Теоретико-гральний інформаційний підхід і концептуальна модель агрегатування понятійних об’єктів навчально-орієнтованого контенту

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

За останні роки розроблено і практично реалізується багато моделей, пов'язаних з навчальними об'єктами і контентом [1], наприклад, моделі взаємодій і трансформацій е-знання [2], дидактичні моделі [3], модель агрегатування об'єкту поділяємого контенту (SCORM) [4], архітектура системи навчальних технологій (LTSA) [5], інформаційні моделі (IMS) [6], багато з яких, у свою чергу, базується на узагальнених формальних моделях, наприклад, [7], [8]. Але, "Оскільки ми рухаємося до суспільства знання, то змінюється і наше розуміння: Що таке навчання, де, як і для яких цілей воно проводиться? … характер навчання, життя і праці швидко змінюється і тому не тільки люди повинні адаптовуватися до змін, а й традиційні способи ведення справ також повинні змінюватися" [9]. Це просто означає, що швидко зростають потреби у тому, щоб на базі нових науково-практично-обгрунтованих моделей прискорювати і підтримувати інноваційний розвиток комп'ютерно-комунікаційних середовищ, систем, мереж та кіберпросторів, за допомогою яких люди зможуть ефективно і результативно взаємодіяти з агрегатуваннями об'єктів навчально-орієнтованого контенту (нок-об'єктів) у формі навчальних об'єктів або одиниць навчання.

В статті описано застосування теоретико-грального інформаційного підходу (ТГІП) у концептуальної моделі агрегатування понятійних об'єктів навчально-орієнтованого контенту (п-МАНОК-модель).

В умовах цифрової революції, будування інформаційного суспільства, економіки знань люди все більше і більше використовують понятійний контент в електронній/цифровий формі: на роботі, в освіті, навчанні і науці, в торгівлі і банківській сфері, при покупках, в охороні здоров'я, в стосунках з адміністрацією, органами влади, в політиці і управлінні, дома, у професійних та інших спільнотах. Але склад, зміст, описи, джерела і т.ін. понятійного контенту (у т.ч. багатомовні позначення понять) постійно і швидко змінюється. Тому людям все більше і більше будуть потрібні нові інструменти - засоби, системи, середовища і т.ін для ефективної і результативної роботи з агрегатуваннями понятійних нок-об'єктів.

Як доцільно розробити ці інструменти?

Наша коротка відповідь: розробити і практично реалізувати п-МАНОК-модель.

Але, "індивідууми відрізняються один від іншого своїми уміннями, здібностями та уподобанням щодо обробки інформації, конструювання значення з цієї інформації та застосуваннями їх у нових ситуаціях" [10]. Навчальні стилі (learning styles) це композит характеристик когнітивних, емоційних і психологічних факторів, які зберігаються як відносно стабільні індикатори у взаємодіях учня з навчальними середовищами [11]. У 90-х роках ХХ сторіччя було багато дискусій про навчальні стилі - "Мета досліджень навчального стилю: знайти кластери людей, які використовують подібні патерни для того щоб розпізнати, розуміти та інтерпретувати ситуації. На базі такої інформації, ми повинні бути здатними упорядковувати і пристосовувати навчальні середовища так щоб робити їх значно більше продуктивними і успішними ." [12].

- Тому, загальна мета будування п-МАНОК-моделі: своєчасно розпізнавати, усвідомлювати, концептуалізовувати та концептуально ефективно організовувати усі цінні пну-пакети, які у подальшому доцільно широкомасштабно реалізовувати, багаторазово використовувати та поділяти. (пну-пакет = агрегатування пн-об'єктів для Ролі безперервний учень [1]; пн-об'єкт = понятійний навчальний об'єкт). Для досягнення цієї мети, зокрема, застосовується ТГІП, як описано далі..

РОЗВ'ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧІ. В п-МАНОК-моделі (примірник узагальненої МАНОК-моделі), зокрема, побудовано часткові моделі <біп-пакет>, <п-метод>, …, <пну-пакет> (Примітка - Далі ці моделі подано у формі, наближеної до їх XML-відображення).

