Використання інформаційно-комунікаційних технологій для активізації пізнавальної діяльності учнів 10-11 класів під час уроків технологій

Інтелектуальне колективне навчання - цікава група технологій, розроблена на межі двох галузей, що початково були далекими одна від одної:колективне навчання з комп'ютерною підтримкою та інтелектуальні навчаючі системи. Сучасний напрям роботи у використанні штучного інтелекту для підтримки колективного навчання призводить до збільшення рівня взаємодії цих двох галузей. Тоді як рання робота над інтелектуальним колективним навчанням була виконана у до-Інтеренет контексті, сьогодні маємо Інтернет та Інтернет-освіту, що забезпечили як платформу, так і зростаючий попит на такий тип технології. В Інтернет-освіті потреба у інструментах підтримки колективного навчання є критичною, тому що учні рідко (чи ніколи) особисто зустрічаються один з іншим. Інтелектуальні технології можуть докорінно розширити міць простих інструментів підтримки колективної роботи (таких як групи потокових дискусій та спільні дошки), що надаються різними системами управління курсами. Нині ми можемо зазначити як мінімум три окремі технології у групі інтелектуального колективного навчання: адаптивне формування групи та рівноправна допомога, адаптивна підтримка співробітництва та віртуальні учні. Гарний приклад підтримки адаптивного співробітництва представлений у роботі COLER [22, с. 101].

Технології адаптивного формування груп і рівноправної (партнерської) допомоги намагаються використовувати знання про співпрацюючих членів групи (найчастіше ці знання представлені у моделях учня) для формування необхідної групи для різних типів колективних завдань. Ранні приклади включають формування груп для спільного розв'язання завдання та пошук найбільш компетентного члена групи для відповіді на питання. Обидві течії роботи зараз розвиваються. Команди-початківці узагальнили і розширили свою роботу, а низка нових команд розпочали дослідження в цьому напрямі.

Технології для адаптивної підтримки співробітництва намагаються забезпечити інтерактивну підтримку колективного процесу так само, як системи інтерактивної підтримки проблем допомагають окремому учневі у розв'язанні проблеми. Використовуючи деякі знання про гарні і погані зразки співробітництва (які надаються авторами системи або одернуються із журналів спілкування), системи підтримки співробітництва, такі як COLER (Constantino Gonzalez, et al., 2003) або EPSILON (Soller, et al., 2003), можуть тренувати або консультувати членів колективу. Це новий напрям роботи, який проте швидко розвивається, він бере свої ідеї із класичних сфер навчання, таких як інтелектуальні навчаючі системи та колективне навчання з комп'ютерною підтримкою [22, с. 102].

На противагу, технологія віртуальних учнів порівняно стара. Замість підтримуючого вивчення або співробітництва з позиції старшого над учнями (вчитель або консультант) ця технологія намагається ввести різні типи рівноправних віртуальних партнерів у навчальне середовище: навчаючий партнер (Chan, et al., 1990), учень або навіть порушник порядку (Frasson, Mengelle, Aimeur, & Gouarderes, 1996). У контексті Інтернет-освіти, де учні спілкуються головним чином через низько пропускні канали (електронна пошта, чат, форуми), віртуальний учень стає дуже привабливим уособленням для реалізації різних стратегій підтримки. Очікуються більші дослідження у цьому напрямі та його подальша інтеграція з напрямами анімованих агентів таінтелектуальної підтримки співробітництва.

Інтелектуальний моніторинг класів - інша технологія адаптивних, інтелектуальних, освітніх інформаційних систем, мотивована Інтернет-освітою. В контексті Інтернет-освіти «дистантний учитель» не може бачити вирази нерозуміння або розгубленості на обличчях учнів. З таким чітким браком зворотного зв'язку стає дуже важко визначити проблемних учнів, які потребують додаткової уваги, яскравих учнів, яким слід кинути виклик, так само і визначення частин навчального матеріалу, які є занадто легкими, занадто складними, або незрозумілими. Системи освіти на основі Інтернет можуть відслідковувати кожну дію учня, проте для викладача-людини майже неможливо знайти будь-який сенс у значному обсязі даних, що збирається системою. Системи інтелектуального моніторингу класу (нагляду за класом) намагаються використовувати штучний інтелект, щоб допомогти вчителеві в цій ситуації. Цей напрям роботи було започатковано у HyperClassroom (Oda, et al., 1998), де використовувалася нечітка технологія для визначення учнів, що опинилися в глухому куті. До недавнього часу HyperClassroom була єдиним таким прикладом, проте за останні роки з'явилися декілька інших зразків (Merceron, & Yacef, 2003; Romero, Ventura, Bra, & Castro, 2003). Деякі системи (Chen, & Wasson, 2002; Mbala, Reffay, & Chanier, 2002), які наглядають за процесом співпраці, звітують про проблеми вчителеві, замість того, щоб впливати на саму співпрацю, займають місце посередині між моніторингом класу та підтримкою співробітництва [22, с. 104].

Отже, аналіз адаптивних та інтелектуальних освітніх систем для Інтернет на рівні технологій показує, що вони мають багато спільного з Інтернет системами. Чи маємо ми розглядати адаптивні, інтелектуальні, освітні інформаційні системи лише як реалізацію для Веб ідей, розглянутих раніше? Чи можемо ми сказати, що єдиною різницею між Інтернет і Інтернет адаптивними та інтелектуальними системами є платформа реалізації? Очевидно, що різниця між інтелектуальними навчаючими системами 1980 і 1990 рр. і новим типом Інтернет систем, які стали популярними в кінці 90-х рр. є якісною. Тоді як на рівні індивідуальних технологій ми з легкістю можемо помітити схожість між Інтернет і до-Інтернет системами, на рівні всієї системи ми можемо спостерігати скоріше значні відмінності у головному фокусі цих систем, їх контексті застосування, і в загальному наборі характеристик, щопідтримуються. Нова платформа і новий контекст застосування Інтернет-систем породжує значну зміну парадигми розробок. Адаптивні й інтелектуальні освітні Інтернет-системи формують нову парадигму розробок у сфері штучного інтелекту в освіті.

