Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования) | Мир педагогики и психологии №11 (76) Ноябрь 2022

Методы линейного программирования при планировании учебного процесса в системах дистанционного обучения

Севостьянова Екатерина Сергеевна
Доцент, кандидат педагогических наук, Новороссийский морской государственный университет имени адм. Ф.Ф. Ушакова, sevostyanova2000@list.ru
Губа Ольга Петровна
Доцент, кандидат технических наук, Новороссийский морской государ-ственный университет имени адм. Ф.Ф. Ушакова, olga.guba.1956@list.ru
Бабаков Сергей Николаевич
старший преподаватель кандидат педагогических наук, Новороссийский морской государственный университет имени адм. Ф.Ф. Ушакова, Babacovich@inbox.ru

Аннотация: Современный этап развития вычислительной техники характеризуется все более широким применением компьютеров в различных областях человеческой деятельности. Если до создания ПЭВМ любое использование ЭВМ для образовательных учреждений было связано с большими вложениями финансовых средств, то ПЭВМ резко сократили расходы. ПЭВМ как средство обучения намного превосходит возможности традиционных технических средств обучения (ТСО). ПЭВМ позволяет обеспечить: индивидуализированное обучение и контроль знаний обучаемых, адаптацию процесса обучения к индивидуальным характеристикам обучаемых по уровню и скорости прохождения материала, разгрузку преподавателя от ряда рутинных операций, связанных с предъявлением учебной информации и контролем знаний, сбор и анализ разнообразной статистической информации, используемой в учебном процессе.
Ключевые слова: Персональные компьютеры, индивидуализированное обучение, контроль знаний обучаемых, уровень и скорость прохождения материала, программирование, обучение и подготовка специалистов в высшей профессиональной школе.

Sevostyanova Ekaterina Sergeevna
Associate Professor, Candidate of Pedagogical Sciences, Novorossiysk Marine State University named after Adm. F.F. Ushakov, sevostyanova2000@list.ru
Guba Olga Petrovna Associate
Professor, Candidate of Technical Sciences, Novorossiysk Marine State University named after Adm. F.F. Ushakov, olga.guba.1956@list.ru
Babakov Sergey Nikolaevich
Senior lecturer Candidate of Pedagogical Sciences, Novorossiysk Maritime State University named after Adm. F.F. Ushakov, Babacovich@inbox.ru

Abstract: The modern stage of computer technology development is characterized by an increasingly widespread use of computers in various fields of human activity. If before the creation of the PC, any use of computers for educational institutions was associated with large investments of financial resources, then the PC dramatically reduced costs. A PC as a means of learning far exceeds the capabilities of traditional technical means of learning (TSO). The PC allows you to provide: individualized training and knowledge control of trainees, adaptation of the learning process to the individual characteristics of trainees in terms of the level and speed of passing the material, unloading the teacher from a number of routine operations related to the presentation of educational information and knowledge control, collection and analysis of various statistical information used in the educational process.
Keywords: Personal computers, individualized training, control of students' knowledge, the level and speed of passing the material, programming, training and training of specialists in higher professional school.

В настоящее время при разработке компьютерных систем обучения (КСО) в вузах, как правило, применяется «прямое программирование». Для КСО, реализованных методом прямого программирования, характерны следующие черты:[2].  

1) разнообразие стилей реализации (цветовая палитра, интерфейс, структура КСО, способ подачи материала),

2)  сложность модификации КСО в силу того, что реализованный методом прямого программирования программный продукт является закрытым и понятным только разработчику,

3) невозможность реализации блока КСО, необходимого для комплексной поддержки преподавания конкретной дисциплины, так как в разработке КСО участвуют, как правило, нестабильные и недостаточно мощные коллективы. Вот почему научная проблема, вынесенная в заголовок данной статьи, является крайне актуальной на сегодняшний день.

Проблема, обозначенная выше, конечно же, не исчерпывается рамками процесса образования. Она гораздо шире и будет актуальной для любой области  человеческой деятельности, в которой возможно или необходимо применение средств автоматизации [1].   Но автор, в силу своей профессиональной деятельности, в большей степени владеет вопросами, связанными с обучением и подготовкой специалистов в высшей профессиональной школе, и дальнейшие тезисы будут строиться применительно именно к этой сфере.

Обсуждение (Discussion)

Каким образом можно классифицировать программные средства учебного назначения (ПС УН)?

1)  экспертные системы,

2) обучающие программы, предназначенные для формирования новых знаний и навыков,

3) тестовые программы, предназначенные для оценивания и проверки знаний, способностей и умений,

4) тренировочные программы, позволяющие повторить или закрепить пройденный материал и не содержащие нового учебного материала,

5) моделирующие программы, предоставляющие в распоряжение обучаемого возможности использования математической модели для исследования определенной реальности,

6)  базы данных и базы знаний по различным отраслям знаний,

7) прикладные и инструментальные программные средства, обеспечивающие выполнение конкретных учебных операций (обработку текстов, составление таблиц, редактирование графической информации) [3].  .

Наиболее сложным ПС УН, реализуемым в КСО, является компьютерный учебник, который содержит все элементы, необходимые для самостоятельной индивидуальной работы обучаемого: 1) теоретический, справочный, демонстрационный материал, 2) тренировочные упражнения и задания, 3) контролирующие задания, 4) тренажеры »[4].  

Каждый из этих элементов может рассматриваться как отдельный модуль, решающий хотя бы одну учебную задачу и представленный в виде законченного программного продукта.

