Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
Ширшов Е. В.,
Перспективы развития информационных и образовательных технологий
Появление информационных технологий заметным образом изменило нашу повседневную жизнь. Еще больших изменений следует ожидать в ближайшей исторической перспективе благодаря стремительному распространению цифровых систем связи.
Пронизывая все сферы общественной жизни, информационные технологии не могут не затрагивать образование. Закономерно, что ученые и педагоги все чаще обращают внимание на эту динамичную область научно-технического прогресса, которая стимулирует радикальное изменение практики образования, появление возможности передачи и получения информации и знаний различными путями.
В современной мировой практике технологический подход к обучению активно разрабатывается такими известными зарубежными теоретиками как Л. Андресон, Дж. Блок, Б. Блум, Т. Гилберт, П. Митчелл, Б. Скиннер и др. Среди отечественных трудов необходимо отметить работы Ю.К. Бабанского, В.П. Беспалько, Н.В. Бордовской, В.В. Гузеева, Т.А. Ильиной, М.В. Кларина, Г.К. Селевко, А.В. Хуторского, А.И. Умана и др.
Необходимо отметить, что в наиболее общем виде проблемы компьютерного обучения рассматривались еще на начальных этапах становления и развития персонального компьютера. В этот период развивалась теория программированного обучения, у истоков которой стояли американские дидакты и психологи Н. Краудер, Б. Скиннер, С. Пресси, в отечественной науке этими вопросами занимались Г.Н. Александров, В.П. Беспалько, П.Я. Гальперин, Е.Н. Машбиц, Н.Д. Никандров, Н.Ф. Талызина и др.
Ведущее направление в разработке проблемы компьютеризации и информатизации образования занимают работы, посвященные анализу дидактических возможностей компьютеров, их программного обеспечения (Е.И. Машбиц, А.В. Могилев, Т.А. Сергеева и др.), научно-методического обеспечения учебной дисциплины «Основы информатики и вычислительной техники» (С.А. Бешенков, А.П. Ершов, А.Г. Кушнеренко, В.Ф. Шолохович и др.), концепции информатизации общества и образования (Е.П. Велихов, Б.С. Гершунский, А.П. Ершов, В.А. Извозчиков, В.М. Монахов, И.В. Роберт, А.Я. Савельев, Н.Ф. Талызина, А.Н. Тихонов, А.Ю. Уваров, О.К. Филатов, А.В. Хуторской, Д.В. Чернилевский и др.), проблемам развития и становления современных технологий обучения (В.П. Беспалько, А.А. Вербицкий, М.В. Кларин, В.М. Монахов, Т.Н. Назарова, Е.С. Полат и др.), использования телекоммуникаций в образовании (Е.С. Полат, А.Ю. Уваров, В.Н. Христочевский, Е.Н. Ястребцева и др.), общим и техническим вопросам применения сетевых технологий в образовании (А.Я. Ваграменко, К.К. Колин, И.А. Мизин и др.), психолого-педагогическим аспектам исследования проблем комплексного применения и интеграции в образовательном процессе современных информационно-педагогических технологий (И.Н. Антипов, Д.Н. Бабанин, В.В. Давыдов, В.И. Загвязинский, М.Л. Левицкий, А.Я. Лернер, Е.И. Машбиц, В.М. Монахов, В.Г. Разумовский, И.В. Роберт, О.К. Тихомиров, А.Б. Трофимов, Г.А. Шадрин, Л.А. Шкутина и др.)
Для более полного представления современного процесса информатизации образования обратимся к истории развития интеллектуальных информационных технологий (ИИТ), как наиболее перспективном направлении, в этой области, которое ведет отсчет с 60-х годов XX века и включает несколько основных периодов.
60–70-е годы. Это годы осознания возможностей искусственного интеллекта и формирования социального заказа на поддержку процессов принятия решений и управления. Наука отвечает на этот заказ появлением первых персептронов (нейронных сетей), разработкой методов эвристического программирования и ситуационного управления большими системами (последнее было разработано в СССР).
70–80-е годы. На этом этапе происходит осознание важности знаний для формирования адекватных решений; появляются экспертные системы, в которых активно используется аппарат нечеткой математики, разрабатываются модели правдоподобного вывода и правдоподобных рассуждений.
