Компьютерная система поддержки обучаемых в условиях дистанционного образования

Educational Technology & Society 5(3) 2002 ISSN 1436-4522

Компьютерная система поддержки обучаемых в условиях дистанционного образования

Н.И. Юсупова, Т.Д. Тарасова Д.В. Кондратьев, М.А. Тихов

О.В. Надолько, В. А. Плечная, Е.А. Пузырникова Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет (УГ АТУ) Факультет Информатики и Робототехники vussupova@ugatu.ac.ru, firt@ugatu.rb.ru

АННОТАЦИЯ

Данная статья раскрывает вопросы дистанционного обучения в терминах психологической поддержки обучаемого с точки зрения обеспечения эффективности образовательного процесса. Нами учитываются психологические аспекты дистанционного обучения посредством использования системы психолого-педагогической поддержки обучаемого (SPPSS), основанной на методах экспертных систем и нейролингвистического программирования (NLP). Обсуждаются требования предъявляемые к SPPSS, их структура и основные единицы.

Ключевые слова

Дистанционное образование (ДО), система психолого-педагогической поддержки обучаемого (СПППО), репрезентативные системы, психологические типы личности, обучающая программа.

Введение

Одной из важнейших научных проблем в области обучения является проблема описания процесса познания субъектом внешнего мира. При этом внешний мир и сам субъект (его внутренний мир) представляет собой единую, сложную динамическую систему. Трудность решения проблемы заключается в отсутствии формализованных методов описания процесса функционирования этой системы [Н.И. Юсупова и др. 2001].

В качестве инструментария для реализации данной проблемы предлагается система психолого-педагогической поддержки обучаемых (СПППО), базирующаяся на методологии экспертных систем, концепциях нейро-лингвистического программирования и классического разделения психологических типов людей на четыре типа. Это позволит решить задачу индивидуализации процесса обучения с учетом возможных психологических проблем.

В данной работе рассматриваются психологические аспекты СПППО, связанные с разработкой требований к программному комплексу, описание основных блоков системы и решаемых ею задач.

1. Репрезентативные системы

Известно [Джозеф О’Конор, Джон Сеймур,1999], что у каждого из индивидов есть несколько способов репрезентации, через которые они получают различную информацию. Имеется три основных входных канала:

- зрение;

- слух;

- кинестетическое чувство.

Зрение помогает создать визуальный образ чего-либо - это визуальная репрезентативная система. Можно определить аудиальную репрезентацию - звуковое

восприятие информации. Также рельефное ощущение чего-либо определяет развитую кинестетическую репрезентацию.

Для того чтобы определить, какая именно репрезентативная система является ведущей, необходимо всего лишь обратить внимание на предикаты. Предикаты - это слова, применяемые для описания различных частей опыта того или иного индивида, которые соответствуют процессам и отношениям, присутствующим в его опыте.

По предпочитаемой форме восприятия информации различают людей, обладающих тремя репрезентативными системами [Тед Гаррад, 2001]. Это -ауадиалы, визуалы и кинестетики.

Аудиал воспринимает информацию на слух и для него важны интонация и громкость преподносимого материала.

Визуалу важны изображения. И в речи, и в тексте необходимы слова-ключи, помогающие быстро восстанавливать картину предмета.

У кинестетиков главенствующее место занимают ощущения, удобство, комфорт.

Рассмотренные репрезентативные системы несут в себе тип воспринимаемой информации в процессе обучения.

2. Психологические аспекты СПППО.

В своей работе мы опирались на классическое разделение психологических типов людей на четыре типа [А. А. Крылов, 1990].

Психологический тип - индивидуальные своеобразные свойства психики, определяющие динамику психической деятельности человека, которые остаются постоянными в зрелом возрасте и в своей взаимной связи характеризуют тип темперамента. Они не только заметны во внешней манере поведения, но словно пронизывают все стороны психики, существенно проявляясь в познавательной деятельности, сфере чувств, побуждения и действиях человека, а также в характере умственной работы, особенностях речи и т. п.

