ON LEARNING SYSTEM
PROPERTIES
Manako A
International Research and
Abstract
Problem statement and
approach to identification and properties description of some
classes of learning systems are described
О СВОЙСТВАХ УЧЕБНЫХ СИСТЕМ
Манако А.Ф.
Международный научно-учебный центр информационных технологий и систем НАН и
МОН Украины, Киев.
Аннотация
Описаны постановка задачи и подход к идентификации и
описанию свойств некоторых классов учебных систем
Первые отечественные
разработки в области электронных систем поддержки обучения появились в Украине
на рубеже 50-60-х годов [1]. Был пройден сложный путь от создания простейших
компьютерных программ до сложнейших учебных систем и развития идей непрерывного
массового обучения для всех, создания концепции системы электронного
образования. В средине 90-х была создана отечественная концепция гибких дистанционных технологий [1], высоко
оцененная как в Украине, та и за ее пределами. Концепция стала фундаментом для
новых направлений инновационных исследований в области развития ИКТ для поддержки
образования, тем самым предопределяя инновационные исследования в области
построения качественно новых технологий и учебных систем для поддержки
массового образования.
В настоящее время наблюдается
большое разнообразие классов учебных систем, которые ориентированы на поддержку учебной
деятельности на базе Интернет (от
простых систем доставки контента и услуг до национальных учебных систем и
сетей, глобальных управляемых учебных сред, инфраструктур, электронных научно-образовательных
пространств и т.д.). Все они создаются в соответствии с различными
перспективами, целями и задачами, с использованием разнообразных идей, понятий, языков, моделей,
методов, правил и теорий [2,3]. Их описания в подавляющем большинстве
представлены на естественных языках, не систематизированы, не унифицированы,
взаимно не согласованы и т.д. Были проведены исследования учебных систем (далее
– учебные системы, S), которые основаны на
применении информационных технологий «учебные объекты». Не смотря на то, что
они в большинстве своем основаны на международных стандартах и рекомендациях, их
композиты определяются и создаются с
многочисленными целями и перспективами, на различных уровнях свойства их могут значительно
отличаться между собой. Таким образом, актуальной общей задачей является идентификация и описание свойств S.
Постановка задачи. Рассмотрены примеры описания
[3-6] свойств в определениях S различных, наиболее часто используемых классов
систем (LMS, LCMS) для поддержки массового обучения.
Проведено сравнение их определений,
родовых понятий и существенных характеристик (свойств) класса. Результаты свидетельствую о многочисленных
трудностях, связанных с общим пониманием и решением общей задачи идентификации
и описания системных композитов S и их характеристик. Примеры трудностей:
неопределенность единого родового понятия; использование в определениях понятий
разнообразных и многочисленных существенных характеристик (ключевых понятий);
отсутствие соответствующих формальных описаний (см. также в [2–3]). Постановка
и решение частных, локальных задач идентификации и описания S: обычно порождает все новые и новые
трудности [2]. По мере развития технологической платформы, несущей в себе итерационные
инновации. понимание сути построения и использования систем даже одного класса,
но имеющих разных производителей и может значительно трансформироваться и
порождать новые неопределенности. Заметим, что системы даже одного класса,
которые представлены в виде открытого кода, после доработки пользователями могут
значительно изменять свои свойства и характеристики. Кроме того, S имеет практически неограниченный набор свойств, каждое из
которых можно исследовать, изучать, использовать,
осознавать и оценивать по определенному конечному набору свойств. Ясно, что невозможно
изучить полностью все свойства S (что следует из первой теоремы Геделя) и
реальной целью исследования S является
выделение и изучение только тех его
свойств, которые связаны с заданной целью или проблемой [2].
