линейность процесса, в частности, связана с тем, что в случае неправильного ответа (или неверного решения элементарной задачи) учащемуся сразу предоставляется единый вариант нужной информации, которая обеспечивает верное решение, либо дается указание на допущенную ошибку и ее исправление.
В разветвленных системах понятие шага является еще более размытым, учебное задание включает в себя большую часть учебной задачи или темы. При правильном решении учащийся получает подтверждение и указание о следующих шагах и учебных заданиях. В случаях неправильного решения учащийся получает разъяснение ошибки, его отсылают к изучению нужного теоретического материала, после чего ему даются указания о выполнении того же или аналогичного учебного задания.
В принципе, в данной точке обучающего процесса возможно ветвление направлений дальнейшего обучения в зависимости от типа ошибки, уровня знаний и умений учащегося. Однако практически трудно предусмотреть множество вариантов, возникающих на каждом шаге обучения, и поэтому в настоящее время в обучающих программах используются только различные элементы программированного
обучения. В частности, широкое распространение получили системы автоматизации контроля знаний учащихся, реализующие режим экзаменационной проверки с широким «меню» ответов. Другим элементом является использование тренажеров, а также информационных сред для консультирования учащихся.
Таким образом, система программированного обучения в своем установившемся варианте не может удовлетворительно решать ряд вопросов множественности образовательных траекторий, реализуемых в условиях индивидуального компьютерного обучения, т.е. в условиях обучения, ориентированного на учет индивидуальных способностей, мотиваций и знаний учащихся. Важным способом улучшения ситуации является введение в автоматизированные обучающие системы возможностей, обеспечивающих более действенную коррекцию траекторий обучения в зависимости от текущих результатов. Это означает переход от заранее установленных преподавателем вариантов коррекции - к возможности выбора траектории обучения в зависимости от возникающей в процессе индивидуального обучения и не всегда заранее предусматриваемой ситуации. Важным частным случаем при этом, естественно, являются варианты самоуправления учащимся процессом выбора траектории обучения.
В общем случае необходимость множественности образовательных траекторий обусловлена тем, что учитель никогда не сможет полностью понять ученика, и это означает, что проблема выяснения сложностей, трудных мест, глубинных причин непонимания учебного материала является принципиальной. Впечатление, что один человек легко может объяснить проблему любому другому человеку, как известно, обманчиво. Про-
цесс «понимающего» перевода с языка мышления одного человека на язык мышления другого является весьма сложным делом и, возможно, близким к искусству. Именно в этом заключаются «тайна» профессии педагога и коренные эпистемологические и герменевтические проблемы педагогики и дидактики.
Опытный педагог, владеющий данным искусством, в принципе способен решать проблемы коммуникации, понимать трудности разных людей. Для современных компьютерных систем автоматизированного обучения такие задачи остаются недоступными.
Перечислим коротко некоторые конкретные опасности, или, если угодно, ловушки общения, которые следуют из анализа вышеобозначенных фундаментальных трудностей актов коммуникации преподавателя и учащихся в компьютерной, информационной среде.
Это, во первых, возможно, неосознанное навязывание учащемуся своего способа видения системы фактов и выводов в данной области знания. При этом учитель вводит свои приоритеты, свои предпочтительные способы объяснения как среди групп исходных фактов, так и теоретических положений. Вообще говоря, такая ситуация в определенной степени является неизбежной - именно вследствие различий в структурах внутреннего мира субъектов коммуникации. Тем более нельзя допускать любые варианты осознанного навязывания учащемуся единственного варианта изложения материала, даже если этот вариант рассматривается учителем как наилучший из возможных. Именно из логической неконгруэнтности (несовпадения) субъектов общения вытекает основная идея парадигмы индивидуального компьютерного обучения - идея диалога между учащимся и учителем. Ввиду сказанного эта идея является не пожеланием, но
необходимым условием реализации наукоемких технологий образования.
Второй опасностью является неадекватный способ передачи информации, что может происходить как за счет отсутствия, так и за счет изобилия деталей объяснения. В качестве примера можно привести либо плохо составленное «меню», либо плохо проработанную систему подсказки.
Третья опасность связана со сложностью учитывания исходного уровня знаний, способностей и навыков учащегося. Субъект обучения, как правило, обладает некоторой своей индивидуальной системой организации материала в данной предметной области.