Тип темперамента - это динамическая характеристика. Каждый в течение дня, независимо от своей доминанты, может перебывать во всех состояниях, т. е. и холериком, и сангвиником, и т.д. Во-вторых, каждый в себе одновременно несет характеристики всех типов темпераментов - просто, из одного типа больше, из другого меньше: к примеру, может быть, из 100% - 40% меланхолика, 30% флегматика, 20% холерика и 10% сангвиника. В-третьих, типы темперамента делятся на подтипы.

По взятой авторами теории существуют такие психотипы: холерик, сангвиник, меланхолик, флегматик.

Сангвиник легко приспосабливается к новым условиям, быстро сходится с людьми, общителен. Не умеет строго придерживаться выработанного распорядка жизни, системы в работе. В связи с этим не может успешно выполнять работу, требующую равной затраты сил, длительного и методичного напряжения, усидчивости, устойчивости внимания, терпения.

Холерик отличается повышенной возбудимостью, действия его порывисты. Вследствие неуравновешенности, увлекшись делом, склонен действовать изо всех сил, истощаться больше, чем следует. Имея общественные интересы, темперамент проявляет в инициативности, энергичности, принципиальности.

Флегматик - это сильный, уравновешенный, устойчивый перед стрессовыми воздействиями человек. Он спокоен, ровен, готов нести на своих плечах любую ношу. Его главные качества - психологическая устойчивость и упорство в труде.

Меланхолик. У него реакция часто не соответствует силе раздражителя, присутствует глубина и устойчивость чувств при слабом их выражении. Ему трудно долго на чем-то сосредоточиться. При сильных воздействиях у меланхолика часто «опускаются руки». Основные качества людей с подобным типом характера -вялость, способность успешно работать только в благоприятных условиях и не на пределе возможностей. В нормальных условиях меланхолик - человек глубокий, содержательный, может быть хорошим тружеником, успешно справляется с жизненными задачами.

Также существует так называемая доминантная психологическая установка. Она связана с психологическими проблемами типов: сангвиник говорит и делает для меланхолика, с кем бы он ни общался; меланхолик слушает и смотрит, ожидает сангвинического действия и видит в каждом сангвиника, "локаторы" холерика настроены ловить, ощущать и чувствовать флегматика, а флегматик просто воображает и представляется холерику, вся трансляция идёт в холерическом диапазоне восприятия, с кем бы он ни контактировал. Эта доминантная психологическая установка сохраняется при любых ситуативных настройках и полевых смещениях. К примеру, когда сангвиник, общаясь с холериком, становится немного флегматиком, потому что глаза и уши холерика настроены на флегматика, то холерик при этом, подстраиваясь под сангвиника, включает свои меланхолические ресурсы. Так же смещается в сторону сангвиника флегматик при общении с меланхоликом и т.д.

Согласно нейролингвистического программирования в типах темперамента репрезентативные системы приблизительно распределяются следующим образом [Джозеф О’Конор, Джон Сеймур,1999]:

1. кинестетичность - это комфортное состояние холерика и его склонность концентрироваться на "жизнеощущениях".

2. область воображения и естественное состояние флегматика.

3. аудиальные образы, возникающие в ходе диалога, ближе меланхолику.

4. визуальные образы ближе сангвинику, постоянно занятому пересматриванием и переделыванием видимого и прошлого.

В данном случае, кинестетичность, конструирование, аудиальность и визуальность являются такими же аспектами (моментами) движения мысли, как и типы темпераментов. Ключевые слова:

холерика - ощущать, чувствовать, флегматика - воображать, представлять, меланхолика - слушать, смотреть, сангвиника - говорить, делать.

Опираясь на психологические особенности личности студента можно максимально реализовать его потенциальные возможности к образованию.

Авторами было разработано двенадцать программ обучения. Эти разработанные программы являются основой для построения базы знаний.