В соответствии с базисными
подходами к построению S (LTSA, SCORM, IMS, ОКІ), в общей схеме построения S и
их компонентов комбинируют следующие шаги: <разработка вербального описания
постановок задач> → <разработка принципиального решения задач >
→ <разработка вербального
описания модели агрегирования контента (SCORM)> → <разработка частичных решений на базе
XML/RDF-формализмов> →
<практическая реализация решений> [3]. Ключевым аргументом в
пользу применения формальных конструкций и
структур XML/RDF в данной схеме является
тот факт, что WWW де-факто
стал стандартной общей платформой для S. На наш взгляд, такой подход
существенно ограничивает потенциал применения формализованных описаний S,
особенно на этапах исследования и общего
(не детализированного) проектирования S и его системных компонентов, т.е. „с
самого начала”. Другими словами,
необходимо идентифицировать удобную минимальную формализованную структуру или
конструкцию (м.ф.с.) и разработать общие стратегии ее определения и применения
для идентификации и описания свойств S.
Подход к решению задачи. На наш взгляд, решающим
фактором для формализации свойств S является не обеспечение „правильности”
определения м.ф.с. для каждой его содержательной интерпретации, а то, насколько
ее можно ясно и однозначно понять и в последующем исследовать и использовать, в
частности, в других дисциплинах и подходах. Исходя из этого, для идентификации
и описания существенных свойств S предлагается использовать м.ф.с. типа
«категория» [7]. Такой подход имеет ряд важных перспектив по сравнению с
традиционным применением м.ф.с. «декартовое произведение множеств» в теоретико-множественных
подходах к формализации понятия «система». Дело в том, что во второй половине
ХХ века была установлена связь между формальными аксиоматическими теориями (или
дедуктивными системами, исчислениями) и категориями. А именно, исчисление или
дедуктивную систему можно преобразовать в категорию, морфизмы которой
определяются выводами в исчислении. Ловер предложил рассматривать формальные
теории как категории, морфизмы которых определяются термами и формулами, а
композиции морфизмов задаются при помощи операции подстановки терма вместо
свободных переменных [8]. Взгляд Ловера на теорию как на определенный тип
категории расширяет возможности метода моделирования, дает единый взгляд на
понятие модели. В [4] описаны общие стратегии применения м.ф.с. типа «категория»
для идентификации и описания свойств совокупности технологически возможных S. В
частности, идентифицированы и описан ряд важных универсальных характеристик S
(«Форма-Содержание», «Агрегирование») с м.ф.с. типа «категория».
В заключении, следует подчеркнуть, что
предложенный подход принципиально расширяет возможности традиционного
инструментария по идентификации и описанию свойств учебных систем,
предоставляет новые возможности обмена результатами, повышает точность и
устраняет неопределенность описаний учебных систем «с самого начала». Раскрытие
концептуальной неопределенности является системной задачей, поэтому результаты
зависят не только от способностей и умений исследователя, но и предопределяют как
принципиально новое отношение к деятельности, так и принципиальное изменение
стиля мышления разработчиков.
Литература
1.
В.И. Гриценко, Фундаментальные проблемы Е-обучения, К.:
ВД "Академперіодика", 2008, 38 с.
2.
Манако А.Ф. Сетевое общество и учебно-ориентированные
технологии для всех // Управляющие системы и машины. – 2004. – №
4. – С. 50–58.
3.
Манако А.Ф., Манако В.В. Електронне навчання
і навчальні об’єкти. – К.: "Кажан
плюс", 2003. – 334 с.
4.
Манако А.Ф. Формальные структуры МАНОК-систем //
Управляющие системы и машины. – 2008. – №1. – С. 35–41.
5.
SCORM (2001). Sharable Content Object
Reference Model (SCORM),
Version 1.2, October 1, 2001. Advanced Distributed Learning Initiative.
(See: http://www.adlnet.org/)
6.
IMS Digital Repositories Interoperability
- Core Functions Best Practice Guide. 2002.http://www.imsglobal.org/
7.
Букур Н., Деляну А. Введение в теорию
категорий и функторов. - М.: Мир,
1972. - 259 с.
8.
Lowvere F.W. The Category of Categories as
a Foundation for Mathematics // Proc. of the Conf. on Categorical Algebra. –
Springer-Verglag. 1966. – P. 1–20.