Статья: Информационно-дидактический базис МАНОК/S

Информационно-дидактический базис МАНОК/S

А.Ф. Манако

В результате фундаментальных научных исследований в сфере учебно-ориентированных информационных технологий (УОИТ) [1]-[3], искусственного интеллекта, когнитивной науки [4], педагогических теорий, теорий и моделей обучения и педагогического проектирования [5] и др. [6], в частности, благодаря результатам работы международных групп по стандартам в сфере УОИТ (ADL, AICC, ALIC, ARIADNE, CEN/ISSS, IEEE LTSC, IMS, ISO) [7], в конце ХХ века возникли и быстрыми темпами распространяются перспективные УОИТ - информационные технологии "учебные объекты" (ИТУО) [5]-[9].

По оценкам зарубежных ученых и производителей программного обеспечения, в настоящее время применение ИТОУ играет роль мощного катализатора, способного изменить традиционную парадигму обучения, дать разработчикам и потребителям новые инструменты для поддержки их деятельности, находить гибкие экономичные решения многих производственных и учебных задач за счет создания и многоразового использования интероперабельных объектов учебно-ориентированного контента (уок-объектов) в форме учебного объекта. Динамическое агрегирование уок-объектов, поддерживаемое инструментальными средствами с использованием интероперабельных наборов метаданных позволяет приспосабливать их к учебно-образовательным потребностям, целям, учебным и технологическим задачам, значительно увеличивает гибкость возможных решений [5]-[12].. Методология ИТОУ охватывает разнообразные теории, модели, методы и стратегии, связанные с соответствующими научно-образовательными и производственными системами - от простых систем доставки уок-объектов до национальных образовательных сетей, глобальных управляемых учебных сред и киберпространств так называемой «экономики учебных объектов» [13], [14], [2].

Общая проблема состоит в том, что огромный потенциал ускоренного, опережающего, целенаправленного развития инновационных ИТОУ в Украине пока что широкомасштабно не реализуется [10-12, 15].

Пусть S = <целенаправленное развитие инновационных ИТУО> - это динамический сложный объект, который базируется на создании и многоразовом использовании нового знания [11]. Тогда данная проблема формулируется в виде [11]: „Как лучше определять и поддерживать S (в контексте построения информационного общества [1], экономики знаний [8])”. Примеры взаимосвязи данной проблемы с другими сложными проблемами:

- Проблема сложности многоцелевых научно-учебных сред [4], [16], [17]. Такие многоцелевые среды должны интегрировать сервисы для поддержки обучения, создания и использования учебных и информационных ресурсов, поддерживать новые и традиционные педагогические технологии. Среды должны быть открытыми, многофункциональными, экономичными и высокоэффективными, адаптироваться к современным требованиям, ориентироваться на пользователя с прозрачными границами между секторами и уровнями применения [18]).

- Определение и понимание учебных объектов. Учебные объекты необходимо рассматривать в границах контекста общей концептуальной модели, которая базируется на иерархии объектов гранулированного контента" [7].

Одним из общих подходов к решению указанных проблем является информационный подход, моделирование на контенте, которое необходимо для распознавания, понимания, объяснения, организации, прогнозирования и вывода на агрегированиях уок-объектов, овладения ролью и функциями учебно-ориентированных информационных систем, компонентов систем ИТОУ на S [11]. Таким образом, как отмечено в [11], актуальной научно-прикладной проблемой является разработка «Модели агрегирования учебно-ориентированного контента в контексте S» (МАНОК/S).

Далее в статье описан информационно-дидактический базис МАНОК/S (ИДБ- МАНОК/S): постановка задач, информационный базис МАНОК/S (МАНОК/S-<ОП_ИБ>), дидактический базис МАНОК/S (МАНОК/S-<ОП_ДБ>), примеры практической реализации МАНОК/S.

