Размещено на http: //www. allbest. ru/
Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
О применимости компьютерных (информационных) технологий в образовании
Н.Н. Большаков, канд. филос. наук, доцент
Б. А. Калачевский, д-р техн. наук, профессор
А. В. Носов, аспирант
Л. Ф. Рахуба, аспирант
Аннотация
искусственный интеллект студент учебный
Большаков Н. Н., Калачевский Б. А., Носов А. В., Рахуба Л. Ф., 2009
Рецензент: Н. К. Поздняков, д-р филос. наук, профессор
В статье на основе логической модели человеческого сознания проводится анализ возможностей функционирования «информационных технологий» при выполнении различных учебных задач. В результате делается вывод о том, что искусственный интеллект препятствует развитию мышления пользующегося искусственным интеллектом человека, если мышление человека в этой области менее сложно. Применение искусственного интеллекта полезно для специалиста и вредно для студента.
Ключевые слова: образование, сознание, модель, информация, компьютерные технологии, дистанционное образование
Annotatіon
The possibilities of usage of information technologies (computer-aided) in education
In this article the analysis of opportunities of usage of the IT-technologies in realization of different educational aims based on logical model of human consciousness is given. The result of it is the conclusion that artificial intellect impedes the progress of thought of a man using artificial intellect if man's thought in this sphere is less complicated. The usage of artificial intellect is useful for a specialist and harmful for a student.
Key words: education, consciousness, model, information, computer-aided teaching technologies, distant training
Информационные революции всегда были теми критическими точками всемирной истории, после которых начинались качественно иные этапы развития цивилизации. Именно они выступали главными причинами появления и развития принципиально новых технологий, распространение которых приводило к радикальным изменениям общества, которое переходило на новый уровень своего социально-экономического развития. Ныне впервые за всю историю развития цивилизации человек получил высокоэффективное средство для усиления своей интеллектуальной деятельности. Это должно поднять цивилизацию на качественно новую ступень развития. В технологически развитых странах мира обсуждается концепция принципиально нового механизма социально-экономического развития общества, основанного на широком использовании знаний. Человеческие знания становятся субстанциональным капиталом общества, а информационные и телекоммуникационные технологии - фундаментальными технологиями общества знаний, дорогой к которому является система открытого образования в течение всей жизни. Освоение новых фундаментальных технологий общения системой образования способствует достижению триединой цели:
во-первых, интенсификации образования и подъему его на принципиально новый, на порядки более продуктивный уровень;
во-вторых, решению социально-инвестиционной задачи - производству совокупного современного человеческого (в том числе и интеллектуального) капитала;
в-третьих, воспитанию из людей граждан, то есть умению быть современниками. В последней, системообразующей, суммирующей цели современного образования сходятся все векторы его развития. Эта цель связывает их в один пучок, поскольку она определяет задачи превращения человека разумного в человека социального.
Подчеркивая исключительную важность развития информационных и телекоммуникационных технологий в образовании, Международная комиссия по вопросам образования, науки и культуры при ООН сформулировала два базовых принципа их использования: «образование для всех» и «образование через всю жизнь», которые являются декларативной основой решения комплекса проблем национальных образовательных систем. В качестве инструментария для реализации этих деклараций предложен третий принцип - «образования на месте проживания». Апробируя эти принципы, США, Япония и Китай уже задекларировали цель функционирования образовательной системы - всеобщее высшее образование. Россия стоит лишь в начале этого пути1.
В ближайшем будущем информация станет объектом и результатом труда подавляющего большинства населения. Все сферы деловой активности людей будут связаны с использованием информации и научных знаний. Это означает более высокий уровень интеллектуализации общества, достижение которого потребует радикальных изменений в системе образования.
Вычислительная техника и информационные технологии все шире применяются в образовательном процессе. На практике стало популярно применение этих техник и технологий: внедряются компьютерные лабораторные работы, дистанционное образование и т.д. Все это гордо именуется «инновационными технологиями». Но возникает вопрос о научной обоснованности эмпирически реальных практических нововведений. Поэтому мы остановимся на уже видимых недостатках.
Являются ли вообще «инновационные технологии» технологиями с точки зрения образования? Технология определяется как совокупность средств, методов и процессов, приводящих к достижению цели2. В этом смысле компьютеры и информационные технологии в образовательной деятельности являются не технологией, а лишь одним из инструментов обучения. Технологией они становятся при добавлении к ним корректных, ориентированных на желаемый результат, целесообразных процедур их применения. Процедуры, в свою очередь, предполагают наличие умения применять инструмент и желание его применять. Кроме того, сам инструмент и методика его применения должны соответствовать свойствам изменяемого посредством технологии самого объекта.
Изменяемым объектом в образовании является сознание ученика. Это означает, что при применении тех или иных технологий необходимо учитывать хотя бы основные сущностные свойства человеческого сознания. Прежде всего, сознание является саморазвивающимся объектом, свойства которого меняются не только и даже не столько под влиянием внешних воздействий, сколько в результате собственных процессов, скрытых от внешнего наблюдателя. На практике это проявляется в том, что студент не только и не столько объект, сколько субъект изменений, и технология применяется не к нему, а им самим к себе при содействии преподавателя. А в случае отсутствия сотрудничества студента с преподавателем результат процесса будет заведомо неудовлетворительным.
Поэтому требования умения и желания корректно применять инструмент относятся не только к преподавателю, но и к студенту. Корректное же применение технологии предполагает наличие образа результата процесса, с которым сверяются действия. Для сложных и длительных процессов, к которым, несомненно, относится процесс обучения, необходимы также промежуточные этапы с образом промежуточных результатов, пониманием смысла и взаимоотношений этих результатов. Но еще не имеющий по определению специальных знаний студент не может обладать и пониманием структуры процесса их получения, то есть в принципе не способен самостоятельно корректно применять технологии обучения! Это означает, что он будет их применять некорректно, что, в свою очередь, означает неверное завершение процесса, то есть недостижение желаемого результата. Рассмотрим это положение подробнее.
