О применимости компьютерных (информационных) технологий в образовании

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.

2. Еще один вариант негативного воздействия информатизации жизни - ситуация с рефератами и докладами. Студент может довольно сложную работу по поиску информации заменить простой - «скачать» готовый реферат (доклад) из сети Интернет, абсолютно не вникая в его сущность. Самостоятельное написание работы требует как минимум рационального мышления (средняя сложность мышления), «скачивание» - неосмысливаемого выполнения стандартного алгоритма (простое мышление). Как результат - бессмысленно стало давать доклады.

Единственным средством противодействия тенденции упрощения учебной деятельности студентов при сохранении формальных признаков результата этой деятельности может служить усложнение методов контроля деятельности и состояния сознания студентов со стороны преподавателя, снижение формальности контроля.

Из множества функций контроля в образовательном процессе рассмотрим две:

1) контроль создает обратную связь в образовательном процессе; он позволяет оценивать степень усвоения студентом учебного курса, скорректировать содержание последующих дисциплин, направить студента на повторное изучение курса, вынести суждение о возможности дальнейшего обучения и т.д.;

2) контроль служит на практике единственным (по крайней мере, одним из главных) стимулом для студента.

В условиях чрезмерно широкого применения в учебном процессе информационных технологий формальный контроль может перестать выполнять обе эти функции. Это означает, что для удовлетворительного завершения образовательного процесса необходимо качественное усложнение методов контроля. Так, если раньше для проверки знания простых алгоритмов (курсовая работа) достаточно было формальной проверки правильности результатов работы, то теперь потребуется нечто вроде мини-экзамена для выяснения, сам ли студент выполнял работу и что же он реально знает и умеет. В действительности мы наблюдаем насильственно навязываемое упрощение процедур контроля - внедрение тестов и предельно формализованных обязательных процедур «интернет-зачетов» и «интернет-экзаменов». Волевое внедрение этих процедур незаконно, методологически ошибочно4 и противоречит логике и смыслу образовательного процесса.

3. Остановимся на электронных лабораторных работах. Они обладают неоспоримыми достоинствами, к ним относятся дешевизна, простота проведения, унификация оборудования. Сами лабораторные работы представляют собой компьютерную имитацию некоторого изучаемого студентом процесса: студент должен «взять» объект, «проделать» с ним некоторые манипуляции и «получить» требуемый результат. Кавычки здесь означают, что все эти действия студент проделывает не с самим объектом, а с его виртуальным образом. Но эта замена объекта виртуальным образом имеет ряд неустранимых недостатков.

Во-первых, практическое действие в электронных лабораторных работах в действительности, то есть и в сущности, и в явлении, и в содержании, и в форме своей, заменяется чтением и наблюдением. Известно, что «человек запоминает 10 % того, что читал; 20 % того, что слышал; 30 % процентов того, что видел; 50 % того, что слышал и читал … 90 % того, что делал сам» [1]. Это значит, что переход к электронным лабораторным работам снижает эффективность восприятия студентом учебной информации, по меньшей мере, втрое! Не слишком ли высока плата за простоту, дешевизну и доступность?

Во-вторых, свойства виртуального объекта существенно отличаются от свойств реального объекта5. Любое виртуальное представление объекта для целей образования (исключая, конечно, теологическое образование) должно быть научным. Основой научного метода познания мира является редукция - сведение описания объекта к ограниченному ряду интересующих нас свойств при игнорировании всех остальных. Это значит, что научное описание объекта по определению не полно. В нашем случае в виртуальном образе реального объекта в лабораторной работе из описываемых изучаемым разделом науки свойств будут присутствовать лишь те, которые заложены в компьютерную программу ее создателем.

В-третьих, виртуальные объекты по своей природе существенно отличаются от материальных. Для информации: основы виртуальных объектов - не выполняются законы сохранения, виртуальные объекты не обладают инерцией, их состояние может изменяться мгновенно и т.д. Все эти свойства реальных материальных объектов могут с той или иной степенью точности (но не полностью) учитываться при программировании виртуальной модели. Но набор этих свойств будет не полон, и их реализация будет отлична от реальности.

Наконец, концепция электронных лабораторных работ не может учитывать возможные ошибки студентов. Если правильное выполнение работы единственно, то различных ошибок - множество, и все они не могут быть учтены при программировании работы. При этом метод проб и ошибок - необходимый компонент обучения. Исправление допущенных ошибок требует более полного понимания процесса, чем правильное выполнение работы. Последнее может быть вполне механическим, бездумным, в то время как исправление ошибки требует осмысленных действий, понимания своих действий, может даже включать элементы самостоятельного исследования; это больше отвечает смыслу образовательного процесса. Все эти возможности в электронной лабораторной работе утрачиваются.

