Проектирование системы информационной поддержки управления знаниями

УДК 37.02:004

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ

УПРАВЛЕНИЯ ЗНАНИЯМИ

© 2013

О.М. Гущина, кандидат педагогических наук, доцент, доцент кафедры «Информатика и вычислительная техника»

О.А. Крайнова, кандидат педагогических наук, доцент кафедры «Информатика и вычислительная техника»

Тольяттинский государственный университет, Тольятти

Аннотация: В статье рассматривается технология проектирования системы информационной поддержки управления знаниями, направленной на поиск и внедрение в учебную деятельность новых механизмов и методов взаимодействия образовательной среды с ее основными участниками.

Ключевые слова: система управления знаниями; информационная система управления знаниями; информационная поддержка.

В настоящее время в образовательной системе согласно новой концепции модернизации Российского образования осуществляются преобразования, нацеленные на повышение качества подготовки специалистов и определение перспективных путей применения информационных технологий, повышающих эффективность выполнения функций обучения. В связи с этим стоит проблема совершенствования образовательного процесса, направленная на поиск и внедрение в учебную деятельность новых механизмов и методов получения знаний по изучаемым учебным курсам, которые могли бы быть положены в основу построения информационных систем управления знаниями, используемых в образовательном процессе.

Решением данной проблемы занимались многие российские и зарубежные ученые по следующим направлениям:

1) разработка специальных методов выявления экспертных знаний, охватывающих всю совокупность сведений для решения задач и обеспечивающих полноту и непротиворечивость полученной информации, и их теоретико-методологическое обоснование (А.А. Асанов [1], Д.Ю. Кочин [2]);

2) представление знаний на основе прямых и обратных связей, обеспечивающих взаимодействие информационной образовательной среды с встроенной технологией управления знаниями, направленной на интеграцию, накопление, поддержку и организацию доступа к знаниям (В.А. Кудинов [3], Дж. Харрингтон [4]);

3) разработка систем управления знаниями (СУЗ), как совокупности процессов систематического приобретения, синтеза, обмена и использования знаний внутри образовательной среды (И.П. Маличенко [5], К. Джанетто [6]);

4) управление качеством образования и теория управления профессиональным образованием (А.Г. Бермус [7], В.Б. Полуянов [8]).

Анализ перечисленных направлений показывает, что до настоящего времени не существует единых подходов к организации обучения в условиях применения информационных систем управления знаниями, а это позволяет выявить ряд противоречий, обусловленных несоответствием между:

- необходимостью совершенствования процесса организации образовательной деятельности за счет использования систем управления знаниями и недостаточностью исследований дидактических возможностей эффективного использования этих систем;

- необходимостью развития информатизации образовательной деятельности за счет внедрения в нее систем автоматизированной поддержки управления знаниями и неразработанностью моделей эффективного построения и использования их в учебном процессе.

Одним из решений по устранению обозначенных противоречий может выступать информационная поддержка образовательной деятельности, обусловленная потребностью расширения теоретических представле-

ний о процессах передачи знаний и практическими целями создания и применения эффективных обучающих систем, позволяющих интегрировать различные формы получения образования при помощи виртуальной образовательной среды, основу которой составляют информационные системы управления знаниями.

Информационные системы управления знаниями (ИСУЗ) - это комплекс взаимосвязанных компонентов, обеспечивающих взаимодействие образовательной среды с основными участниками образовательного процесса, и направленных на выполнение следующих функций

[9]:

- отбор и аккумулирование значимых сведений из внешних по отношению к образовательному учреждению источников;

- стимулирование прироста знаний и использование их в образовательном процессе;

- сохранение, классификацию, трансформацию и обеспечение доступности знаний, оценку и защиту знаний;

- распространение и обмен знаниями в рамках образовательного учреждения;

- воплощение знаний в услугах, документах, базах данных и программном обеспечении.

Для создания новой виртуальной среды с использованием системы управления знаниями, направленной на эффективную организацию образовательной деятельности, необходима информационная поддержка, обеспечивающая создание информационных условий функционирования системы, обеспечение необходимой информацией, включение в систему средств поиска, получения, хранения, накопления, передачи, обработки информации, организации банков данных. Разработка информационной поддержки системы управления знаниями включает последовательное выполнение следующих этапов:

1. Анализ предметной области, направленный на обоснование применения ИСУЗ для поддержки образовательной деятельности, рассматриваемой как образовательный процесс, организуемый через структурные элементы, описанные в виде основных моделируемых функций [10].