Приведем пример разработанного набора рекомендаций для обучения холерика - аудиала Поскольку обучающийся - холерик, то необходима частая сменяемость предметов, поступление крупных блоков информации в короткие сроки. Также наибольший объем информации предпочтительно давать в начале занятия и представлять ее так, как сделал бы это флегматик: основательно и системно. Использованные изображения должны иметь четкие формы и спокойный цвет. Поскольку наш обучающийся еще и аудиал, то для него обязательно наличие закомментаренной информации: скобок, сносок. Необходимо отступать несколько от главной темы и подробно детализировать учебный материал. Холерик-аудиал хорошо воспринимает информацию на слух, поэтому человек, начитывающий ему материал должен иметь четкую, ритмичную, красивую речь.

В каждую программу обучения были включены пункты, общие для всех студентов.

- Время суток, в которое студенту предпочтительнее заниматься определенными науками.

- Переменная работа правого и левого полушарий головного мозга. Гуманитарные и технические предметы лучше чередовать через каждые 90-100 минут.

- Метод майндмэппинга: заключается в том, что информация

рассматривается как взаимосвязь тем в разной степени важности, оформленная графически, то есть: в центре помещается главная тема разбираемого вопроса, вокруг нее располагается второстепенная тема, затем - третьестепенная и т.д. Все эти темы соединяются между собой связями.

3. Требования к системе.

Эти факторы привели к идее создания программного комплекса для дистанционной психологической поддержки обучаемых, включающего в себя модели обучаемого (его профессионального уровня, восприятия им получаемой информации, эмоционально-психологического состояния и т.д.), а также методы диагностики эмоционально-психологического состояния обучаемого на основе психологических тестов, методических рекомендаций и освоения учебного материала.

Программный комплекс должен обеспечивать решение задачи психологопедагогической поддержки обучаемых в системе открытого образования на основе системного подхода с учетом психологических особенностей человека. Это значит, что система должна:

- осуществлять постоянный контроль за процессом обучения.

- оценивать внутреннее состояние обучаемого, осуществлять психологическую поддержку пользователя;

- предоставлять преподавателю разнообразные отчеты, связанные с эмоционально-психическим состоянием студента и его успеваемостью.

- Также при разработке структуры системы необходимо учесть следующее:

- архитектура системы должна быть гибкой, чтобы обеспечить расширение системы (количество клиентов и их географическое распространение, функциональные возможности системы и др.);

- система должна обладать способностью к обучению и самообучению;

- система должна предоставлять удобные средства для работы администратора СПППО (добавление-удаление пользователей, изменение прав доступа и др.);

- производительность системы должна соответствовать

производительности аналогичных по архитектуре распределенных информационных систем;

- должен вестись аудит работы системы;

- средства безопасности и разграничения доступа к системе должны обеспечиваться наличием групп пользователей, обладающих различными правами.

Указанные соображения учитываются при построении оболочки системы.

4. Предлагаемая структура программного комплекса

Для обеспечения высокой производительности и масштабируемости предполагается реализовывать СПППО в соответствии с 3-х ярусной моделью приложения (3 tier application model), согласно которой функции приложения делятся на 3 основные категории

- службы представления

- службы приложений

- службы данных

В соответствии с этим предлагается следующая архитектура СПППО, представленная на рис 1.

Рис. 1 Архитектура СПППО.

При реализации СПППО будет использоваться технология .NET.

Службы представления будут поддерживать как "тонких" клиентов (браузер-нейтральные (browser-neutral)) клиентские приложения, основанные на интернет-браузерах и ASP), так и "толстых" клиентов (интернет зависимые (Internet reliant) приложения, основанные на Win32). Браузер-расширенные приложения целесообразно применять для диалога удалённо обучающихся студентов с системой. Это уменьшит проблемы, связанные с развертыванием и сопровождением системы. Однако данный вид приложений обладает ограниченными интерфейсными возможностями и требует постоянного соединения с Internet. Если это для некоторых студентов окажется неприемлемым, то они смогут взаимодействовать с системой с помощью Win32 приложений. Также этот вид клиентских приложений хорошо подойдёт для задач преподавателей и администраторов системы. Количество таких клиентов системы будет невелико и не вызовет больших трудностей.