Силою, що рухала найперші систем штучного інтелекту в освіті було бажання виправити очевидні проблеми домінуючого комп'ютеризованого викладання (КВ - від англ. Computer-Assisted Instruction - CAI) : забезпечити більш інтелектуальне оцінювання знань учня, аніж традиційні питання «так-ні» і питання вибору з декількох варіантів, а також більш адаптивну послідовність навчальних фрагментів, аніж у традиційному лінійному і гілковому підходах (Carbonell, 1970). Такі системи було названо інтелектуальними системами комп'ютеризованого викладання (ІКВ - англ. ІСАІ), або системами штучного інтелекту у комп'ютеризованому викладанні (ШІКВ - англ. АІ-САІ). Системи інтелектуального комп'ютеризованого викладання не намагалися змінити середовище застосування, яке добре встановилося, і головні цілі систем комп'ютеризованого викладання, які полягали у передаванні знань до учня із наступною перевіркою їх засвоєння. Як системи комп'ютеризованого викладання, так і системи інтелектуального комп'ютеризованого викладання намагалися замінити все або частину навчання у класах. Найбільшими інтелектуальними технологіями були планування (Brown, Burton, & Zdybel, 1973; Carbonell, 1970; Koffman, & Perry, 1976) та інтелектуальний аналіз рішень (Brown, & Burton, 1978). Переважною комп'ютерною платформою початкових систем комп'ютеризованого викладання були класичні мейнфрейми і (пізніше) мінікомп'ютери [22, с. 105].

Нова парадигма «навчання» (або ж «наставництва», «репетиторства» - навчання за допомогою індивідуального репетитора) була встановлена в кінці 1970 р. (Burton, & Brown, 1979; Clancey, 1979). Надалі вона розповсюджувалася школою Джона Андерсена і стала домінуючою у 1980 і на початку 1990 рр. Чемпіони нової парадигми проголосили, що основною роботою систем штучного інтелекту в освіті є не заміна вчителя у класі для подання нового матеріалу, а забезпечення індивідуальним наставником, який зможе підтримувати учнів у процесі розв'язання освітніх проблем і формуванні процедурних знань. З того часу старе ім'я ІКВ («АІ-САІ») більше не мало значення, нові системи і вся область обрало ім'я «інтелектуальні навчаючі системи» (ІНС - англ. Intelligent Tutoring Systems - ITS). На рівні технологій зміна була більш поступовою - нова технологія інтерактивної підтримки прийняття рішень (розв'язання завдань) швидко ставала домінуючою, тоді як відносний обсяг роботи у старих технологіях поступово зменшувався. Зацікавленість у плануванні навчального курсу зменшилася, коли більшість ІНС відмовилися мати справу з поданням освітнього матеріалу, залишивши це викладачам. Щодо інтелектуального аналізу рішень, це було визначено як другорядне у порівнянні з технологією прийняття рішень: справжнім викликом було розробити повністю інтерактивну підтримку. Зміна середовища застосування і домінуючих технологій була підтримана (або ж навіть скерована) зміною платформи реалізації від мейнфреймів до персональних комп'ютерів з їх можливостями реалізації привабливих інтерфейсів прийняття рішень [22, с. 106].

Те, що ми спостерігаємо нині - це нова зміна парадигми, яка також спонукається якоюсь мірою зміною платформи і середовища застосування. Мотивуючим середовищем застосування освітніх систем для Інтерент є, природно, освіта на основі Інтернет. У цьому середовищі, коли відсутній учитель, наставник, або навіть рівноправний партнер, освітня система має забезпечити одночасне рішення для всіх потреб учнів. Стара мотивація «подати знання» повернулася у центр уваги і навіть стала домінуючою (так нове покоління систем Інтернет-освіти вирішили подавати необхідний освітній матеріал, використовуючи гнучкий гіпертекст замість жорстких систем КВ). Так, багато систем включають (або хоча б зосереджені) подання матеріалів он-лайнових курсів - з адаптацією, як у MetaLinks, KBS-Hyperbook, ActiveMath, ELM-ART, MLTutor, або без неї, як у German Tutor. Потреба у підтримці прийняття рішень залишається в центрі уваги. Нові потреби, специфічні для сучасної Інтернет-освіти стали критичними - такі як підтримка колективної роботи та потреба підтримки дистантного вчителя, який працює з невидимим класом. Ця ситуація призвела до появи нових технологій, так само як і до зміни у використанні набору відомих технологій. Адаптивне планування знову стало популярним - сьогодні разом із адаптивним гіпермедіа іадаптивною фільтрацією інформації. Інтелектуальний аналіз рішень став більш привабливим, ніж інтерактивна підтримка прийняття рішень (розв'язку завдань), через свою природну здатність до застосування у слабко інтерактивному протоколі HTTP. Технології колективного навчання і нагляду за класом стали цікавою новою ціллю для застосування технологій штучного інтелекту. І, що більш важливо, набір потреб, які підтримані у окремій системі, так само, як і набір застосованих в системі технологій, помітно збільшився. В той самий час, коли майже всі до-Інтерент системи засереджувалися на конкретній потребі, просуваючись і розширюючи одну з відомих технологій, більшість АІОІС використовують кілька технологій і стають більш завершеними у розумінні освітньої системи «все в одному». Ця тенденція чітко продемонстрована у системі ELM-ART (Weber, et al., 2001). У той самий час, як ELM-PE (Weber, & Mollenberg, 1995), прототип ELM-ART, була чисто системою підтримки прийняття рішень, ELM-ART, яку рухали потреби ШІО, стала дуже багатогранною системою, яка підтримує майже всі потреби студентів і викладачів.