Для этого, основываясь на методологии структурного подхода к проектированию информационных систем, была построена контекстная диаграмма (рисунок 1), описывающая представление образовательной деятельности посредством информационной поддержки управления знаниями, и ее декомпозиция (рисунок 2), которая позволяет более точно описать основные процессы автоматизированного решения по управлению знаниями по учебной дисциплине.

2. Функциональное моделирование процесса поддержки образовательной деятельности с использованием ИСУЗ с целью демонстрации того, как каждый процесс преобразует свои входные данные в выходные, и выявить отношения между этими процессами (рисунок

3).

Рисунок 1 - Информационная поддержка учебного процесса

Рисунок 2 - Декомпозиция контекстной диаграммы информационной поддержки учебного процесса Источники^ информации (внешние сущности ОБУЧАЕМЫЙ и ПРЕПОДАВАТЕЛЬ) порождают информационные потоки, переносящие информацию к процессам, которые преобразуют информацию и порождают новые потоки, переносящие информацию к потребителям информации.

Рис. 3. Функциональная модель процесса поддержки образовательной деятельности

3. Проектирование базы знаний ИСУЗ, которое будет включать следующие этапы:

- итеративное извлечение знаний из экспертов и проблемно-ориентированных текстов для идентификации решаемой задачи путем формирования словаря базовой терминологии;

- структурирование полученной от эксперта информации по каждой задаче в виде «поля знаний», основными базовыми элементами которого являются объекты и правила;

- формирование фрагментов базы в терминах конкретного языка представления знаний;

- проверка созданных фрагментов базы знаний на полноту и непротиворечивость.

4. Выбор архитектуры системы, направленный на определение того, как будет поддерживаться основное назначение системы. Архитектура ИСУЗ должна обязательно включать: базу знаний и консультирующую компонентную систему, состоящую из программного интерфейса и интеллектуальных элементов, представленных в виде модулей (рисунок 4). Обмен данными между Обучаемыми и Преподавателями и Базой знаний выполняет Система информационной поддержки управления знаниями, которая принимает сообщения

от пользователей при помощи программного интерфейса, преобразует их в форму статических знаний для передачи между модулями и, наоборот, переводит переданные статические знания в формат пользователей и выдает им сообщения.

Рисунок 4 - Архитектура информационной системы управления знаниями

5. Описание функционального назначения ИСУЗ, позволяющее сформировать общие требования к функциональному поведению проектируемой системы и разработать исходную концептуальную модель системы. На рисунке 5 представлена диаграмма вариантов использования, позволяющая описать процесс организации обучения с использованием ИСУЗ. Образовательная деятельность (работа обучаемого с учебными объектами) рассматривается как дискретный процесс: на каждом шаге работы с учебными объектам обучаемый получает обучающие воздействие (некоторый объем учебного материала), представленное в виде совокупности текстовой (гипертекстовой), статической графической, анимированной и видео- информации, а также аудиоданных. При этом если материал воспринят обучаемым, то осуществляется переход в новое устойчивое состояние, иначе выполняется переход для изучения дополнительного учебного материала или возврат к учебному материалу, представленному другими учебными объектами.

Рисунок 5 - Диаграмма вариантов использования информационной поддержки управления знаниями

6. Определение основных компонентов ИСУЗ с описанием функциональных возможностей. На рисунке 6 представлена структура ИСУЗ, включающая состав, порядок и принципы взаимодействия элементов системы, состоящей из трех взаимосвязанных модулей:

- модуль «Администратор» направлен на организацию основного взаимодействия с системой и распределение ролей между другими участниками системы;

- модуль «Преподаватель» обеспечивает работу с на-

полнением системы учебным материалом по дисциплине (теоретическими сведениями изучаемой дисциплины, лабораторными и практическими работами, а также текстовыми заданиями, обеспечивающими проверку уровня усвоения знаний);

- модуль «Обучаемый» организует взаимодействие системы с участником учебного процесса в пользовательском режиме, в рамках которого будет организована проверка уровня сформированности профессиональнозначимых навыков в решении поставленных задач.

зовательном процессе по учебной дисциплине;

- уменьшение рабочего времени преподавателя, затрачиваемого на анализ информации о качестве излагаемого материала;

- автоматизированное наглядное представление результатов обучения в виде диаграмм и графиков;

- быстрое получение различных отчетов;

- увеличение точности хранимой информации;

- оперативное выявление недостатков обучения.