4. Рассмотрим правомерность использования дистанционного (дистантного) образования. Эта «технология» предполагает, что студент общается с преподавателем посредством компьютерной сети - задает вопросы, получает и сдает задания, получает в электронном виде учебники и иную литературу. На первый взгляд - прекрасная идея. Но, к сожалению, она не учитывает некоторые сущностные свойства человеческого сознания6.

Информация может существовать в активной и пассивной форме. Активность предполагает, что поток информации переносится некоторым потоком энергии, пассивность же предполагает необходимость приложения энергии для получения информации. Примером активной информации могут служить модулированные колебания воздуха (звук), пассивной - запись на бумаге, компакт-диске и т.д.

Восприятие активной информации заложено в биологической природе высших живых существ, в том числе и человека. Восприятие пассивной информации - результат развития цивилизации. Поэтому оно требует специального обучения. Активная информация всегда воспринимается легче и усваивается проще; но она не может накапливаться и храниться. Пассивная информация требует некоторого усилия для восприятия, но зато она может храниться и накапливаться. В процесс образования обязательно входит и обучение восприятию пассивной информации, и здесь возникает некоторое противоречие. Обучение восприятию пассивной информации и воспитание привычки к ее использованию не может производиться с помощью самой пассивной информации.

Именно поэтому такая форма обучения, как лекция, остается необходимым элементом образовательного процесса - по крайней мере, до достижения сознанием обучаемого определенного граничного уровня сложности. Это совпадает с приведенной ранее закономерностью человеческого восприятия: человек запоминает 10 % того, что читал (пассивная информация), 20 % того, что слышал, 30 % процентов того, что видел (активная информация, степень восприятия в 2-3 раза выше), 50 % того, что слышал и читал (лекция). При восприятии лекции студент слушает излагаемое преподавателем, видит представляемые таблицы, рисунки и т.п., отбирает и записывает наиболее важную часть информации, что предполагает некоторое понимание и отбор. То есть студент читает, слушает, смотрит и даже совершает некоторое действие, а также производит некоторую начальную обработку поступающей информации - что соответствует максимальному восприятию. Лекция не может быть заменена никакой иной формой учебных занятий. Следует отметить, что современные студенты не умеют слушать лекции, этому тоже приходится учить. Более того, довольно часто они просто записывают лекцию на диктофон (тоже в некотором смысле злоупотребление информационными технологиями); толку от такого «прослушивания» лекции немного, человеческое восприятие в нем полностью отсутствует.

В дистанционном обучении чтение лекций как акта непосредственного общения преподавателя с коллективом студентов в принципе невозможно, поскольку преподаватель и студент разделены в пространстве, пространственно разделены и сами студенты. Не говоря о «социальных негативах», это обстоятельство, прежде всего, означает, что восприятие учебной информации для обучающегося существенно затрудняется, а на некотором начальном этапе обучения может оказаться и невозможным. Из этого следует, что дистанционное образование не может служить основной формой высшего образования, поскольку «…за редким исключением получить фундаментальные знания в результате взаимодействия с компьютером практически невозможно» [2].

Конечно, существует категория студентов, уже способных к восприятию пассивной информации. Современная школа эту способность не развивает, подавляющее большинство родителей - тоже. Эта способность должна в любом случае присутствовать у человека, уже имеющего высшее образование. Доля выпускников вуза, действительно заинтересованных своей специальностью, читающих специальную литературу, стремящихся к совершенствованию своих знаний, по оптимистичной оценке, вряд ли превышает 20 %. Но такие выпускники способны (конечно, в современном обществе с широкими условиями мобильности человека) достигнуть жизненного успеха и в рамках своей специальности. Предположим, что 10-20 % из них захотят получить второе высшее образование. Следовательно, дистанционное образование вполне применимо лишь для 2-4 % студентов. Да и учебный курс для таких студентов должен строиться совсем иначе - в этом случае полностью действует стратегия обучения, предполагающая, что студент действительно хочет учиться, умеет учиться, и его надо лишь направлять, организуя поступление учебной информации в нужном порядке. В случае обучения вчерашних школьников (первое высшее образование, основная форма) эта стратегия неприменима.

