Задача обучения естественным образом формулируется как задача управления. В этом случае ученик выступает в качестве объекта управления, а учитель или устройство обучения — в качестве источника управления, то есть управляющего устройства (УУ). Очевидно, что такой объект управления является сложным объектом и к его управлению применимы все известные принципы управления сложным объектом. Более того, основные причинно-следственные связи между управляющими воздействиями и результатами управления в таких автоматизированных системах управления (АСУ) постоянно изменяются, а модель, на основе которой принимаются решения о выборе управляющих воздействий, чтобы сохранить адекватность должна непрерывно отслеживать динамику предметной области, то есть быть адаптивной [1]. Более того, ученик как объект управления — активная система, т. е. его цели могут не совпадать с целями системы управления. И наконец, ученик имеет свою модель окружающей среды, которая включает и модель системы управления. Поэтому АСУ качеством обучения относится к так называемым рефлексивным АСУ активными системами [2].
С этих позиций будем рассматривать процесс обучения (рис. 1). Изображенная на рисунке система обучения идентична системе управления.
Рис. 1. Система обучения
Здесь объект управления является объектом обучения (ученик), а устройство управления — обучающим устройством (учитель). На рисунке X — состояние среды, влияющей на процесс обучения ученика. Учитель информируется о состоянии среды X с помощью подсистемы идентификации DX; X' — информация об актуальном состоянии среды X, получаемая учителем; Y — состояние ученика, определяемое подсистемой идентификации DY, на выходе которой имеется Y' — информация об этом состоянии. Последняя получается учителем в виде ответов на вопросы U, причем U включает еще и порции обучающей информации, а также информацию, приводящую к корректировке целей и мотиваций активного объекта управления в нужном направлении (назовем все это обучением).
Учителю сообщаются цели обучения Z*, ресурсы R, которыми он располагает для обучения, и информация о состоянии ученика Y' и его среды X'. Задача ставится следующим образом: организовать обучение U, изменяющее состояние Y ученика так, чтобы выполнялись поставленные цели обучения Z*:
U = φ (X', Y', Z*, R),
где φ — алгоритм обучения.
Рассмотрим этапы такого обучения как управления.
1. Формулировка целей обучения связана с определением критериев и требований к ним, выполнение которых решает задачу обучения. Цели обучения в этом случае представляют собой требования к обученному ученику.
2. Этап выделения объекта обучения из среды связан с определением границы, отделяющей объект обучения от среды, его окружающей. Эта граница полностью зависит от целей обучения и ресурса, выделенного на обучение. Объект обучения может расширяться на микро- и даже макроокружение обучаемого. Это дает возможность воздействовать на обучаемого и через его ближайшую среду, которая становится объектом обучения. С другой стороны, в рефлексивных системах целеполагание активного объекта управления, его модель среды и АСУ, мотивация принятия решений могут быть определены в процессе общения ученика со средой. Поэтому часто среду общения ученика вводят в объект управления.
3. Этап структурного синтеза модели обучаемого связан с определением структуры модели ученика. Эффективность обучения прямо зависит от адекватности синтезируемой модели.
4. Этап параметрического синтеза связан с определением параметров модели ученика. Это может быть сделано с помощью идентификации, а также используя специально спланированные эксперименты.
Идентификация направлена на определение параметров модели ученика при отсутствии обучения в процессе его общения со средой. Однако здесь большие трудности возникают при организации подсистем идентификации DX и DY. Поэтому идентификация как этап формального процесса обучения не используется. Кроме того, далеко не все интересующие управление параметры могут быть определены в режиме идентификации.
Планирование экспериментов связано с определением параметров модели ученика в режиме специально организованных экспериментов с ним. В задачах обучения эту функцию выполняют контрольные задания, вопросы, задачи и т. д. В рефлексивных системах, кроме того, используется синтез тестов для определения параметров модели, связанных с целями ученика, его представлениями о среде и модели АСУ и т. п. Конечно, количество тестов и их сложность должны быть минимальными и нести максимальную информацию о параметрах, а иногда и о структуре модели ученика.
5. Этап синтеза обучения заключается в определении порции обучающей информации, обучение которой даст возможность добиться заданной цели обучения, если модель ученика верна.