Рисунок 6 - Структурная схема информационной системы управления знаниями

В процессе функционирования системы информационной поддержки управления знаниями предполагается накопление структурированной информации, осуществление непрерывного анализа результатов и формирование единой базы знаний.

Таким образом, последовательное выполнение выделенных этапов разработки системы информационной поддержки управления знаниями для организации виртуальной среды обучения позволяет создать ИСУЗ, предназначенную для решения следующих задач:

1) предоставление обучаемому всей необходимой информации, накопленной в базе знаний, в соответствии с принятой технологией обучения и выбранной им последовательности получения учебной информации;

2) удаленный доступ к лекционному материалу и вычислительным приложениям в рамках реализации лабораторных и практических работ;

3) подключение обучаемого, в случае необходимости получения дополнительной информации, к внешним источникам знаний;

4) организация совместной работы обучаемых.

Система информационной поддержки управления

знаниями, спроектированная на основании выделенных выше функций и задач, имеет представление, отображенное на рисунке 7.

Разработанная ИСУЗ предназначена для организации учебного процесса с использованием автоматизированных средств обучения, основанных как на подаче изучаемого теоретического и практического материала, так и оценивании успеваемости обучаемых в зависимости от средней выполнимости практических заданий. Она позволяет автоматизировать выполнение учебного процесса и использует для наглядного отображения результатов различные средства визуализации (графики, диаграммы), демонстрирующие статистику прохождения заданий учебного курса и вывод о сформированно-сти профессиональных навыков в решении поставленных задач. ИСУЗ как система управления направлена на определение результатов педагогического процесса, и дает следующие преимущества:

- структурированное хранение информации об обра-

Рисунок 7 - Представление работы ИСУЗ при работе с модулем «Обучаемый»

Таким образом, внедрение в образовательные учреждения разработанной информационной системы управления знаниями позволяет выявлять основные пробелы в знаниях обучаемых, на основании которых производится корректировка учебного материала (за счет накопления и структурирования знаний в системе управления знаниями), а также представлять информацию об образовательном процессе в наглядном виде с использованием графиков и диаграмм. Применение ИСУЗ в учебном процессе предоставляет обучаемым возможность неоднократного доступа к учебному материалу в удобное для них время, а также прорешивания практических заданий в режиме «тренажера», что обеспечивает им закрепление умений и навыков в решении профессионально-значимых задач и повышение качества получаемых в образовательном учреждении знаний.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Асанов А.А. Методы извлечения и анализ экспертных знаний : Дис. ... канд. тех. наук. - Москва, 2002. 125 с.

2. Кочин Д.Ю. Построение баз экспертных знаний для интеллектуальных обучающих систем : автореф. дис. . канд. тех. наук. - Москва, 2006. 26 с.

3. Кудинов В.А. Построение информационной образовательной среды ВУЗа на основе технологий управления знаниями : автореф. дис. ... д-ра пед. наук. - Москва, 2010. - 47 с.

4. Харрингтон Дж. Совершенство управления знаниями / Дж. Харрингтон, Ф. Воул; пер. с англ. А.Л. Раскина; Под науч. ред. А.Б. Болдина - М.: РИА «Стандарты и качество», 2008. - 272 с.

5. Маличенко И.П. Разработка инструментов и механизмов стратегического управления знаниями в системе корпоративного образования : Дис. ... канд. экон. наук.

- Ростов-на-Дону, 2009.- 213 с.

6. Джанетто К. Управление знаниями. Руководство по разработке и внедрению корпоративной стратегии управления знаниями / К. Джанетто, Э. Уитлер; пер. с англ. Е. М. Песте-ревой - М.: Добрая книга, 2005. - 192 с.

7. Бермус А.Г. Управление качеством профессионально-педагогического образования : Монография. Изд-во РГПУ: Ростов-н/Д. 2002. - 288 с.

8. Полуянов В.Б. Теория и практика маркетинга в управлении профессиональным образованием : Дис. ... д-ра пед. наук. - Екатеринбург, 2001. - 471 с.