В дополнение к традиционному линейному механизму управления просмотром учебного материала (перемещение вперед, по разделу, перемещение по иерархической системе меню) сейчас активно внедряется технология гипертекста, обеспечивающая погружение в справочную систему на глубину 2-3 уровня с возвратом в исходную точку.  Концепция гипертекста, во-первых, определяет гипертекст как сеть фрагментов текста и, во-вторых, как систему, реализованную на компьютере или сети компьютеров. Особенность гипертекста состоит в том, что информация не представляется в общем случае одним уровнем текста, а задается многоуровневой структурой, в которой в каждый момент доступен только один слой, но в гипертексте как целом сосредоточено информации больше, чем доступно в каждый момент.

Текстовой материал сегодня широко комментируется иллюстрациями и динамическими сюжетами (удачный образ заменяет 20 страниц текста). Для этого используется технология мультимедиа. Мультимедиа учит пользователя быстро оценивать ситуацию и принимать решения, предоставляет ему возможность получать именно ту информацию, которая нужна в данный момент[5].  Однако перечисленные возможности информационных технологий никак не повлияли на структуризацию содержания обучения.

Методы (Materials and Methods)

Единственным методом к разработке содержания обучения в ПС УН (отдельных занятий, электронных учебников, пособий и т.д.) был и остается сценарный подход. Этот подход определяет невозможность изменения эпизодов

(информационных кадров) сценария в процессе проведения занятия и определяет главное свойство любого сценария в процессе проведения занятия и определяет главное свойство любого сценария: « ничего, кроме того, что заложено в содержание кадров и структуру сценария АУЗ на этапе его разработки, предъявлено обучаемому быть не может».

Поэтому сценарный подход составляет основу для разработки любых ПС УН вплоть до создания развитой технологии искусственного интеллекта.

Различают три вида сценариев ПС УН: линейные, разветвленные и многоуровневые.

Линейный сценарий – это жестко установленная последовательность эпизодов (кадров), одинаковая для всех обучаемых.

Разветвленный сценарий – это такая последовательность эпизодов, при которой обучаемые разной степени обучаемости продвигаются по структуре сценария различными путями.

Многоуровневый сценарий включает в себя несколько сценариев различных уровней сложности изложения одного и того же материала, предназначенных для обучаемых разной степени обучаемости.

Линейные структуры сценария могут применяться, если они составлены в расчете на самый низкий уровень познавательных возможностей обучаемых. Однако такие программы не позволяют существенно разнообразить процесс диалога и могут оказаться неинтересными для обучаемых с более высоким уровнем подготовки. Поэтому целесообразно использовать разветвленные и многоуровневые структуры сценария.

Приведенные выше различия сценариев базируются на оценках «уровня сложности учебного материала» и «уровня познавательных возможностей обучаемых».

В процессе работы над данной публикацией был проведен анализ критериев оценки этих уровней и установлено, что задача декомпозиции содержания обучения по эпизодам сценария до сих пор остается неформализованной, а ее решение определяется только субъективными оценками преподавателя.

  Характерными особенностями ПС УН как программного продукта являются:

- заранее заданная на этапе проектирования сценария ПС УН жесткая структура связей, определяющая последовательность предъявления эпизодов

( квантов, кадров) информации,

- автоматическое определение последовательности предъявления кадров в заданной структуре связей на основе формальной идентификации реакции обучаемого с заранее заданной совокупностью предполагаемых реакций,

- ограниченность средств диагностики учебной деятельности обучаемых возможностями только синтаксического (а не смыслового) анализа,

- возможность изменения и корректуры сценария занятия только лицом, производившим его разработку (проблема «второго автора»),

- невозможность автоматизированного изменения и корректуры сценария занятия (структуры связей ПС УН) в процессе его проведения,

- невозможность учета желаний обучаемого в отношении выбора последовательности изучения содержания обучения,

-   невозможность учета результатов обучения, достигнутых обучаемым вне рамок рассматриваемого ПС УН.

  Заключение (Conclusion) 

Таким образом, в результате приведенных выше положений, был сформулирован вывод о том, что вне зависимости от того, каким термином обозначается ПС УН, используемый в учебном процессе гражданских вузов и дистанционном обучении, в абсолютном большинстве случаев он ориентирован на диалог обучаемый – ПЭВМ, не предполагает оперативного вмешательства преподавателя и ограничивает функции последнего разработкой сценария ПС УН. Поэтому все подобные ПС УН объективно соответствуют тому определению обучающих программ, которое было введено в середине 80-х годов: «обучающая программа (ОП) – это логически объединенный набор квантов (кадров) учебной информации, предназначенный для формирования у обучаемого в режиме диалога «человек – ЭВМ» требуемой совокупности знаний, умений, навыков по заданной теме дисциплины».

1. Печников А.Н., Шиков А.Н. Эффективность электронного обучения как проблема педагогической информатики // Педагогическая информатика.2013. № 3. – С. 49–59.
2. Печников А.Н., Ветров Ю.А., Проектирование и применение компьютерных технологий обучения. Ч.1. Концепция САО и моделирование процессов деятельности. Кн.1,2. – СПб: БГТУ «Военмех». 2003. –195 с.
3. Остроумова Ю.С., Печников А.Н. Прагматическая технология педагогического проектирования в методической работе преподавателя. Монография/– Санкт – Петербург, 2021. –228 с.
4. Митрахович В.А., Миина С.Ю., Печников А.Н., Шалахин Р.А. Электронное обучение в образовательном процессе военных ВУЗов. Учебное пособие/ – Санкт – Петербург, 2018.
5. Печников А.Н., Остроумова Ю.С. Локальная система обучения как объект педагогического проектирования//Человек и образование. 2021.№ 2(67). С.7-16.