Часткова модель <біп-пакет>: Багаторазово використовуваний інформаційний <пну-пакет>= <біп-пакет>:

навчальний контент інтероперабельність

<назва>

<мова> (людські мови, якими подано елементи <біп-пакет>)

<п-визначення> (визначення поняття)

<п-позначення> (це позначення поняття = термін = формула …)

<п-факт>

(для) <п-позначення> <п-визначення> <п-пояснення> <п-ілюстрація> …

<маттекст> <матзображення> <матаудіо> …

<п-приклад>

(для) <п-визначення> <п-пояснення> <п-ілюстрація> …

<маттекст> <матзображення> <матаудіо> …

<п-не-приклад>

(для) <п-визначення> <п-пояснення> <п-ілюстрація> …

<маттекст> <матзображення> <матаудіо> …

<п-аналогія>

(для) <п-визначення> <п-пояснення> <п-ілюстрація> …

<метадані>

Де: <метадані> - комплекти метаданих, які пов'язані з елементами <біп-пакет> або з <біп-пакет>, префікс "п-" (понятійний) - означає, що цей елемент можна агрегатувати з <пн-об'єкт>; префікс мат… (матеріал) - означає контейнер для всіх типів матеріалів, які подаються користувачеві; жирним шрифтом виділено елементи шаблону (правило <IF> для цього <біп-пакет>); важливим елементом <метадані> є <джерело> = (типи) <тлумачний словник> <термінологічний стандарт> <монографія> <журнал> <рекомендоване шкільне джерело> …; приклад елементу <п-аналогія>: (<маттекст>) <Інтернет - це місце, середовище, що складається з людей і міріадів їх взаємодій. Це не просто технологія, а й новій спосіб співробітництва, участі і турботи. Організації, які визнають гуманітарний аспект в Інтернеті, з більшою ймовірністю будуть досягати успіху у штучних мирах Електронної Ери, бо вони усвідомлюють, що все штучне має коріння у реальності, а реальність має коріння у наших серцях.> <Vint Cerf, Founder and former Chairman of the Board of the Internet Society>.

Часткова модель <п-метод>:

Багаторазово використовуваний <пну-пакет> = <п-метод>:

<назва>

<послідовність-дій>

<п-алгоритм> <п-тест>…

<IF-завершення>

<IF-не-завершено>

<метадані>

…………

Часткова модель <пну-пакет>: Багаторазово використовуваний <пну-пакет>:

<назва>

<мета>

<пререквізит>

<компонент>

<метод>

<метадані>

Елемент <пререквізит> = загальні вхідні вимоги до учнів.

У Часткова модель <п-метод>, елемент <п-алгоритм> означає, що <послідовність-дій> реалізується деяким алгоритмом, наприклад::

подання користувачеві спочатку усіх (або за встановленим списком <джерело>) нових елементів <п-приклад>, а потім, відповідно, <п-не-приклад>;

подання користувачеві пар <п-приклад> і <п-не-приклад> та багато іншого.

Різні <п-алгоритми> розробляються на базі відповідних дидактично та практично-обгрунтованих методів, які, у свою чергу, належать до різних дидактичних стилів-архітектур, наприклад, рецептивне навчання, директивне навчання, кероване відкриття, дослідницьке навчання [1], [10]. Але виникає таке ключове запитання:

Як для кожного користувача-учня розпізнати та інтерпретувати ці ситуації?

Як забезпечити або підтримати прийняття кращих рішень у цих ситуаціях?

(Наприклад, щоб різні, апріорі не визначені навчальні стилі відповідали кращим педагогічним стилям або навпаки).

Наша відповідь проста: для розв'язування таких задач доцільно застосовувати ТГІП, наприклад, математичну модель процесу прийняття рішень [13], теоретико-гральну модель процесу прийняття рішень [14].

Наприклад, в [13] побудовано математичну модель процесу прийняття рішень у деякій ситуації, яка містить наступні три компоненти:

- особа, яка приймає рішення (ОПР);

- опис або образ реальної ситуації;

- рішення.

При цьому слід враховувати, що наслідком прийнятого рішення є нова ситуація.

У п-МАНОК-моделі ситуація описується набором слів деякої мови, тобто, конструктивами <…> (див. вище) та визначенням зв'язків між їх компонентами (за допомогою конструктива <метадані>, тобто виділено логічну структуру, наприклад, таку як <п-приклад>. Розглянемо підхід до розв'язування цієї задачі як задачі розпізнання. Введено необхідні позначення:

{D} -- множина ситуації, R -- рішення, яке прийнято у ситуації D, а {R} --множина таких рішень. Множини {D} і {R} можуть бути обмеженими. Нехай {Р} = {P1,...,PL} -- кінцева сукупність предикатів, які залежать від {D} і {R}. Множину {R} розбито на класи K1,...,KL так, що ). Будемо вважати, що предикат Р має вигляд Pj(D) -- «у ситуації D прийнято рішення». Кожну ситуацію з {D} задано набором ознак с областями значень . Назвемо хi i-ою компонетою ситуації D. Рішення, яке приймається в ситуації D, позначимо як R(D). Ситуація записується у вигляді комбінації слів деякої мови (<..>) і числових значень (наприклад, <метадані>, які асоційовано з деякими <…>) .

