Введение. Информационные модели и технологии в настоящее время широко применяют в системах получения знаний, включая образование. Информационные технологии и информационные системы являются важным компонентом технологий образования [1–4] как инструмент передачи знания и как инструмент познания окружающего мира. В настоящее время все функционирующие отраслевые и локальные образовательные системы применяют телекоммуникационные системы и образовательные ресурсные центры. Информационные технологии в образовании имеют две группы функций: поддержку образовательного процесса; реализацию образовательного процесса. Во многих случаях применяют электронные образовательные ресурсы [2, 5, 6]. В основе создания электронных ресурсов применяют информационные модели и концепции статистических и динамических документов [7]. Каждый тип образовательного документа представляется также в виде набора информационных образовательных моделей со своими данными. Современные технологии применения электронных ресурсов требуют постоянного совершенствования ресурсов и технологий их использования. Многообразие образовательных и электронных ресурсов и набор требований обобщения их применения и развития концептуального подхода к их проектированию и построению. В ходе накопления опыта образовательных технологий сформировалось новое понятие, отвечающее требованиям обобщения информационных образовательных моделей и информационных образовательных технологий. Это понятие формализовано представлено как информационная конструкция [8], обобщающая образовательные модели, ресурсы и технологии.
Информационные конструкции при передаче знаний в образовании. В работах [8, 9] информационные конструкции рассматриваются в аспекте информационных взаимодействий в информационном поле. Можно перенести этот подход в область информационных образовательных технологий, что сделано в работах [10, 11]. На рис. 1 приведена информационная образовательная конструкция как обобщение образовательных моделей и технологий, которые она может описывать. С позиций информационного моделирования [12] информационная образовательная конструкция (ИОК) является обобщением моделей объектов, входящих в ее состав. Она также служит основой классификации образовательных моделей, которые она объединяет.
Рис.1. Формирование информационной образовательной конструкции
Информационная образовательная конструкция (ИОК) имеет структуру и составляющие этой структуры. В качестве таковых могут быть информационные модели, информационные объекты, информационные технологии, сценарии обучения и совокупности всего перечисленного.
Представленная схема на рис.1 не включает тестирующие модели. Она формируется на основе учебных программ и требований к профессиональной деятельности. В ней выделены три структурных сложных уровня: уровень статического описания, уровень динамического описания и уровень представления и взаимодействия. Схема является обобщенной и в ней не показаны элементы каждого уровня. Элементами каждого уровня являются информационные единицы [13].
В схеме на уровне описания приведены дескриптивные модели [14]. Дескриптивные модели включают описание сценария модуля и ситуации. Такая схема легко позволяет переходить от классического лекционного обучения к презентационному, мультимедийному и игровому обучениям. Другими словами, эта часть информационной конструкции создает информационный ресурс для разных схем обучения и обеспечивает преемственность между разными технологиями обучения.
Динамическая реализация включает информационные технологии и прескриптивные [15] (предписывающие) информационные модели. В схеме в скрытой форме присутствуют информационные единицы. Уровень представления включает визуализацию ресурсов и интерфейса взаимодействия: «преподаватель-обучаемый», «обучаемый-информационный ресурс». В первом случае имеет место передача знаний с помощью конструкции, во втором — получение (извлечение) знаний учащимся из учебного материала. В схеме в скрытой форме присутствует интерактивная модель информационного взаимодействия [16] между преподавателем и обучаемым.
Информационная образовательная конструкция может быть обучающей (передача знаний и извлечение знаний) и тестирующей [11] (контроль знаний).
Информационные конструкции в системе электронного обучения. Особенно эффективны информационные конструкции в электронном обучении. Обучение с применением компьютерных технологий и компьютерных хранителей информации называют электронным. На основе электронного обучения строится 100 % информационных обучающих конструкций. В электронном обучении информационная конструкция является основой, так как позволяет верифицировать процесс обучения еще до стадии его практической реализации. Информационные образовательные конструкции охватывают процессы обучения и тестирования. В связи с этим информационные образовательные конструкции можно разделить на обучающие и тестирующие. Оба вида конструкций предусматривают наличие некой информационной обучающей информационной ситуации.
Ситуационная модель [17] отражает учебный объект и учебную ситуацию, а также реальный объект и реальную ситуацию. Для информационного взаимодействия с ситуацией могут быть использованы два подхода: эвристический и формальный. Эвристический подход предполагает применение стереотипов и прецедентов. Он требует итеративного когнитивного взаимодействия обучаемого и способствует развитию навыков принятия решений в заданной ситуации.
Формальный подход строится на полном описании объекта и осуществляется с помощью аналитико-математических методов представления. Этот подход приводит к необходимости алгоритмической обработки и способствует развитию аналитического мышления и системного анализа у обучаемых. Он требует итеративного информационного взаимодействия обучаемого и способствует закреплению навыков принятия решений в заданной ситуации.
Визуальная модель [18] упрощает ситуационные действия и взаимодействия. Она, является дополнительной надстройкой и представлением ситуации с помощью визуальных средств и когнитивной графики. Она повышает оперативность анализа ситуаций и процесса обработки. Визуальная модель включает когнитивную область учащегося в образовательный процесс. Она включает в себя: цели решения задач, визуальное описание ситуации, сценарий обучения, правила прохождения сценария.