1.4 Проблема співвідношення обсягу інформації, що може засвоїти учень через засоби інформаційно-комунікаційних технологій та обсягу понять, що учень може дізнатися використовуючи традиційні бібліотечні джерела

Інформаційне суспільство та інформаційні процеси, які ведуть до його реалізації, повсякчас привертають увагу до центрів інформації, головними осередками яких були і завжди будуть бібліотеки. Перетворення останніх в сучасні інформаційні центри за збереження їх основних традиційних функцій - одне з основних завдань сьогодення.

Соціальні і економічні зміни, що відбуваються в суспільстві, знаходять своє відбиття і в діяльності бібліотек. Зруйнування єдиного інформаційного простору, втрата стійкого і достатнього фінансування, різке дорожчання і, як наслідок цього, мала доступність традиційних каналів зв'язку і друкованих видань призвели до необхідності створення нових умов для забезпечення користувачів своєчасною, достовірною та повною інформацією шляхом широкого застосування ІКТ.

В сучасних умовах вже немає потреби доводити, що парадигма інформаційного обслуговування, яка базується лише на основі паперових носіїв, застаріла, і на зміну їй приходить нова - заснована на електронному представленні найрізноманітнішої документної інформації, що тиражується в необмеженій кількості і має доступ через глобальні комп'ютерні мережі незалежно від часу і місцезнаходження користувача. Прискорення темпів створення документної інформації, удосконалення засобів її збереження і передачі, зміна принципів взаємодії людей (бібліотекар - користувач) в процесі обміну цією інформацією та ін. призвели до виникнення двох органічно поєднаних нових складових - відповідної телекомунікаційної структури і інформаційних ресурсів. Розвиток останніх не уявляється без бібліотек - традиційних центрів збереження, створення і використання їх. Проте, нині має місце протиріччя між рівнем розвитку книгозбірень, інформаційними потребами суспільства та існуючими засобами обробки інформації. Бібліотеки, на жаль, в своїй більшості залишаються переважно сховищами документів. Як правило, в них читач одержує не конкретну релевантну інформацію, що відповідає його інформаційному запиту, а лише документ, який її містить [8, c. 324].

Інформатизація бібліотек на практиці - це нові можливості в обслуговуванні читачів і абонентів, забезпечення доступності фонду, збереження каталогів, вивільнення співробітників від низки рутинних робіт щодо підготовки картотек, видань, списків, замовлень, листів, звітної документації тощо. А головне - максимальне використання світової скарбниці знань, забезпечення можливостей виходу в інформаційний простір для задоволення на сучасному рівні потреб користувачів в документній інформації. Ці завдання можливо вирішити лише за умови активного використання прогресивних ІКТ на базі мережевої інтеграції інформаційних ресурсів [58, c. 233].

Який же зміст ми вкладаємо в поняття «задоволення інформаційних потреб на сучасному рівні». Він, перш за все, залежить від зміни функцій бібліотеки як соціального інституту в інформаційному суспільстві, що нині інтенсивно формується. На наш погляд серед основних нових функцій сучасної бібліотеки необхідно відзначити:

? забезпечення користувачам доступу до інформації незалежно від місцезнаходення і соціоекономічного статусу бібліотеки;

? надання можливості одержання інформації з будь-якого джерела, без часових, географічних та інших обмежень;

? ефективне відображення змісту документів, що зберігаються в фондах бібліотеки, і допомога користувачам оперативно одержати конкретну інформацію;

? забезпечення «довгого життя» документам особливого культурного й історичного значення (як засобами реставрації і консервації, так і шляхом переведення в електронну форму) і надання доступу до них необмеженої кількості користувачів;

? регулювання співвідношення в бібліотечному фонді документів на традиційних і електронних носіях інформації тощо;

Тенденція переходу на нові носії інформації і впровадження комп'ютерної техніки в роботу книгозбірень обумовили необхідність трансформації вітчизняних бібліотек із звичайних сховищ документів в їх активних розповсюджувачів [29, с. 1].

Процес інформатизації бібліотечної справи включає три складові діяльності, що характеризують її в різних аспектах і потребують різного кадрового забезпечення: бібліотекознавчої, інформаційно-технологічної і науково-організаційної. Цей триєдиний комплекс допоможе формуванню в книгозбірнях України електронних бібліотек, їх інтеграції комп'ютерними мережами і забезпеченню доступу до ресурсів цих бібліотек.

В основу бібліотекознавчого аспекту інформатизації книгозбірень покладено визначення пріоритетів у напрямах розвитку бібліотек у постіндустріальному суспільстві, створення термінологічного, форматного і лінгвістичного забезпечення для впровадження ІКТ. Вирішення окреслених завдань орієнтовано, перш за все, на:

? розкриття фондів книгозбірень чи об'єднань бібліотек;

? пошук у світовому документному інформаційному потоці;

? одержання повних текстів документів;

? підтримку внутрішніх технологічних процесів бібліотечної діяльності;

Для розкриття бібліотечних фондів, перш за все, залучаються можливості електронних та зведених електронних каталогів нових надходжень та підрозділів фондоутримувачів бібліотеки, бази даних ретроспективної національної бібліографії України та бази даних для інформаційного забезпечення наукових досліджень в бібліотечній галузі.

Пошук в світовому документному потоці забезпечують електронні реферативні журнали та електронні картотеки, бази даних на CD-ROM зі світовою науковою інформацією [29, с. 2].