6. Этап реализации обучения связан с вводом полученной на предыдущем этапе порции обучающей информации в объект обучения. Ученик является трудным объектом обучения: его модель всегда приближенна, ответы зашумлены различными посторонними и второстепенными факторами, свойства ученика интенсивно изменяются в процессе обучения. Эти обстоятельства и ограниченность ресурса управления заставляют повторять процесс синтеза обучения с учетом новых состояний среды и ученика.
7. Этап адаптации призван откорректировать систему обучения в связи с действием факторов, указанных выше. Эта адаптация может затронуть параметры модели ученика. В этом случае можно воспользоваться и идентификацией, и планированием эксперимента.
8. Изменение ученика в процессе его обучения может привести к необходимости изменения структуры его модели. В этом случае говорят об адаптивной структуре модели объекта обучения.
Если и указанная мера не позволяет эффективно обучать, обращаются к адаптации самого объекта обучения, т. е. к пересмотру границы между объектом обучения и окружающей его средой. Это означает, что в систему обучения надо включить ближайшую среду ученика. Например, надо установить связи микросоциальной среды учащегося с процессом обучения.
Наконец, если и это не позволяет обучать ученика так, как необходимо, обращаются к адаптации целей обучения. То есть определяется то новое множество целей, которое достижимо этой системой обучения для конкретного ученика. Новые цели, естественно, не удовлетворяют источника целей (заказчика системы обучения), который должен либо создавать новую систему обучения, либо изменять свои потребности.
Таким образом, рассмотренная система обучения (как управление) дает возможность структурировать процесс обучения, что важно при создании любой системы обучения.
Рассмотрим теперь возможности дидактических функций цифровых образовательных ресурсов (ЦОР) с точки зрения использования последних в адаптивных (рефлексивных) системах обучения. Для этого воспользуемся систематизацией дидактических функций ЦОР, приведенной в [3].
Группа функций, ориентированных на формирование положительного отношения ученика к процессу и результату обучения; к этой группе отнесены функции:
- развития собственных мотивов школьника к выполнению учебных действий,
- отслеживание и одобрение успешных действий ученика,
- создание благоприятного эмоционального фона для учебной деятельности,
- реализации связи содержания обучения с жизнью.
Группа функций, способствующих усвоению содержания обучения; это группа объединяет функции:
- визуализации,
- тренинговая,
- коррекционная,
- интеграционная,
- адаптационная,
- обеспечение своевременной помощи в овладении содержания обучения,
- компенсаторная.
Группа функций, направленных на оптимизацию учебного процесса, а именно функции:
- контрольная,
- диагностическая;
- мониторинговая,
- интенсификации учебного процесса.
В четвертую группу объединены функции, содействующие успешности дальнейшего обучения школьника. Эта группа включает функции метапредметного и личностного значения, значимость которых выходит за рамки результативности текущего учебного процесса и носит перспективный характер, способствуя формированию общеучебных умений и становлению познавательной деятельности школьника. К этой группе отнесены функции:
- инструментальная,
- исследовательская,
- мобилизационная,
- развития интеллектуальных умений ученика,
- формирования его целостного мировоззрения.
Даже без подробного раскрытия сущности описанных функций [3] виден мощный дидактический потенциал цифровых образовательных ресурсов для их использования на всех этапах в системах адаптивного и рефлексивного обучения, начиная от формирования положительного отношения ученика к процессу и результату обучения, содействия школьнику в усвоении содержания обучения, закладывания основ успешности ученика в дальнейшем обучении и до оптимизации самого учебного процесса.
Литература:
1. Топчиев А. В. Модели адаптивного обучения в компьютерных системах/А.В. Топчиев, В. А. Чулюков//Современные наукоемкие технологии. — 2010. — № 5 — С. 62–68.
2. Топчиев А. В., Чулюков В. А. Некоторые аспекты моделирования рефлексивного управления качеством образования / Сборник научных трудов Sworld. 2009. Т. 3. № 1. С. 10–12.
3. Белоусова Л. И. Дидактический потенциал цифровых образовательных ресурсов для младших школьников/Л. И. Белоусова, Н. В. Олефиренко // Образовательные технологии и общество. — 2013. — № 1. Т.16. — С. 586–598.