Информационная обучающая конструкция включает в себя: педагогические цели, квалификационную характеристику, комплект методических документов, систему оценки качества полученных знаний, систему фиксации и регистрации действий обучаемого.
Рассмотрим концепцию использования информационной конструкции в процессе подготовки студентов на основе ситуационного обучения (рис. 2). Процессы лекционной и практической (семинарской) подготовки дополняются этапом анализа информационной ситуации, в котором важными составляющими три возможных типа моделирования в процессе обучения.
Рис. 2. Информационная конструкция при ситуационном обучении
Основная центральная ветка основана на формальном обучении и проверке знаний на материале, который апробирован, и результат известен. В этом случае критерием оценки является правильное решение поставленной задачи при известных алгоритмах и четкой верификации решения и пути решения.
Левая ветка соответствует эвристическому обучению. Перед обучаемым ставится эвристическая задача второго рода [19], решение которой нельзя получить прямым алгоритмом. Задача требует фрагментарного решения с выбором стереотипного решения на каждом этапе. Этот метод обучения развивает творческие способности в ширину. Главное в нем — умение строить процесс поиска решения или умение доказывать отсутствие решения для заданных условий.
Правая ветвь обучения связана с когнитивным моделированием [20], которое в основном опирается на визуальные модели. Как правило, это направление соответствует поиску нового решения. Однако получить такое решение можно разными путями.
Очевидно, что схема, приведенная на рис. 2, в равной степени применима и для обучения студентов, переподготовки специалистов и для повышения квалификации. Именно ситуационное обучение создает предпосылки для игрового обучения — методом деловых игр [21]. Из обучающей информационной конструкции вытекает важная компонента, связывающая ее с тестирующей информационной конструкцией. Она ориентирована на ситуацию. А все тесты используют именно ситуацию, а не что другое. Следовательно, применение информационной обучающей конструкции приучает обучаемых к ситуационному восприятию картины окружающего мира [22], что им вновь встречается при прохождении тестирования.
Информационная обучающая конструкция включает сценарии обучения. В сценарии в последовательном изложении излагаются сущности обучающего материала. Он может быть линейным — последовательным. Может быть нелинейным, с обращением к вспомогательному материалу. И может включать ситуации (рис.2). В сценарии содержатся: цели и задачи обучения, деятельность обучаемого, порядок генерирования случайных событий; сжатие и растяжение времени моделирования ситуаций; структурно-временная схема действия обучаемых. Сценарии опираются на содержание информационных единиц обучения. В основе построения этапов сценария используется универсальная формула Б.Ф. Скиннера [23]:
где: С — ситуация;
Р — реакция;
П — подкрепление.
Учебный материал Скиннер разбивает на части, каждая из которых должна содержать ситуацию. Поэтому подход Б.Ф. Скиннера основан по сути на ситуационном обучении. Однако он включает только простые ситуации настолько, чтобы реакции на них практически всегда были правильными. Таким образом, сценарный метод обучения также является ситуационным, но в настоящее время опирается на модели информационных единиц и информационных образовательных единиц. Информационные обучающие конструкции как обобщение информационных моделей также выполняют две дополняющие функции: описательную (дескриптивную, рис.1) и процессуальную (прескриптивную). Описательная функция информационной конструкции состоит в том, что она является средством описания образовательного процесса и информирует получателя информации об изучаемом объекте или явлении.
Процессуальная информационная обучающая конструкция служит основой обучения последовательности действий, процессов или информационных взаимодействий для достижения поставленной цели. Процессуальная информационная обучающая конструкция является средством изучения процессов, протекающих в мире.
В аспекте структурной сложности выделяют составные и простые информационные обучающие конструкции. Простые не включают в свой состав другие информационные конструкции, а включают только элементы. Сложные информационные единицы включают в свой состав другие информационные конструкции. Структурная вложенность информационных конструкций — это отражение иерархии между ними (рис.1). Эмерджентность составной информационной конструкции означает несводимость свойств системы к свойствам ее частей.
Семантические информационные обучающие конструкции — это конструкции, рассматриваемые в аспекте семантической содержательности и обладающие какими-либо смысловыми признаками Заключение. Информационные обучающие конструкции: эвристическая, аналитическая и когнитивная — дополняют друг друга и дают интегральную оценку возможностей обучаемого. Сведение оценки знаний только к одному виду тестирования дает неполную оценку и не будет способствовать объективной оценке качества образования. Информационные обучающие конструкции служат основой электронного обучения, так как дают интегрированное описание моделей процессов, сценариев и информационных единиц. Информационные обучающие конструкции делятся на тестирующие и обучающие. Большинство информационных обучающих конструкций использует модели ситуаций или модели информационных ситуаций. Большинство информационных обучающих конструкций использует модели информационных единиц. В целом обучение на основе информационных обучающих конструкций допускает: пассивные, полуактивные и активные методы обучения. Такая совокупность информационных обучающих конструкций обеспечивает интегральную оценку обучения и повышение качества образования.