Нині в розвинутих країнах результати аналітико-синтетичної переробки наукової інформації фіксуються, як правило, на оптичних компакт-дисках. Довговічність таких дисків від 25 до 100 років. Їх величезна ємність і порівняно невелика вартість дозволяють бібліотекам зібрати практично всю профільну бібліографічну інформацію. Багатоаспектне використання її призводить до кардинального підвищення повноти і оперативності задоволення інформаційних потреб користувачів у вторинній інформації.

Проте, за позитивних можливостей використання CD-ROM для розповсюдження ретроспективних каталогів і баз даних за конкретний проміжок часу, необхідно зазначити недоцільність застосування їх для підтримки поточних електронних каталогів чи інших банків даних. Це пов'язано з тим, що поновлення останніх потребує додаткового створення нових дисків, які реально можуть бути виготовлені і надані для «начинки» їх інформацією не частіше, ніж раз на декілька місяців. Чинник довго тривалості часу виготовлення оптичного компакт-диску має враховуватися під час визначення доцільності його використання для запису конкретної інформації.

Такий напрям інформатизації бібліотек, як одержання повних текстів документів, реалізується за рахунок можливостей використання інформаційних ресурсів Національного депозитарію електронних документів (повнотекстових баз даних чинних нормативних актів, електронних версій книг і журналів тощо) [33, с. 125].

Підтримку внутрішніх технологічних процесів забезпечують службові бази даних підсистеми комплектування і обробки документів (щодо профілю комплектування, партнерів бібліотеки, пропозицій книжкового ринку та ринку періодичних видань, замовлених видань, класифікаційних індексів та предметних рубрик, авторитетних записів тощо), підсистеми інформаційного обслуговування (про читачів і відвідування бібліотеки, обіг документів, незадоволені вимоги читачів тощо) та службові бази даних апарату управління (інформація про співробітників бібліотеки, матеріальні цінності тощо).

Такий підхід у процесі визначення пріоритетів розвитку бібліотек на порозі третього тисячоліття дає підставу сприймати сучасну книгозбірню як своєрідний «електронний архів». Це має бути місце, де можливо одержати доступ до інформації як на традиційних носіях, так і в електронному вигляді. Вже сьогодні бібліотеки мають бути готовими до забезпечення «мирного співіснування» інформації будь-якої форми представлення. Он-лайнове обслуговування віддалених абонентів, що забезпечує взаємодію користувачів з комп'ютером і передбачає безпосередній прямий зв'язок з центральним процесором - «мозком» обчислювальної системи, надання інформації з віддалених джерел вже є нормою в бібліотеках західних країн: відсутність такого сервісу - надзвичайна рідкість, що викликає здивування. В Україні саме ці тенденції знаходяться на початковій стадії [33, с. 126].

Очевидно, що для розвитку національної інформаційної інфраструктури, особливе місце в якій займають бібліотеки, стане в нагоді реалізація концепції побудови електронних бібліотек. Під електронною бібліотекою розуміється велика (в майбутньому всесвітня) розподілена віртуальна колекція документів в електронній формі, що має бути доступною для користувачів через мережі передавання даних.

У тій чи іншій формі ідея електронної бібліотеки вже працює в багатьох університетах і великих книгозбірнях провідних країн світу. За умов об'єднання зусиль вітчизняних бібліотек і підтримки з боку владних структур можна сподіватися на побудову бібліотеки майбутнього і в Україні [14, с. 361].

Перспективи інформатизації сучасних книгозбірень пов'язуються також і з доступом до інформаційних ресурсів мережі Інтернет, використання яких в світі досягло вже таких масштабів, що її потенціал як засіб комунікації неможливо ігнорувати.

Нині фактично склалося «дві» мережі Інтернет. Одна - загальнодоступна, безкоштовна, що об'єднує серверний простір (бази даних, зовнішню пам'ять та ін.) для будь-яких «візитерів». Як правило, в ньому розміщують рекламу і загальні довідки, що не носять комерційний характер. «Інша» мережа призначена для фахівців. Саме в ній сконцентровано 90 % всієї інформації, доступ до якої потребує відповідної реєстрації «читача».

Будь-яка бібліотека, що має вихід у ці мережі, може використовувати віддалені електронні джерела інформації в повсякденній роботі. Це, в свою чергу приводить до якісно іншої інформаційної інфраструктури, в якій бібліотеці належить відігравати роль інституту, що забезпечуватиме загальний доступ до інформаційного всесвіту, гаранта загальнодоступності інформації. Однак, для більшості бібліотек підключення до Інтернет досить проблематичне. Якісний і повний зв'язок дорогий і віднайти кошти на це з власного бюджету складно. В цій ситуації допомогу надають різні фонди, що фінансово підтримують розширення можливостей і покращення якості доступних комунікаційних механізмів [12, с. 109].

Нині в Україні таку спонсорську допомогу є можливість одержати від Міжнародного Фонду «Відродження» - недержавної неприбуткової благодійної організації, Міжнародного Фонду «Євразія» - приватної неприбуткової організації, створеної на кошти Агенства Міжнародного розвитку США (USAID) та ін.

Одержані від таких благодійних фондів і організацій гранти надають можливість не тільки забезпечити відповідною технікою бібліотеки для розвитку і використання ІКТ в бібліотечно-бібліографічній роботі, а й підвищувати комп'ютерну культуру бібліотекарів і користувачів.

Книгозбірні лише в тому випадку зберігатимуть свою значущість для суспільства, коли вони крім володіння потужною інформаційною інфраструктурою будуть укомплектовані кваліфікованими кадрами. Це зумовлює необхідність формування нової кадрової структури книгозбірень, яка б була спроможна динамічно діяти в режимі сучасних ІКТ. Без відповідної кваліфікації неможливо вирішити завдання, які чекають бібліотечних працівників у майбутньому. Перш за все бібліотекарі мають одержувати якісну професійну підготовку. Це також стосується і підвищення кваліфікації бібліотечних фахівців, які вже мають певний досвід роботи. Крім традиційних форм навчання нині є можливість доступу до світової скарбниці знань шляхом обміну навчальними програмами та іншими матеріалами з великими навчальними центрами світу. Використання глобального мережевого комплексу може здійснити, за оцінками фахівців, через 10-15 років серйозну альтернативу заочному навчанню, так званій «дистанційній освіті», що засновується на нових можливостях спілкування того, хто навчає і того, хто начається за допомогою комп'ютера.