Постановка задачи. ИДБ-МАНОК/S разработан в форме определенного процесса (ОП) на базе результатов разработки описанной в [11] концептуальной идеи (КИ) МАНОК - оптимизировать S в форме ОП (см. рис.1). ИДБ-МАНОК/S является частью МАНОК/S-<ОП> = каркас ОП МАНОК/S = ядро ОП, которые создаются на базе КИ-МАНОК и можно многоразово использовать для поддержки применения МАНОК/S-<ОЧМ> на S. Каркасы МАНОК/S-<ОЧМ> (ОЧМ = опорные частичные модели) описано в частности в [10]. На рис. 1 показана взаимосвязь задач по разработке КИ-МАНОК, МАНОК/S-<ОП> и МАНОК/S-<ОЧМ>. Отметим также, что результаты разработки ИДБ-МАНОК/S интегрируются с/в другими базисами МАНОК/S-<ОП> [11], в частности, в учебно-ориентированный МАНОК/S-глоссарий (= МАНОК/S-<ОП_ТБ> - терминологический базис; сфера применения МАНОК/S-глоссария: идентифицировать и определить в форме ОП ядро терминов, которые можно многоразово использовать на S для поддержки МАНОК/S). МАНОК/S-глоссарий разработан с использованием адаптированных стандартизированных методов и процедур компьютерной терминологии (руководящие материалы: ISO 1087-1:2000, ДСТУ 3966-2000 и др.).

Главный вопрос разработки ИДБ-МАНОК/S - «Как лучше определять базисные конструктиви моделирования на контенте на eldS ?» (см. далее рис. 2).

Первый шаг общего решения уже обозначен - в форме ОП. По определению ОП [11] = процесс, который можно использовать шаг за шагом для достижения определенного агрегирования объектов ицз-контента, где: ицз-контент = нок-объект, в котором представлена одна или больше идея, цель, задача; ресурсы ОП включают руководящие материалы (правила, стандарты, методология, руководства, наилучшая практика, стратегия), роли, процедуры, обучение, средства (в т. ч. сервисы, услуги), методы.

Информационный базис МАНОК/S. Выходным результатом МАНОК/S-<ОП_ИБ> являются базисные конструктивы объектно-ориентированного (ОО-) моделирования на контенте - ОО- и ОО-ИБ-конструктивы моделирования (см. на рис. 2 пример пояснения их взаимосвязи с другими базисными конструктивами моделирования МАНОК/S).

Основная идея создания и применения МАНОК/S-<ВП_ІБ> - поддержка многоразового использования на eldS ядра ОО- и ОО-ИБ-конструктивов, приспособленных к потребностям и задачам каждой категории пользователей МАНОК/S (системный аналитик, дидактический проектировщик, технический разработчик и т. д.). Руководящие материалы, методы и процедуры по разработке МАНОК/S-<ОП_ИБ> рассматриваются просто как специфический компонент МАНОК/S-<ОП_ТБ>.

В МАНОК/S-<ВП_ІБ> адаптировано и интегрировано с другими базисами МАНОК/S [11] в частности следующие ОО/UML-конструктивы [19]: <ассоциация> (асоціація) = ?семантическое отношение между двумя классами. Прим. - Любая ассоциация является типом отношения; <класс ассоциации> = ассоциация, которая является также классом. Прим. - Она не только связывает набор классов, а и определяет набор возможностей, которые принадлежат самому по себе отношению; <атрибут> = характеристика объекта или сущности; <класс> = описание набора объектов, которые разделяют одинаковые атрибуты, операции, методы, отношения и семантики; <композитный атрибут> = атрибут, тип данных которого не является атомным; <композитный тип данных> = тип данных, который является также классом. Прим. - Любой композитный тип данных используется как тип данных для композитного атрибута; <обобщение> (узагальнення) = отношение между более общим классом (отцовский класс) и более специфическим классом (дочерний класс), который является полностью не противоречивым с первым классом (то есть, он имеет все его атрибуты и отношения) и добавляет дополнительную информацию. Прим. - Любое обобщение является типом отношения; <отношение> (відношення) = связь между элементами модели.