Экспертная система (ЭС) будет размещена в службе приложений. Она будет состоять из решателя, базы знаний и объяснительного компонента. Архитектура яруса приложений будет базироваться на использовании .NET-компонентов. Это даст следующие преимущества:

- легкость масштабирования при увеличении количества клиентов;

- многопользовательская синхронизация;

- управление соединениями с базами данных;

- поддержка транзакций;

- увеличение скорости работы из-за применения пула объектов.

В службе данных будут храниться база знаний, данные о клиентах системы, архив экспертной системы, сведения аудита и служебная информация. Данные системы (тесты, правила вывода, etc.) будут находится в XML-формате. В качестве СУБД предполагается использовать постреляционную СУБД Cache фирмы InterSystems.

В начале процесса разработки СПППО будет создана ЭС. При разработке ЭС, как правило, используется концепция "быстрого прототипа". Суть этой концепции состоит в том, что на начальном этапе создаётся прототип ЭС. Прототипы должны удовлетворять двум противоречивым требованиям. С одной стороны, они должны решать типичные задачи конкретного приложения, а с другой - время и трудоемкость их разработки должны быть весьма незначительны, чтобы можно было максимально запараллелить процесс накопления и отладки знаний (осуществляемый экспертом) с процессом выбора (разработки) программных средств (осуществляемым инженером по знаниям и программистом). После завершения стадии разработки ЭС будут начаты работы по созданию СПППО.

5. Заключение

Результаты данной работы являются частью исследований и разработок программного комплекса, обеспечивающего психолого-педагогическую поддержку обучаемых в условиях дистанционного образования.

На основе анализа предпосылок использования СПППО в условиях дистанционного обучения сформулированы требования, предложена трехъярусная архитектура этой системы, ядром которой является экспертная система.

Репрезентативные системы личности определяют тип воспринимаемой информации в процессе обучения.

Учет психологических особенностей личности позволяет максимально реализовать его потенциальные возможности в процессе получения образования.

Выявлена необходимость привлечения профессиональных психологов к разработке и проведению дистанционных курсов, а также в качестве экспертов для экспертной системы.

Работа является частью научных исследований по программе Минобразования РФ за 2001-2002 гг. «Создание системы открытого образования» в рамках проекта «Методологические основы построения экспертных систем психологопедагогической поддержки обучаемых в системе открытого образования».

6. Литература

[Н.И. Юсупова и др. 2001] Н.И. Юсупова, Л.Р. Черняховская, И.Б. Герасимова, С.В. Шорохова, “Интеллектуальный подход к разработке системы психолого-

педагогической поддержки обучаемого”, Препринт монографии, Уфа: УНЦ РАН, 2001.- 56 с.

[К. Нейлор, 1991] К. Нейлор, “Как построить свою экспертную систему”, -М.:Энергоатомиздат, 1991.-288 с.

[Р. Бэндлер, 1997] Р. Бэндлер, “Используйте свой мозг для изменения”, Воронеж, 1997, -220 с.

[А.А. Крылов, 1990] А.А. Крылов, “Практикум по экспериментальной и прикладной психологии”, Ленинград, 1990, -22 с.

[Тед Гаррад, 2001] Тед Гаррад, Эффективный тренинг с помощью НЛП, С.-Петербург, ЗАО «Питер Бух», 2001. - 249с.

[Джозеф О’Конор, Джон Сеймур,1999] Джозеф О’Конор, Джон Сеймур НЛП тренинг. Высшая ступень, Москва, Центр НЛП-тренинга, 1999. - 253с.