Нинішнім завданням в контексті зазначеного є надання і учням, і бібліотечним фахівцям знання не тільки основ інформатики, а й навчити їх користувацьким функціям високого рівня, практичного освоєння прикладних програм, які вже є чи розробляються, вмінню адаптувати їх до вирішення конкретних завдань, що постають перед бібліотеками як сучасними інформаційними центрами [39, с. 46].

Нинішня ситуація з інформатизацією бібліотек в Україні пов'язана з величезними зусиллями різних систем та відомств, а результати, на жаль, виявляються нижче очікуваних.

Проблема створення бібліотечно-інформаційної системи, яка забезпечила б інтеграцію інформаційно-бібліотечних ресурсів держави для задоволення інформаційних потреб установ та окремих користувачів, а також органічне входження України в сітьові бібліотечні мережі вирішується надто повільно. Процес автоматизації в бібліотеках відбувається відокремлено, застосовуються різні, в основному дешеві та несумісні програми та технічні засоби, не враховується необхідність створення спільних комунікаційних мереж. Нині, за суттю, вирішуються питання локальної автоматизації окремих технологічних процесів, окремих бібліотек [39, с. 47].

Також доцільно зауважити, що і сам процес інформатизації не завжди дає позитивні результати. Так, накопичений досвід в галузі використання ІКТ в бібліотеках дозволяє встановити, що успіху в вирішенні означеної проблеми можна досягти лише в разі застосування науково обґрунтованих і методологічно чітких і конкретних рішень. Так, наприклад, невдачі в комп'ютеризації у колишньому Союзі значною мірою викликані нерозумінням неможливості сприйняття компанії оснащення бібліотек засобами обчислювальної техніки як самоціль, без запровадження сучасних ІКТ.

В контексті вищезазначеного певні надії українські бібліотеки покладають на підтримку з боку владних структур. Проте, на жаль, у затвердженому 13 травня 1996 р. Кабінетом Міністрів України Переліку державних науково-технічних програм і найважливіших розробок, спрямованих на створення новітніх технологій та продуктів слово «бібліотека» не згадується взагалі. А в Законі України від 4 лютого 1998 р. «Про національну програму інформатизації», що визначає засади формування, використання та коригування програми інформатизації, слово «бібліотека» зустрічається лише один раз, коли подається тлумачення терміну «інформаційні ресурси». В процесі цього бібліотека стоїть на першому місці серед установ, які мають ці ресурси. Надалі бібліотека вже не згадується, тобто в Національній програмі інформатизації для неї не знайшлося місця [39, с. 48].

Продуманої виваженої державної політики в галузі автоматизації бібліотечної справи нині, на жаль, немає. Це стосується і місця бібліотеки в системі інформатизації суспільства: за наявності техніки для оброблення і передавання інформації, гостро не вистачає інформаційних ресурсів. Так, за наявності Веб-серверів в бібліотеках країни, в них виставлено вкрай обмежений обсяг інформації, який є неадекватний можливостям цих бібліотек. Наповнення зведеного електронного каталогу наукових книгозбірень, який є основним інформаційним ресурсом, відбувається надто повільно. В цій ситуації особливе завдання покладається на Асоціації бібліотек, які мають забезпечити розвиток взаємодії і координації процесу інформатизації книгозбірень, вироблення єдиної виваженої політики.

Наведені вище міркування є підставою для висновку про необхідність вироблення правильної стратегії розвитку бібліотек та впровадження в них Інтернет-технологій за нинішньої непростої, нестандартної ситуації в суспільному житті, зокрема, активізації наукових досліджень щодо вирішення проблеми інформатизації книгозбірень України, насамперед, нових функцій бібліотеки як соціального інституту в інформаційному суспільстві [39, с. 50].

Адаптивні й інтелектуальні освітні Інтернет-системи формують нову захоплюючу течію роботи в сфері штучного інтелекту освіти. WWW дає можливість застосувати набагато ширшу різноманітність технологій штучного інтелекту в освітньому контексті. Це приносить значну кількість нових дослідницьких викликів і багато можливостей для комбінації досліджень із кількома сусідніми сферами. WWW також забезпечує відмінну платформу реалізації для дослідників штучного інтелекту освіти. Системи, які розроблені для Інтернет, мають більший відрізок життя і кращу видимість. Дослідницька ідея, реалізована у Веб-системі, має набагато кращі шанси вплинути на дослідницьке співтовариство, аніж ідея, яка представлена просто на папері. Більше того, адаптивні, інтелектуальні, освітні інформаційні системи з їх простотою доступу та видимості мають набагато більші шанси вплинути на професіоналів, що працюють у сфері Інтерент-освіти. Ми очікуємо, що ідеї, розроблені у цих системах і самі системи матимуть зростаюче застосування на практиці Інтернет-освіти. Це дозволить штучному інтелекту в освіті, як галузі досліджень, надати більший імпульс на удосконалення щоденного освітнього процесу.

Було подано огляд інтелектуальних освітніх Інтернет-систем. Як відомо дослідження штучного інтелекту багато уваги приділяють категорії знання. Як результат галузь штучного інтелекту пропонує різні моделі для імітації і формалізації людських знань, спираючись на когнітологію.