В МАНОК/S-<ОП_ИБ> адаптировано и интегрировано с другими базисами МАНОК/S [11], в частности, следующие ОО-ИБ-конструктивы (руководящие материалы - ISO/IEC 1087-1:2000, ISO 2382-1:1993, ISO/IEC 2382-17:1999, ISO/IEC 11404:1996, ISO/IEC 11179:1994-2004, [8] и др.): <объект> (об'єкт) = все воспринятое или воображенное. Прим. - Объекты также могут быть материальными (двигатель, таблица статьи, бриллиант), нематериальными (коэффициент конверсии, план проекта) или воображенными (единорог); <сущность> (сутність; entity) = любая конкретная или абстрактная вещь, которая существует, существовала или может существовать, включая ассоциации между этими вещами. Пример - Особа, объект, событие, идея, процесс и др. Прим. - Отметим, что сущность существует или есть или нет данные про нее; <класс объектов> (клас об'єктів) = набор идей, абстракций или вещей в реальном мире, специфицированный с явными границами и смыслом и чьи свойства и поведение следуют одинаковым правилам; <свойство> (властивість) = характеристика, общая для всех членов класса объектов; <класс представлений> (клас представлень) = классификация типов представлений; <характеристика> (характеристика) = абстракция свойства объекта или набора объектов (Характеристики используются для описания понятий); <контент> (контент) = объективная информация или кодифицированные знания или композит данных, информации и знания [8]; <данные> (дані) = многоразово интерпретированное представление информации формализованным способом удобным для коммуникации, интерпретации или обработки. Прим. - Данные могут обрабатываться людьми или автоматическими средствами; <элемент данных> (елемент даних) = ЭД = единица данных, для которой определение, идентификация, представление и допустимые значения специфицируются при помощи набора атрибутов. Прим. - Для назначений МАНОК/S, ЭД составляют две части: ЭДП и представления; <пример ЭД> = представленная иллюстрация ЭД; <точность ЭД> = степень определенности ЭД; <элемент данных понятия> (елемент даних поняття) = ЭДП = понятие, которое можно представить в форме элемента данных, описанного независимо от любого частичного представления. Прим. - Представления составляют область значений, тип данных, единицы меры (если необходимо) и класс представления (факультативно); <вывод элемента данных> (виведення елементу даних) = отношение между элементом данных, который является выведенным, правило контролирования его вывода, и элементом (элементами) данных с которых его выводят; <метаданные> (метадані) = данные, которые определяют и описывают другие данные или объект; <единица метаданных> (одиниця метаданих) = экземпляр объекта метаданных. Прим. - Этот термин применяется только к экземплярам объектов метаданных, описанных при помощи МАНОК/S. Единица метаданных имеет ассоциированные атрибуты; <объект метаданных> (об'єкт метаданих ) = тип объекта, определенный при помощи метамодели (МАНОК/S-<ОЧМ>); <идентификатор> (в МАНОК/S) = последовательность знаков, которая обеспечивает уникальную идентификацию того с чем она ассоциирована в границах специфицированного контента. Прим. - Имя не должно использоваться как идентификатор, поскольку оно не является лингвистически нейтральным. Общее прим. - Конструктив модели для <свойство>, ЭД, ЭДП, <класс объектов, <класс представлений>: класс, а для <вывод элемента данных>: класс ассоциации.

Дидактический базис МАНОК/S. Выходным результатом МАНОК/S-<ОП_ДБ> являются базисные ОО-ДБ-конструктивы (см. рис. 2), которые далее описано в виде дидактических постулатов (ДП) МАНОК/S.