80–90-е годы. Появляются интегрированные (гибридные) модели представления знаний, сочетающие в себе интеллекты: поисковый, вычислительный, логический и образный.
Использование информационных технологий (ИТ) в различных сферах человеческой деятельности, экспоненциальный рост объемов информации и необходимость оперативно реагировать в любых ситуациях потребовали поиска адекватных путей решения возникающих проблем. Эффективнейшим из них является путь интеллектуализации информационных технологий.
Под интеллектуальными информационными технологиями обычно понимают такие информационные технологии, в которых предусмотрены следующие возможности:
– наличие баз знаний, отражающих опыт конкретных людей, групп, обществ, человечества в целом, в решении творческих задач в выделенных сферах деятельности, традиционно считавшихся прерогативой интеллекта человека (например, такие плохо формализуемые задачи, как принятие решений, проектирование, извлечение смысла, объяснение, обучение и т.п.);
– наличие моделей мышления на основе баз знаний: правил и логических выводов; аргументации и рассуждения; распознавания и классификации ситуаций; обобщения и понимания и т.п.;
– способность формировать вполне четкие решения на основе нечетких, нестрогих, неполных, недоопределенных данных;
– способность объяснять выводы и решения, то есть наличие механизма объяснений;
– способность к обучению, переобучению и, следовательно, к развитию.
Уникальная особенность ИИТ – их «универсальность». Они практически не имеют ограничений по применению в таких областях, как управление, образование, проектирование, машинный перевод, диагностика, распознавание образов, синтез речи и т.д.
Представляется, что в настоящее время ИИТ подошли к принципиально новому этапу своего развития. Так, за последние 10 лет существенно расширились возможности ИИТ за счет разработки новых типов логических моделей, появления новых теорий и представлений. «Узловыми» точками в развитии ИИТ считаются:
– переход от логического вывода к моделям аргументации и рассуждения;
– поиск релевантных знаний и порождение объяснений;
– понимание и синтез текстов;
– когнитивная графика, то есть графическое и образное представление знаний;
– мультиагентные системы;
– интеллектуальные сетевые модели;
– вычисления, основанные на нечеткой логике, нейронных сетях, генетических алгоритмах, вероятностных вычислениях (реализуемых в различных комбинациях друг с другом и с экспертными системами);
– проблема метазнаний.
Новой парадигмой создания перспективных ИИТ стали мультиагентные системы. Предполагается, что агент – это самостоятельная интеллектуальная система, имеющая свою систему целеполагания и мотивации, свою область действий и ответственности. Взаимодействие между агентами обеспечивается системой более высокого уровня – метаинтеллектом. В мультиагентных системах (МАС) моделируется виртуальное сообщество интеллектуальных агентов – объектов, которые автономны, активны, вступают в различные «социальные» отношения – кооперации и сотрудничества (дружбы), конкуренции, соревнования, вражды и т. п. «Социальный» аспект решения современных задач и есть фундаментальная особенность концептуальной новизны передовых интеллектуальных технологий – виртуальных организаций, виртуального общества.
Глобальные информационные сети и ИИТ могут в корне поменять наши представления о компаниях и самом умственном труде. Присутствие сотрудников на рабочем месте станет практически не нужным. Люди могут работать дома и взаимодействовать друг с другом при необходимости через сети. Известен, например, успешный опыт создания новой модификации самолета «Боинг-747» распределенным коллективом специалистов, взаимодействующих по Internet. Местонахождение участников каких-либо разработок будет играть все меньшую роль, зато возрастает значение уровня квалификации участников.
Другая причина, определившая бурное развитие ИИТ, связана с усложнением систем коммуникации и решаемых на их основе задач. Потребовался качественно новый уровень «интеллектуализации» таких программных продуктов, как системы анализа разнородных и нестрогих данных, обеспечения информационной безопасности, выработки решений в распределенных системах и т.п.
В настоящее время дистанционное обучение играет все большую роль в образовании. Внедрение ИИТ, по нашему мнению, позволит существенно индивидуализировать этот процесс сообразно с потребностями и способностями каждого обучаемого.