«Барьеры» подобного рода являются неизбежными причинами появления у учащегося не только дискомфорта, но и устойчивых ощущений своей непригодности к работе. В результате происходит формирование стойких отрицательных эмоций. Более того, достаточно быстро происходит формирование и новых отрицательных мотиваций, у человека теряется изначально присутствующее желание и активное стремление к работе. Причем, как следует из теории мотиваций, вновь возникающие отрицательные мотивации характеризуются быстротой формирования, стойкостью и диффузностью. Это значит, что часто человек после нескольких неудачных попыток общения с не удовлетворяющим его учебным комплексом (педагогом, информационной средой, материалом, методом изложения) приходит к выводу о своей непригодности, неприспособленности как к работе с компьютером, так и к обучению вообще.
Таким образом, накопленный к сегодняшнему дню опыт показывает наличие непосредственной, прямой связи между, казалось бы, чисто гносеологическими положениями о неполной тождественности внутреннего мира
субъектов общения и практическими задачами разработки общения в компьютерной среде. То есть для проблематики автоматизированного обучения, наряду с решением вопросов «сенсорного» интерфейса, основополагающее значение приобретают и проблемы «интеллектуального» интерфейса, связанные с сопряжением специфики организации мыслительных процессов у человека и возможностей структур логического вывода, заложенных в компьютерные, информационные технологии.
Одним из наиболее перспективных подходов к решению этих проблем является использование современных гипертекстовых технологий и сред. Термин «гипертекст» (НурегТех!) ввел в 1963 г. Т. Нельсон для обозначения комбинации текста на естественном языке и возможности компьютера осуществлять переход к различным кускам (порциям) информации. Однако сама идеология гипертекстовой среды, по-видимому, была впервые предложена в 1945 г в работе В. Буша в статье «Как мы, возможно, думаем». Анализируя работу человеческого мозга и процессы мышления, он предложил использовать ассоциативные связи между отдельными документами и их фрагментами при хранении информации в вычислительной машине. В этой же работе он рассмотрел возможности коллективной работы людей над одним и тем же документом и предложил способ «закладок», т.е. способ сохранения цепей ассоциативных ссылок и соответствующих замечаний отдельных исследователей.
Сегодняшняя гипертекстовая система реализует способ хранения и манипулирования информацией, при котором она хранится в виде сети связанных между собой узлов. В самом простом варианте узел определяется как некоторое окошко вокруг ключевого
слова. Размер окошка может регулироваться, например, путем определения количества строк относительно ключевого слова. При этом, в принципе, каждый пользователь может организовывать свою собственную сеть, основанную на его ассоциациях и интересах.
Сама технология установления связей, как правило, закладывается разработчиком, но указание на переход от одного узла к другому делает сам пользователь. В стандартном режиме допускается прямое, непосредственное указание имени узла, например, путем использования ключевых (ссылочных) слов, заранее выбранных автором исходного гипертекста. В качестве ссылочных элементов могут использоваться не только ключевые слова, но и любые фрагменты текста или графики, такие, как часть рисунка, пиктограмма. Эти элементы выделяются цветом, шрифтом или любым другим способом.
В результате пользователь по мере изучения предмета или документа устанавливает те связи, которые соответствуют его ассоциациям, способу мышления, интересам и уровню знаний, и работает с документом в интересующем его порядке. Хорошим примером использования гипертекстовой идеологии является работа человека с энциклопедическим словарем, когда он по ссылкам одной статьи может переходить к другим. Однако такая свобода имеет и отрицательные стороны, связанные с опасностью потери ориентировки в материале изучения. Дело в том, что гипертекстовый документ можно рассматривать как перестраиваемую пользователем сетевую базу данных, т.е. базу данных, не имеющую стандартной структуры. Поэтому при работе с гипертекстовыми обучающими системами, как правило, возникает сложная проблема навигации. Для решения этой проблемы используются различные средства.
Общая идея многих из этих средств заключается в применении опосредованного управления, при котором каждому узлу (блоку информации) приписывается список атрибутов (характеристик). Специальная программа сопоставляет эти атрибуты с обращением пользователя, в котором он может так или иначе определять цели своей работы на языке атрибутов. Например, пользователь может определять фильтрацию материала, т.е. накладывать ограничения на связи узлов и делать доступными только некоторые из типов связей.
Остальные связи делаются «невидимыми» в данном сеансе работы. Такая фильтрация полезна, если связи разного типа ориентированы на выполнение разных задач. Если в списке атрибутов присутствуют ключевые слова, то они могут обозначать тип связи между узлами. Примерами связей разных типов могут служить ключи: «содержит», «есть тоже самое», «аналогично», «пример», «используется для», «имеет части», «относится к группе» и т.д. Другой тип фильтрации может регулировать уровень глубины просмотра проблемы; в качестве примеров можно привести указания: «просматривать только заголовки тем», «только выводы», «только иллюстрации» и т.д.