В МАНОК/S-<ОП_ДБ> адаптировано и интегрировано с другими базисами МАНОК/S дидактическую метамодель "Модель эталонной архитектуры" (на базе которой разрабатывается "Язык Образовательного Моделирования" - Educational Modelling Language, EML) и другие релевантные руководящие материалы [6], [11]. Главные пакеты/части этой дидактической мета-модели (далее ДММ): дидактические теории (описывает теории, принципы, модели обучения); модель обучения (описывает как ученики обучаются на базе общности в дидактических теориях); модель единицы обучения, модель области предметного контента (описывает типы контента и организацию этого контента, например, в математике, экономике). Прим. - Модель области предметного контента в пакетах ДММ не описывается, хотя отмечено, что каждая дидактическая модель должна учитывать характеристики области предметного контента, каждая область предметного контента имеет свою собственную структуру знаний, умений и компетенций.

Интегрированную мета-модель указанных пакетов представлено на рис. 3.

Модель обучения в ДММ базируется на следующих ДП (выделение - наше):

Особы обучаются при помощи (взаимо-) действия с/во внешнем мире.

Реальный мир может рассматриваться как состоящий из социальных и персональных ситуаций, которые обеспечивают контекст для действий.

Ситуация состоит из коллекции вещей и живого со специфическими взаимными отношениями.

Одной из частей ситуации являются сообщества практики - более специфично - обучающиеся сообщества.

Существуют различные типы обучения, одним из интересующих нас является обучение, выполняемое посредством дидактических мероприятий.

Обучение можно рассматривать как изменение когнитивного и метакогнитивного состояния. Когда особа обучается то он/она может: а) выполнять новые взаимодействия или выполнять взаимодействия лучше или быстрее в аналогичных ситуациях, или б) выполнять одни и те же действия в других ситуациях (трансфер).

Выделенные в ДП ДММ объекты, например, ситуация описываются в базисных конструктивах ТИИП-базиса МАНОК/S [11].

Выходным результатом МАНОК/S-<ОП_ДБ> являются в частности следующие ДП:

ДП-1: Для любых объектов <единица обучения>, <пакет контента>, <проектирование обучения>: <единица обучения> = <пакет контента> + <проектирование обучения>; уровни семантического агрегирования объекта <проектирование обучения> представлено в Табл. 1.

Таблица 1. Уровни семантического агрегирования объекта <проектирование обучения>

Примеры пояснений к табл. 1 (см. также в [6], [10]-[12]): <условие> = (базисный формат) <IF [<выражение>] THEN [<показать, не показать или что-либо изменить или проинформировать>]>. Элемент <выражение> обычно описывает свойства из <досье>; типы <учебный объект> = <<объект-знание>, <объект-средство>, <объект-тест>; типы <сервис> = {<конференция>, <форум-дискуссия>, <чат-комната>, <средство-поиск>, <средство-отслеживание>, <индекс-поиска>}. См. также про формальный язык для описания <сервис> в монографии [8]; типы <роль> = {<инфо-искатель>, <ученик>, <персонал поддержки>, <учитель>, <администратор>, <педагогический проектировщик>, <модератор (дискуссии)>, <наблюдатель>, …}; <цель> = предполагаемый выход обучения с <единица обучения>; <пререквизит> - предварительные знания, ситуационные обстоятельства, необходимые для изучения <единица обучения>;

ДП-2: Информационное описание (образ) объекта <ученик> представлено объектом <досье> = <(<роль> = <непрерывный ученик/У3>) пакет контента>.

ДП-3: Для любого объекта <ученик>: существуют фундаментальные типы <выходной результат> = {<факт>, <понятие>, <процедура>, <принцип>, <процесс>, ….}; фундаментальные типы <выходной результат> не зависят от существующих информационных образов (учебных и др. стилей) <ученик>, в т.ч. от представленных в <досье>. Примечание - Учебные стили это композит характеристик когнитивных, эмоциональных и психологических факторов, которые сохраняются как относительно устойчивые индикаторы при взаимодействиях ученика с учебными средами [20].