Отже, в контексті освіти питання подання знань набуває значної важливості, так як основною ланкою педагогічного процесу є передача знань і їх засвоєння учнями. На відміну від когнітології, керованої сферою традиційних досліджень штучного інтелекту, подання знань в освітній системі має спиратися також на дидактику й інші педагогічні напрями. Отже, проблема створення моделі подання знань для педагогічних цілей набуває свого власного незалежного значення на стику галузей штучного інтелекту й Інтернет-освіти. Далі обговорюється проблема подання знань в освітніх системах.

Дистанційне навчання покликане забезпечити досягнення сучасних вимог до навчального процесу, втілити принципи відкритості навчання та навчання через усе життя. Сучасні освітні тенденції вимагають значної гнучкості та динамічності в організації навчального процесу. Розвиток економіки і галузей народного господарства створює потребу в професійних кадрах нових спеціальностей. Навіть класичні спеціальності вимагають модернізації процесу навчання в умовах стрімкого розвитку науки і техніки. Отже, виникає потреба в створенні систем навчання нового покоління, характерними рисами яких стане: орієнтація на індивідуальні особливості учня; гнучкість; відкритість для модифікації і розширення; простота підготовки вихідного матеріалу.

Нині провідні науковці в сфері дистанційної освіти зосереджені на застосуванні усієї міцності сучасних ІКТ для інтелектуалізації систем дистанційного навчання. Разом із поширенням досягнень в сфері штучного інтелекту, підсилюються намагання науковців використовувати вже розроблені технології штучного інтелекту, а також винаходити нові спеціально для сфери освіти. Застосування інтелектуальних розробок для навчання і викладання набуває свого власного дослідницького напряму із відповідними специфічними для цієї сфери проблемами. Як результат, виникають нові наукові напрями на стику різних наук (педагогіки, штучного інтелекту, комп'ютерних наук, психології та ін.): штучний інтелект в освіті (IJAIED), семантичний Веб-простір у Е-навчанні (SW-EL) тощо. Створюються наукові співтовариства, що займаються дослідженням освітніх процесів і застосуванням технологій штучного інтелекту для створення комп'ютерних систем навчання. (IJAIED, SW-EL, IFETS, МФ «ОТО») [66, с. 3].

Класично дослідження штучного інтелекту намагаються пояснити і зрозуміти людський розум, щоб змоделювати його роботу на комп'ютері для вирішення завдань у певній предметній сфері, натомість штучний інтелект у навчанні людини робить ще більший виклик дослідникам штучного інтелекту, тому що ставить так би мовити подвійну вимогу інтелектуальній системі - по-перше «розумітися» у предметній сфері та по-друге «розумітися» на навчанні людини. Херберт А. Сімон зазначає: «Якщо ми зрозуміємо людський розум, ми почнемо розуміти, що ми можемо зробити із освітньою технологією» (Herbert A. Simon 1997). Отже, проблема моделювання людських міркувань підсилюється ще складнішою проблемою навчання людини.

Як зазначається у (Shapiro, Stuart C. 1992), штучний інтелект і когнітивна наука мають займатися усією сукупністю процесів пов'язаних із навчанням, що має включати моделювання роботи учителів і суб'єктів навчання, пояснення вивчення і навчання як складової людської системи оброблення інформації. Сюди ж слід віднести основне завдання освіти - передачу знань. Цей процес і є центром нашої особливої уваги. Особливого значення набуває тут технологія штучного інтелекту подання знань. У зв'язку з цим варто зазначити слова Рамеш Джайн, що підкреслюють значущість природної мови для процесу репрезентації знань: «Мова є мовою подання знань» (Ramesh Jain). Дійсно, не зважаючи на досягнення в сфері подання знань, очевидним залишається той факт, що людська мова володіє неперевершеною виразністю у передачі знань. То ж супутньою проблемою є завдання знайти такі методики і підходи, які разом із використанням обчислювальних структур даних, зрозумілих комп'ютеру, дадуть можливість не втратити природну силу людської мови для маніпулювання знаннями під час автоматизованого освітнього процесу [66, с. 4].

Концепція стиснення або формалізації навчальної інформації спирається на провідні теоретичні положення молодої спеціальної галузі інформаційної технології, яка дуже бурхливо розвивається - інженерії знань. Вона спрямована на дослідження проблем набуття, подання та практичного використання знань. В епоху інформаційної насиченості проблеми компонування знання та мобільного його використання набувають колосальної значимості. З цією метою створюються всілякі типи моделей подання знань у стислому, компактному, зручному для використання вигляді (логічні моделі, семантичні мережі, продукційні моделі й ін.). Поряд із цим ефективні способи стиснення навчальної інформації містяться у відомих психолого-педагогічних теоріях змістовного узагальнення, укрупнення дидактичних одиниць, формування системності знань (Дахин А.Н. 1999).

Навчальні комп'ютерні системи мають містити автоматизовану функцію контролю знань та аналізу результатів навчання. Такий підхід зокрема дасть можливість індивідуалізувати процес навчання, примноживши його ефективність. У той самий час, як багато досліджень в сфері комп'ютерного контролю знань зосереджені на питаннях валідності і надійності тестів, справедливо відшліфовуючи техніку контролю знань (Аванесов В.С. 1998), питання формування самого банку завдань в більшості випадків залишається виключно прерогативою викладача, що працює з курсом, без пропозицій автоматизації цього процесу. Дійсно намагання автоматизації формування завдань для тесту наштовхується на галузь штучного інтелекту і питання формалізації знань для подальшого їх використання в процесі складання контрольних завдань для тесту. Тож постає завдання створення моделі падання знань, на основі якої стане можливою побудова сучасної навчальної системи з широкими можливостями щодо контролю й оцінювання знань школярів, широкої адаптивності до потреб учня.

