Информационно-дидактический базис МАНОК/S

Размещено на http://www.allbest.ru/

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).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

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.

Размещено на http://www.allbest.ru/

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].

Несколько слов о базисных конструктивах ИДБ-МАНОК/S и других:

- в международном стандарте LOMv1.0 „Метаданные учебного объекта” [21] формальный словарь „Тип учебного ресурса (= специфичные виды учебного объекта, определенного в LOMv1.0 как любая сущность, цифровая или не цифровая, которую можно использовать для учебы, образования или тренировки)” содержит конструктивы: <упражнение>, <имитация>, <опросник>, <диаграмма>, <рисунок>, <граф>, <индекс>, <слайд>, <таблица>, <повествовательный текст>, <экзамен>, <эксперимент>, <формулировка проблемы>, <самооценка>, <лекция>. Уровни агрегирования этих конструктивов: 1) <данные неструктурированного медиа / фрагмент> (минимальный уровень агрегирования); <урок> (коллекция учебных объектов уровня 1), <курс> (коллекция учебных объектов уровня 2), <набор курсов> (4/наивысший/ уровень; набор курсов обычно ведет к сертификации);

- Модель агрегирования объекта контента SCORM [22] построена из следующих компонентов: 1) чисто технические конструктивы <пакет контента> = (объекты ценного качества; digital assets) <вся Веб-страница>, <XML.doc>, <JPEG>, <WAV>, <GIF>, <JavaScript Functions>, <HTML Fragments>, <Flush object> + <метаданные неструктурированного медиа>; 2) Sharable Content Objects (SCO) - коллекция из одного или больше digital assets, которые запускаются на исполнение при помощи среды времени исполнения (SCORM Run-Time Environment) через коммуникации с системами управления обучением (LMSs). Дидактические свойства SCO в версии SCORM 1.3 не определены, хотя это было обещано в версии 1.2; 3) агрегирование контента (digital assets, SCO) с использованием ассоциированных учебных таксономий (не определены).

- типы <контент> в ДММ, отображенной в XML схему: <объект-знание>, <объект-коммуникация>, <объект-средство> и др. Базисные конструктивы моделирования <объект-знание>: <список>, <рисунок>, <формула>, <таблица>, <аудио->, <видео-> и т.п.

В рабочих спецификациях LOMv1.0 отмечается [21]: " …[применение LOM] дает возможность компьютерным агентам автоматически и динамически агрегировать персонализованные единицы обучения для любого индивидуального ученика". В указанных выше базисных конструктивах и LOMv1.0, и SCORM и <контент> в ДММ (отображенной в XML схему) пока нет возможностей [5], [6] для определения ассоциации конструктивов нок-объекта с изменением состояния компетенций <ученик>. Это просто означает, что есть возможность управлять нок-объектом, представленным в подобных конструктивах, только как информационным объектом и нет возможностей для автоматического использования дидактических методов [5]. В информационно-дидактическом объекте, представленном в информационно-дидактических конструктивах, есть возможности для определения и установления ассоциации нок-объекта с алгоритмом, который реализует дидактический метод. В частности по этой причине в МАНОК/S-<ОЧМ> в конструктивах ИДБ-МАНОК/S описываются фундаментальные (компетенції) ОЧМ/<MODi> [10], например, <досье>, <понятие>, <идея>, <вопрос>, <принцип>, <процедура>, <процесс>, <факт>.

Примеры практической реализация. По определению eldS экспедиционное уок-киберпространство - это уок-киберпространство, оцениваемое степенью использования реальных прототипов инновационных агрегирований уок-объектов [11]. Исходя из такого понимания, а также назначения МАНОК/S, установлены следующие направления практической реализации инноваций на базе МАНОК/S [10]-[12], [23]-[25]:

- инновационные агрегирования уок-объектов (и методические рекомендации по их созданию [24] и использованию [26]). Примеры: дистанционные мультимедийные курсы, построенные на основе уок-обектов.

- инновационные системы/компоненты ИТУО. Примеры: Система ИТУО 'Виртуальная экспозиция преподавателя-ученика (<досье>)'; Интеллектуальна система "Конструктор тестов"; Интеллектуальный Веб-интерфейс онлайновой системы разработки тестов (на данные разработки получены авторские свидетельства); Многоцелевая понятийная учебно-технологическая среда;

- инструментальные среды, системы и средства разработки вышеперечисленного.

- инструментальная среда для постоянного улучшения МАНОК/S и ее применений.

Для успешного решения проблем и задач целенаправленного развития инновационных ИТОУ необходимо консолидировать усилия различных групп ученых и практиков на вопросах комплексного определения, понимания и применения базисных конструктивов моделирования на контенте. Предложенный объектно-ориентированный информационно-дидактический базис МАНОК/S является, на наш взгляд, существенным шагом в данном направлении.