Рішення R(D) можна представити у вигляді , де -- деякі ознаки з областями значень .

Нехай ситуація D описується своїм образом I(D) виду . Зафіксуємо набір ситуацій . Введемо інформаційний вектор [15]

,

де

.

Введемо сукупність . Сформулюємо задачу розпізнання [15]. Нехай D1,…,Dq -- набір ситуацій з {D}, такий що . Нехай відомі описи I(D1),…, I(Dq). Позначимо зв'язки між компонентами xi и xj через xij. Сукупність назвемо структурним описом ситуації D і позначимо . Задача полягає у тому, що необхідно побудувати алгоритм, який по інформаціям для ситуацій D1,…, Dq визначає, до яких класів K1,…, Kl належить рішення . Структурний опис не входить в постановку задачі .

В [14] побудовано більш узагальнену теоретико-гральну модель процесу прийняття рішень, яка за класифікацією моделей ТГІП віднесено до стратегічних моделей процесу розпізнання. Згідно з п-МАНОК-модель перехід від математичних моделей [13], [14] до відповідних інформаційних моделей та їх наступної практичної реалізації здійснюється за допомогою відповідних сервісів, які не входять у продукцію або послуги для кінцевих споживачів.

Інтероперабельність метаданих та інших конструктивів п-МАНОК-моделі та її реалізацій досягається шляхом застосування технічних специфікацій і стандартів від IMS [6], LTSC [5], SCORM [4].

ПРАКТИЧНЕ ВПРОВАДЖЕННЯ. Практичні реалізації п-МАНОК-моделі з застосуванням ПГІТ здійснюються у різних напрямках, наприклад:

- реалізація системи керування пакетом онлайнової понятійної інформації <учень>;

- реалізація понятійного навчального середовища з предмету "Інформатика" у складі українського навчального порталу "Рідна школа".

Застосування теоретико-грального інформаційного підходу (ТГІП) у концептуальної моделі агрегатування понятійних об'єктів навчально-орієнтованого контенту (п-МАНОК-модель) забезпечує нові цифрові можливості з розроблення і впровадження нового покоління засобів інформаційних технологій для навчання, освіти і підготовки.

Ці засоби будуть адаптивними і персоналізованими для кожного користувача, побудовані на науково-практично обґрунтованих дидактичних методах та високоякісних джерелах понятійного контенту, інтероперабельними і доступними будь-де, будь-коли.

Література

1. Манако А.Ф., Манако В.В. Електронне навчання і навчальні об'єкти. - К., ПП "Кажан плюс", 2003. - 334 с.

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

3. Wiley, D. A. (2000). Learning object design and sequencing theory. Unpublished doctoral dissertation, Brigham Young University.

4. Advanced Distributed Learning Initiative. SCORM 1.2: "Sharable Content Object Reference Model," Version 1.2, October 1, 2001.

5. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) Learing Technology Standards Committee. IEEE LTSC. Learning technology standards committee website. (http://ltsc.ieee.org).

6. IMS Global Learning Consortion.

7. Ora Lassila and Ralph Swick, eds., "Resource Description Framework (RDF) Model and Syntax Specification," [W3C Recommendation].

8. Unified Modeling Language.

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

10. Jonassen, David H. & Grabowski, Barbara L. (1993). Handbook of Individual Difference, Learning, and Instruction. Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates, Publishers.

11. 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.

12. O'Connor, T. O. (1999) Using Learning Styles to Adapt Technology for Higher Education.

13. А.Ф. Иванченко (Манако), А.И. Кондратьев. Логические структуры в алгоритмах вычисления оценок Журнал «Кибернетика», 1984р., №4, с. 121 - 123

14. А.А. Стогний, А. Ф. Иванченко (Манако), А. И. Кондратьев. Теоретико-игровая модель процесса принятия решения в информационно-распознающих системах Журнал «Кибернетика», 1983р., №6, с. 115 - 117

15. Журавлев Ю.И. Алгебраический подход к задачам распознавания.-- Пробл. кибернетики, 1978, № 33, с. 5 - 54.

Размещено на Allbest.ru