Для улучшения навигации также используют средства, помогающие ориентироваться во взаимосвязях уже осмотренных узлов. К таким средствам относятся: список узлов, которые посетил пользователь, и узлов, связанных с ними; дерево (граф) узлов, которые посетил пользователь, и путь пользователя по этому дереву.
В результате анализа навигационных маршрутов учащихся, используемых ими при обучении в гипертекстовой среде, были выявлены два основных типа стратегий поиска информации. Во-первых, целенаправленный поиск,
когда учащийся мало отвлекается на изучение побочной информации. Во-вторых, сканирование, когда учащийся просматривает большое количество информации, проводя широкое и часто бесцельное ознакомление с содержанием узлов. Последний случай показывает актуальность помощи учащимся в постановке цели, коррекции путей освоения учебного материала, ориентировании в гипертексте.
Для решения этих вопросов используются методы предоставления учащимся и преподавателям возможности иерархической организации учебного материала путем использования метода перехода по ссылкам на важные с точки зрения преподавателя места и понятия. При этом в активных гипертекстовых средах преподаватель может конструировать по своему усмотрению такие операции, как раздача текстовых и графических материалов, контроль работы, опрос, получение подсказки и пр.
Особое значение имеет использование для этих целей методов искусственного интеллекта и, в частности, элементов экспертных систем, которые могут осуществлять функции консультанта при выборе пути навигации. При просмотре учащимся некоторого узла экспертные системы могут помочь в определении дальнейшего пути, подсказать наиболее подходящие узлы для дальнейшей навигации. Наиболее наглядным в этом плане является программированное обучение, т.к. при разработках подобных курсов преподаватель целенаправленно определяет последовательность изучения отдельных тем в той или иной предметной области. Основная логика программированного обучения в этом смысле близка логике экспертных систем и может быть выражена формулой: «при достижении результатов обучения Л, Б, С по теме N рекомендуем перейти к изучению области ( ».
Другим разработанным способом помощи учащемуся в навигационном поиске является использование нескольких ключевых слов, объединенных с помощью логических связок «И», «ИЛИ», «НЕ». Например, находясь в узле, описывающем свойства треугольника, разумно искать дальнейший путь с помощью объединения ключевых слов в фразу типа: «подобие» ИЛИ («равенство углов» И «пропорциональность сторон»).
Важным методом снижения отрицательного влияния излишней свободы в выборе пути в гипертекстовых системах является подсказка типа: «имеет место отклонение от изучаемой темы». Такой тип подсказки система осуществляет автоматически, как только пользователь переходит в неподходящий с точки зрения преподавателя или экспертной системы узел. Принцип механизма подсказки заключается в сравнении степени близости изучаемой и новой тем. Критерии и степень близости тем могут быть разными и задаются автором. Близость может определяться числом узлов, расположенных между двумя сравниваемыми темами, на некотором уровне подробности изложения, например, на уровне оглавления или на уровне подзаголовков.
Еще одним важным навигационным средством помощи учащемуся является метод маршрутов. Маршруты представляют собой направленные путешествия по учебному материалу. Учащийся, естественно, может сойти с маршрута в любой его точке и перейти к самостоятельному «плаванию». Таким образом, процесс обучения представляется в виде метафоры путешествия, в процессе которого учащийся вызывает пиктограмму «экипаж» с указанием маршрута и пользуется этим экипажем по мере надобности, имея право сойти с него, побродить самостоятельно и вернуться к «месту стоянки».
Наряду с маршрутами типичными навигационными средствами помощи являются «карта» и «индекс». Карта представляет собой какой-либо вариант описания пути навигации с указанием текущего местоположения учащегося. В самом простом случае это перечень узлов, ранее посещавшихся учащимся, в более сложных - это дерево (граф) изученных пользователем узлов с соответствующими аннотациями и указанием типов связей, по которым были совершены переходы. В некоторых системах поддерживается механизм запоминания путей пользователя под определенными именами, что дает возможность вернуться к ним при необходимости. Для аналогичных целей используются также системы закладок, оставляемых в некоторых просмотренных узлах. Под индексом обычно подразумевают некоторый алфавитный указатель, который предназначен для совместного использования с картой и маршрутами.
Многочисленные педагогические и психологические исследования показали, что гипертекстовые средства являются очень удобной средой для организации учебного материала в соответствии с требованиями теории обучения. Действительно, они поддерживают различные и многообразные формы представления учебного материала, предоставляя при этом возможность выбора наиболее адекватных форм для решения конкретных задач.
Таким образом, гипертекстовая среда, с одной стороны, представляется оптимальной для реализации курсов управляемого преподавателем программированного обучения, с другой стороны, она позволяет удобно реализовать идеологию самостоятельной работы учащихся по построению собственных маршрутов изучения предметной области.