Литература

информационный дидактический базис учебный

1. IST Final report, Information Society for all, 2000. - http://www.proacte.com/downloads/ist/ist2000finrep.pdf.

2. Using Information Technology To Transform The Way We Learn. - Report to the President of the USA, February 2001, President's Information Technology Advisory Committee. - P.48. - http://www.itrd.gov.

3. Digital Opportunities for All: Meeting the Challenge. - Report of the Digital Opportunity Task Force (DOT Force), 11 May 2001. - Р. 24. - (http://www.dotforce.org/).

4. How People Learn: Brain, Mind, Experience and School / Ed. by John D. Bransford, Ann L. Brown, and Rodney R. Cocking; Committee on Developments in the Science of Learning, Commission on Behavioral and Social Sciences and Education, National Research Council. - Washington, D.C.: National Academy Press. (http://www.nap.edu/html/howpeople1/).

5. Wiley, D. A. (2000). Learning object design and sequencing theory. Unpublished doctoral dissertation, Brigham Young University. -http://davidwiley.com/papers/dissertation/dissertation.pdf.

6. Манако А.Ф., Манако В.В. Электронное обучение и учебные объекты (укр.) - К., ПП "Кажан плюс", 2003. - 334 с.

7. Making Sense of Learning Specifications & Standards: A Decision Maker's Guide to their Adoption. - http://www.masie.com/standards/S3_Guide.pdf.

8. Norris, D., Mason, J., & Lefrere, P. Transforming e-Knowledge, Society for College and University Planning: Ann Arbor, USA, 2003. - P. 168.

9. Hodgins, Wayne. Into the future - http://www.learnativity.com/download/MP7.PDF.

10. Манако А.Ф. Моделі агрегатування об'єктів навчального контенту на базі систем інформаційних і навчальних технологій // Проблеми програмування, Спеціальний випуск «Труди Четвертої міжнародної науково-практичної конференції з програмування УкрПРОГ'2004». - 2004. - № 2-3. - С. 587-594.

11. Манако А.Ф. Сетевое общество и учебно-ориентированные технологии для всех. // Управляющие системы и машины. - 2004. - № 4. - С. 50-58.

12. Манако А.Ф. Информационные ресурсы для непрерывного обучения // Управляющие системы и машины. - 2002, - № 3/4. - С. 41-49.

13. Report of the Learning and Skills Council's Distributed and Electronic Learning Group. - http://www.lsc.gov.uk/news_docs/Dist_Electronic_Group.pdf.

14. Learning Objects Network, Inc. website. - http://www.learningobjectsnetwork.com.

15. Zgyrovsky M. Distance Education. The Status and Prospects (the experience of Ukraine). - Kyiv, Ukraine, 2001. - P. 11.

16. Vision Paper "Into the Future". The American Society for Training & Development (ASTD) and the National Governors' Association Center for Best Practices (NGA) . - http//:64.224.100/itimegroup/astd-web/intro.htm.

17. Final report of the 'Commission on Technology and Adult Learning'. - http://www.masie.com/masie/researchreports/ELEARNINGREPORT.pdf.

18. A memorandum on life-long learning. Commission staff working paper. Brussels, SEC, No 1832, 2000. - P. 36.

19. ISO/IEC 19501-1:2001, Information technology -- Unified Modeling Language (UML) -- Part 1: Specification.

20. Keefe, J. W. (1979) Learning style: An overview. In NASSP's Student learning styles: Diagnosing and proscribing programs (pp. 1-17). Reston, VA. National Association of Secondary School Principles.

21. LOM. Standard for Learning Object Metadata, IEEE-SA Standard 1484.12.1-2002, IEEE Standards Department, Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. - ltsc.ieee.org.

22. SCORM . Sharable Content Object Reference Model (SCORM), Version 1.3, U.S. Advanced Distributed Learning Initiative, 2003. - http://www.adlnet.org/).

23. Гриценко В.И., Манако А.Ф. Педагогическое проектирование єлектронных учебников и дистанционных курсов, поставляемых через Интернет. Методические рекомендации. АОО “Витус”, Киев, 2002, -123 с.

24. Манако А.Ф., Манако В.В., Синица Е.М. Разработка семейства онлайновых информационных ресурсов для телекоммуникационных образовательных сред. Труды междунар. конф. «Электронные изображения». - К., 2002. - С. 196-206.

25. Методичні рекомендації для слухачів дистанційного курсу навчальної дисципліни "Ділова українська мова в державному управлінні" / Укладачі: Плотницька І.М., Калашнікова С.А., Манако А.Ф. - К.: Міленіум, 2003. - 58 с.

Размещено на Allbest.ru