Исходным основанием для анализа применимости компьютерных технологий в образовании и последствий их использования как студентами, так и преподавателями служит логическая модель человеческого сознания3. В ней на базе математической логики и определяемых ею ограничений, теории алгоритмов и теории информации классифицируются по сложности задачи, решаемые человеческим сознанием.
Существуют шесть различных методов работы сознания, четыре из которых имеют отношение к предмету нашей статьи - подготовке инженеров. Более сложные методы требуют достаточного развития менее сложных. Менее сложные методы дают меньшую точность результата, но работают быстрее. В результате менее точное решение получается раньше и проще, оно создает иллюзию решения задачи и прекращает дальнейшее, более точное решение с использованием более сложных методов мышления. Использование более сложных методов мышления при наличии простых требует определенного умственного усилия и осознанности действий.
Это свойство сознания может создавать помехи обучению: имея более простой метод решения учебной задачи, студент не станет изучать более сложный. Здесь следует учесть, что у студента в принципе нет мотива для выбора, предполагаемого смыслом учебного процесса, более сложного метода выполнения задания. Оценить необходимость учебного курса, его содержание, взаимосвязь различных дисциплин может только специалист, совмещающий в себе компетентность в данной профессиональной области и в сфере образовательной практики, каковым студент по определению не является. Для всех этих действий требуется достаточно сложное мышление, формирование которого и является целью образовательного процесса. Это означает, что при наличии возможности студент неосознанно выберет более простой способ выполнения задания - просто ввиду неустранимого отсутствия оснований для рационального выбора. Исключения достаточно редки.
Компьютер с программным обеспечением, ориентированным на решение некоторой профессиональной задачи, представляет собой специализированный искусственный интеллект некоторого уровня сложности. Этот искусственный интеллект создан для устранения из профессиональной деятельности рутинных задач, он облегчает специалисту решение профессиональных задач. Но эта его направленность создает серьезную проблему в обучении студента. Искусственный интеллект некоторой сложности в некоторой предметной области препятствует развитию мышления пользующегося им человека, если его мышление в этой предметной области менее сложно, чем искусственный интеллект. Применение искусственного интеллекта полезно для специалиста и вредно для студента.
Рассмотрим это положение для процесса обучения техническим специальностям. Наиболее сложной из потенциально возможных для инженера задач является создание в некоторой профессиональной области ранее не существовавшего, не имеющего аналогов объекта, что предполагает неопределенность методов его разработки - творчество. Эта задача относится к классу сверхсложных, и потому она не имеет общего формализованного решения. Подготовка специалиста, способного решать творческие задачи, и есть задача-максимум профессионального высшего образования.
Поскольку сами методы решения этой задачи не могут быть формализованы, не может быть полностью формализована и процедура обучения такому мышлению. Кроме того, сверхсложное мышление предполагает развитие доступных человеку алгоритмов деятельности, т.е. некоторое ограниченное саморазвитие. Саморазвитие же предполагает действие субъекта исходя из его собственных внутренних оснований, т.е. оно не может быть обеспечено каким-либо комплексом внешних воздействий. Из этого следует, что никакая система обучения не может гарантировать способности выпускника к решению сверхсложных задач, хотя и должна к этому стремиться.
Сложное мышление предполагает решение профессиональных задач с использованием особых высокопроизводительных специализированных оптимизированных алгоритмов, использующих в качестве аксиом сложные синтетические базовые суждения. Этот метод мышления предполагает знание нескольких методов решения задачи и осознанный рациональный выбор одного или нескольких из них. Основанием для выбора служат наборы допущений, ограничений и условий применимости для каждого алгоритма, что предполагает знание и понимание всего процесса создания специализированных алгоритмов. Формирование такого метода мышления является минимальной задачей высшей профессиональной школы.
Мышление средней сложности - это формализованное рациональное мышление. Оно предполагает наличие в сознании целостной картины мира и умение использовать эту картину (взаимосвязи объектов и законы их существования) для достижения заданной цели. Наличие такого мышления - необходимое условие обучения в вузе, именно оно должно служить критерием при конкурсном отборе абитуриентов.
Наконец, простое мышление представляет собой реализацию достаточно простых заученных алгоритмов действий, не требующую ни понимания смысла этих действий, ни понимания их применимости и обоснованности.
1. Рассмотрим взаимодействие различных методов мышления студента на примере решения некоторой задачи проектирования довольно простого объекта - стандартной задачи курсового проектирования (необходимого компонента обучения). Для студента задача курсового проектирования является сложной или сверхсложной, поскольку требует от него использования специализированных профессиональных алгоритмов и создания нового (для студента) объекта.
Но с применением современной системы автоматизированного проектирования (САПР) решение этой задачи существенно упрощается - сложные алгоритмы расчетов, согласования параметров компонентов и т.п. выполняет компьютер, на долю студента остается лишь совершение некоторой заданной последовательности действий, т.е. выполнение простого алгоритма, не требующее даже понимания его смысла. Таким образом, использование САПР заменяет сложное и сверхсложное мышление простым. Но при наличии простого метода решения задачи человеческое сознание имеет тенденцию не использовать более сложные - то есть наш студент, имея возможность механически выполнять требования преподавателей без изучения теоретических положений, и не станет их изучать! Результатом становится нередкая и на первый взгляд парадоксальная ситуация - студент не может прочитать вроде бы им же (в реальности же - компьютером при минимально необходимом участии студента) сделанный чертеж.