Висновки до першого розділу

Під час написання першого розділу була опрацьована значна кількість літературних джерел, що дало можливість встановити, що в сферу пізнавального інтересу включається не лише здобування школярами знань, а й процес оволодіння знаннями, процес навчання в цілому, що дозволяє набувати необхідні способи пізнавання та сприяє постійному поступальному руху школяра. Допитливість, готовність до пізнавальної діяльності, «спрага знань» - все це різні вирази пізнавальної спрямованості особистості, в основі якої лежить пізнавальний інтерес, який визначає активне ставлення до світу і до процесу його пізнання

Шкільний урок з предмета «Технології» - це соціальне замовлення суспільства в системі освіти, який обумовлений соціально-психологічними потребами суспільства, рівнем його розвитку, етичними та моральними цінностями цього товариства. На жаль, процес модернізації в системі освіти проходить важко. Пов'язано це з тим, що педагоги націлюють учнів лише на одержання твердих теоретичних знань, частина яких, на мій погляд, не отримає практичного застосування в майбутньому житті.

Не секрет, що сформовану практику предмета «Технології» характеризують традиційне вивчення трудових операцій, основних інструментів праці, техніки і технологій, які зазвичай запам'ятовуються механічно.

На наш погляд, на уроках предмета «Технології» заявлена проблема в якійсь мірі може бути вирішена шляхом використання ІКТ, які, по-перше, мають у своїй основі суворий алгоритм дій учня. Адже не кожний учень, вивчивши правила, може ними користуватися. Використання алгоритмів, схем-карт, таблиць, тобто орієнтувальних схем, впорядковує процес навчання.

По-друге, у зв'язку з гострою проблемою економії часу в ході навчального процесу перед сучасною школою також ставиться завдання - знайти кошти і прийоми навчання, що дозволяють максимально економити час на уроці. На наш погляд, використання комп'ютера на уроках і є одним з таких засобів.

По-третє, ми вважаємо, що навчання з використанням ІКТ, - це і рівнева диференціація, тому що в умовах цієї технології учень має право на вибір змісту своєї освіти, рівня засвоєння. В процесі цього діяльність вчителя має забезпечити можливість кожному школяреві опанувати знаннями на обов'язковому або більш високому рівні (за вибором учня).

У відповідності з поставленими цілями, ІКТ мають допомогти учневі одержати більш якісні знання, які необхідні для успішних навчання або трудової діяльності в майбутньому.

Крім цього, в якості очікуваних результатів проекту, можна виділити такі:

? формування ключових компетенцій учнів у процесі навчання та у позаурочній діяльності;

? підвищення мотивації до навчання учнів;

? оволодіння комп'ютерної грамотності учнями, підвищення рівня комп'ютерної грамотності у вчителя;

? організація самостійної та дослідницької діяльності учнів;

? створення власного банку навчальних і методичних матеріалів, готових до використання у навчально-виховному процесі.

? розвиток технічного мислення, пізнавальних здібностей учнів;

? естетична привабливість уроків.

Накопичений нами досвід, частково відбитий у цій роботі, показує, що застосування ІКТ на уроках предмета «Технології» і в позаурочній діяльності розширює можливості творчості як вчителів, так і учнів, підвищує інтерес до предмета, стимулює освоєння учнями досить серйозних тем зпредмета «Технології», що, у підсумку , веде до інтенсифікації процесу навчання.

З вище сказаного випливає, що знання засвоюються учнем завдяки його власної діяльності, яку організує і керованої так, щоб учень мав перед собою реальні орієнтири, що дозволяють йому здійснювати всі дії правильно і одночасно контролювати себе, тобто здійснювати пізнавальну діяльність.

Останні десятиліття поставило школу в ситуацію необхідності введення істотних змін у систему навчання і виховання учнів. Ці зміни має забезпечити реформа школи, яка продиктована модернізацією освіти, комп'ютеризацією шкіл. На нашу думку застосування ІКТ на уроках предмета«Технології»в якійсь мірі сприяє вирішенню цієї проблеми.

Розділ 2. Методологічні та теоретичні аспекти використання засобів інформаційно-комунікаційних технологій у навчанні предмета «Технології»

2.1 Інтелектуальні передумови навчання за допомогою засобів інформаційно-комунікаційних технологій, зокрема глобальної мережі Інтернет

Динамічний розвиток сучасного суспільства вимагає нових підходів до організації процесу навчання. Необхідною умовою повноцінної і комплексної освіти є знання ІКТ. Володіння комп'ютером стало критерієм загальної грамотності особистості, професійної компетентності фахівця.

Доступ до глобальної мережі Інтернет відкриває шлях до глобальної всесвітньої інформаційної бази, кардинально змінює процес спілкування, що не може не вплинути на особистісні риси сучасної людини та на освітні процеси. Якісно новим має стати механізм забезпечення шкіл області можливостями використання ІКТ в системі навчання та доступу до комп'ютерної освіти: створення єдиного освітнього інтернет-простору, як міжшкільної інформаційної мережі на основі Інтернет-порталу, розробка нових програм і механізмів освоєння знань, необхідних для роботи з комп'ютером, спрямованих на розкриття потенціалу особистості кожного учня.

Сучасне суспільство характеризується підвищеними вимогами до якості підготовки фахівців і означає постійний пошук нових методів і засобів підвищення ефективності освітнього процесу. Завдяки розвитку ІКТ відбуваються фундаментальні зміни в соціальній сфері, суттєво змінюється зміст і практика сучасної освіти [34, с. 117].

Нині значна частина матеріалів, що використовуються для навчального процесу, подається в електронній формі. Використання телекомунікацій, мультимедійних навчальних інформаційних ресурсів, Інтернет-технологій, застосувань штучного інтелекту є потенціалом для важливих удосконалень в освіті. У світлі переходу навчальних закладів до роботи, що відповідає вимогам Болонського процесу, великого значення набуває створення методичного та програмного забезпечення для тестування знань студентів. У процесі цього важливим є досягнення інтероперабельності знань викладачів, що відображуються у системах тестування, і можливість їх повторного використання для створення нових курсів.