Но из представления о том, что студент является активным действующим лицом в процессе трансформации своего сознания, следует необходимость участия преподавателя. В данном случае «Вторая теорема» Гёделя может быть сформулирована следующим образом: наблюдатель (студент) внутри системы (сознания студента) не может воспринимать и анализировать происходящие в системе процессы. Преподаватель нужен в качестве внешнего наблюдателя, отслеживающего и корректирующего ход процесса. То есть даже в случае обучения умеющего и желающего учиться студента, уже обладающего достаточно развитым сознанием, сведение обучения к восприятию информации посредством пусть даже развитой компьютерной системы, без активного участия преподавателя скорее всего не приведет к успешному завершению обучения.

Наконец, идея дистанционного образования полностью игнорирует воспитательный компонент образования, ограничиваясь лишь обучающим компонентом. Воспитывать человека может только человек, причем более развитый. Пробудить в человеке рефлективные потребности и способности может только культурно осознающий себя субъект. При этом запуск процесса саморазвития человеческого сознания (цель высшего образования) и инициация использования сверхсложного мышления не достигаются обучением. Эти жизненно важные для сегодняшней цивилизации процессы принципиально не формализуемы и потому реализуются лишь в неформальном личном общении учителя и обучающегося, заведомо невозможном при дистанционном обучении.

Вывод

Компьютерные технологии являются вспомогательным, но ни в коем случае не основным средством обучения. Их применение в образовании требует величайшей осторожности, поскольку может принести существенный вред при кажущейся полезности. Применение компьютерных технологий оправдано лишь там, где без них нельзя обойтись, или в том случае, если их использует преподаватель, а не студент.

Библиографический список

Примечания

1 См.: Большаков, Н. Н. Векторы модернизации образования [Текст] // Дорожно-транспортный комплекс, экономика, экология, строительство и архитектура : Материалы международной научно-практической конференции, 21-23 мая 2003 года. - Омск : Изд-во СибАДИ, 2003. - Кн. 3. - 316 с. - С. 250-251.

2 См.: Федяев, Д. М. Технология [Текст] // Современный философский словарь / под общ. ред. В. А. Кемерова. - Лондон ; Франкфурт-на-Майне ; Париж ; Люксембург ; М. ; Минск : Изд-во «Препринт», 1998. - С. 927-928.

3 См.: Носов, А. В. Логическая модель человеческого сознания [Электронный ресурс] // Электронный журнал «Исследовано в России», 2009. - Т. 12. - С. 441-471 // http://zhurnal.ape.relarn.ru/ articles/2009/042.pdf

4 См.: Калачевский, Б. А., Носов, А. В. Высшее образование - реформа? Или уничтожение? [Электронный ресурс] // http://www.zanauku.ru//index.php?option=com_content&task=view&id=679& Itemid=31

5 См.: Орехов, С. И. Поиск виртуальной реальности [Текст] : монография. - Омск : Изд-во ОмГПУ, 2002. - С. 39-109.

6 См.: Большаков, Н. Н. Размышления о дидактическом общении в условиях развития дистанционного сетевого обучения [Текст] // Развивающее обучение в высшей школе : сб. научных статей / под ред. А. Э. Еремеева, Г. В. Косякова. - Омск : ОГИ, 2006. - С. 14-17.

1. Викентьев, Л. Н. Приемы рекламы и Public Relations [Текст]. Программы-консультанты: 400 примеров, 200 учебных задач, 20 практических приложений. - СПб. : Консалтинговая фирма «ТРИЗ-ШАНС» : Бизнес-Пресса, 2002.

2. Победин, Л. Н. Лекция как особая форма представления знаний. Тезисы доклада [Текст] // Наука. Философия. Общество : Материалы V Российского философского конгресса. - Новосибирск : Параллель, 2009. - Т. III. - С. 414-415. Автор объясняет возникновение идеи дистанционного образования недостаточной профессиональной подготовкой преподавателей. «…Преподаватель овладевает лекторской формой стихийно… В большинстве случаев осваивается лишь одна форма - пересказ учебника или иного печатного текста… если эта форма является единственной, то весь процесс обучения может свестись к одному уровню - информационному (в нашем понимании отсутствует компонент формирования сознания студентов - Авт.). А тогда возникают идеи о массовом использовании технических средств в образовательном процессе как наилучшем трансляторе информации». В качестве альтернативы предлагается «изучение традиции (как теории, так и практики) лекторского мастерства».

Размещено на Allbest.ru