9. Гущина О.М. Информационная система управления знаниями для повышения качества высшего образования // Вестник ТулГУ. Серия Современные образовательные технологии в преподавании естественнонауч-

ных дисциплин. Вып. 12. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. С. 203-208

10. Гущина О.М., Лаптева С.В. Структурный анализ в построении функциональной модели образовательной деятельности высшего учебного заведения // Актуальные проблемы современного образования: опыт и инновации : материалы научно-практической конференции (заочной) с международным участием: 18-19 июня 2013 г. / отв. ред. А.Ю. Нагорнова. Ульяновск: SIMJET, 2013. С. 453-457

PROJECTING OF INFOTAINMENT SYSTEM OF KNOWLEDGE MANAGEMENT

© 2013

О.М. Gyshchina, Candidate of Pedagogical sciences, senior lecturer, senior lecturer of department

«Informatics and computers»

O.A. Kraynova, Candidate of Pedagogical sciences, senior lecturer of department

«Informatics and computers»

Togliatti State University, Tolyatti

Annotation: This article gives the technology the projecting of infotainment system of knowledge management, aimed for seeking and implementation of new works and methods of interaction between the educational environment and the principal participants to academic work.

Keywords: system of knowledge management, infotainment system of knowledge management, information support.

УДК 372.41

КОМПЕТЕНТНОСТНЫЙ ПОДХОД К ФОРМИРОВАНИЮ ЯЗЫКОВОЙ ЛИЧНОСТИ МЛАДШЕГО ШКОЛЬНИКА

© 2013

Г.С. Квасных, кандидат педагогических наук, доцент кафедры теории и методики начального

и дошкольного образования

Северо-Казахстанский государственный университет им. М. Козыбаева, Петропавловск

Аннотация: В статье раскрываются особенности содержания компетентностного подхода для формирования и развития языковой личности младшего школьника.

Ключевые слова: компетентностный подход в обучении, компетентность, коммуникация, языковая личность.

Современное общество ставит множество целей перед образованием, среди которых огромное значение уделяется развитию личности ребенка, его способностям. Школа, ориентированная исключительно на академические и энциклопедические познания выпускника, учитывая новые запросы рынка труда, сегодня претерпевает изменения. Образование должно быть нацелено на формирование у выпускника готовности эффективно соорганизовывать свои внутренние и внешние ресурсы для принятия решений и достижения поставленной цели. Современная школа должна подготовить человека думающего и чувствующего, который не только имеет знания, но и умеет использовать эти знания в жизни, который умеет общаться и обладает внутренней культурой. Цель не в том, чтобы ученик знал как можно больше, а в том, чтобы он умел действовать и решать проблемы в любых ситуациях, т.е. обладал рядом компетенций.

Изменения в образовании, его модернизация - это процесс развития и постоянного движения вперед, это изменения, которые должны поэтапно происходить в образовании, подвергаться анализу, корректировке в соответствии с полученными результатами, что предполагает существенное обновление целей, структуры, содержания, методов и средств обучения, форм организации учебного процесса.

Одним из центральных критериев обучения русскому языку, наряду с формированием нравственных, эстетических, социально значимых качеств личности школьника, является развитие ученика как языковой личности, полноценно владеющей речью во всех ее видах и формах. В условиях коммуникативно-деятельностного подхода к обучению содержанием образования становится органическое единство процесса усвоения основ лингвистики и процесса формирования коммуникативных умений и навыков, что обеспечивает формирование языковой личности ребенка, свободное владение им языком в разных сферах и ситуациях общения.

Важной частью формирования языковой личности в процессе управления языковым образованием является составление реестра компетенций, которыми она должна обладать [1].

Понятие «языковая личность» базируется на понятии личности как субъекта отношений и сознательной деятельности, определяющейся данной системой общественных отношений, культурой и обусловленной также биологическими ее особенностями. Личность одновременно и продукт, и субъект истории, культуры, ее творец и творение.

Творцом культуры человек становится благодаря способности быть субъектом деятельности, создающим и постоянно совершенствующим новую среду [2].

В настоящее время существенно меняются цели образования, при этом происходящие в мире изменения в области целей образования, соотносимые, в частности, с глобальной задачей обеспечения вхождения человека в социальный мир, его продуктивной адаптации в этом мире, вызывают необходимость постановки вопроса обеспечения образованием более полного, личностно и социально интегрированного результата. Обобщающим определением такого интегрального социально-личностного, индивидуально-поведенческого феномена как результата образования, в содержание которого входит мотивационно-ценностный, когнитивный компоненты и выступило понятие «компетенция».

Индивидуальный опыт учащегося становится основой субъектной позиции учащегося и, как следствие, основой для формирования его ключевой компетенции, не сам по себе, а лишь в процессе его осмысления, поэтому педагогически важными становятся не столько сами активные формы и методы работы на уроках, сколько их последующее обсуждение.

Опыт учащихся может проявляться через его собственное мнение, например в ходе дискуссии или обсуждения вводимых новых понятий. Это значит, что на-