Інтероперабельність (англ. interoperability - здатність до взаємодії) - це здатність продукту або системи, інтерфейси яких повністю відкриті, взаємодіяти і функціонувати з іншими продуктами або системами без будь-яких обмежень доступу та реалізації [28].

Системи дистанційного освіти забезпечують адаптацію процесу навчання до індивідуальних характеристик учнів, звільняють вчителів від рутинних операцій щодо подання навчальних матеріалів і тестування знань, сприяють розробці об'єктивних методів контролю знань і полегшують накопичення навчально-методичного досвіду. Переважна кількість систем тестування базується на перевірці засвоєння учнями фактичного навчального матеріалу та не дозволяє аналізувати відповіді на рівні знань [35, с. 203].

Концепція дистанційного навчання, за якого учні фізично віддалені від навчального закладу, застосовується навчальними закладами давно. Сучасні засоби оперативного доступу до інформації через телекомунікаційні мережі додають якісно нові можливості електронному навчанню. Нині дистанційне навчання тісно пов'язане з використанням ІКТ для підтримки навчального процесу і встановлення взаємодії між учителем та учнями [72, с. 104].

Отже, основною проблемою систем дистанційного навчання є якісне забезпечення учнів знаннями. Через те, що процес навчання безпосередньо пов'язаний з обміном знаннями між учителем та учнями, потрібно використовувати формалізоване інтероперабельне подання знань. Використання стандартів технологій дистанційного навчання забезпечує доступ до територіально розосереджених навчальних матеріалів, створених постачальниками освітніх послуг та поданих в Інтернеті, і функціонування системи дистанційного навчання в єдиному інформаційному освітньому середовищі.

Для підвищення ефективності процесу дистанційного навчання пропонується застосовувати онтологічний аналіз предметної галузі, що є об'єктом вивчення. Онтологічна модель предметної галузі, яку будує учитель, з одного боку, є засобом інтероперабельного подання його знань, а з іншого - забезпечує об'єктивний автоматизований контроль навичок учнів, одержаних ними у процесі навчання, на семантичному рівні. Для цього потрібно порівняти онтологічну модель предметної галузі, створену вчителем, з онтологічною моделлю, яку будує учень.

Онтологія - це певний опис погляду на світ у конкретній сфері інтересів, який складається з набору термінів і правил їх використання, що обмежує їх значення в межах конкретної предметної галузі. Онтології дозволяють подати поняття так, що вони стають придатними для комп'ютерного оброблення. Використання онтологій дозволяє перебороти проблему семантичної гетерогенності. Моделі онтологій містять певні концепти (поняття,класи), властивості концептів (атрибути, ролі), відношення між концептами (залежності, функції) та додаткові обмеження, що визначаються аксіомами.Онтологія становить базу знань, яка описує факти, що передбачаються завжди істинними в рамках певного співтовариства. Формальна модель онтології предметної галузі - упорядкована трійка O=<X,R,F>, де Х - множина концептів; R - множина відносин між концептами; F - множина функцій інтерпретації, заданих на концептах і відношеннях предметної галузі [53, с. 73].

Основні завдання онтологічного аналізу - це створення методології побудови онтологій та їх використання у вирішенні певних завдань.Характерною рисою цього підходу є поділ реального світу на класи об'єктів і визначення їхніх фундаментальних властивостей та правил, що визначають їхні зміни і поведінку. Наведемо простий алгоритм онтологічного аналізу:

1) виділення базових концептів предметної галузі; 2) визначення кількості рівнів абстракції в онтології; 3) розподіл концептів за рівнями; 4) побудова зв'язків між концептами; 5) консультації з фахівцями предметної галузі для видалення протиріч і неточностей.

Онтологічне подання знань предметної галузі зараз широко використовується для інтеграції знань у створенні корпоративних сховищ даних. Так, приміром, у групі стандартів IDEF (Integrated DEFintion), що є основним засобом специфікації корпоративних інформаційних систем і моделювання бізнес-процесів, міститься стандарт IDEF5, призначений для опису онтологій. IDEF містить 14 державних стандартів США, створених у рамках запропонованої ВВС США програми комп'ютеризації промисловості [57, с. 12].

Побудова і властивості будь-якої системи можуть бути ефективно досліджені за допомогою словника термінів, використовуваних у процесі опису характеристик об'єктів і процесів, що мають відношення до розглянутої системи, точних і однозначних визначень усіх термінів цього словника і класифікації логічних взаємозв'язків між цими термінами. Стандарт IDEF5 надає структуровану методологію, за допомогою якої можна наочно й ефективно розробляти, підтримувати і вивчати цю онтологію.

Онтологічний аналіз звичайно починається зі складання словника термінів, що використовується під час обговорення і дослідження характеристик об'єктів і процесів, які складають розглянуту систему, а також створення системи точних визначень цих термінів. Результатом цього аналізу є словник термінів, точних їх визначень взаємозв'язків між ними. Процес побудови онтології, згідно з методологією IDEF5, містить п'ять основних дій:

1) вивчення і систематизація початкових умов. Ця дія встановлює основні цілі розробки онтології, а також розподіляє ролі між членами проекту;

2) збирання і накопичення даних. На цьому етапі відбувається збір і накопичення необхідних початкових даних для побудови онтології;

3) аналіз даних. Ця стадія полягає в аналізі й угрупованні зібраних даних і призначена для полегшення побудови термінології;

4) початковий розвиток онтології. На цьому етапі формується попередня онтологія, на основі відібраних даних;

5) уточнення і затвердження онтології. Заключна стадія процесу.

Для розробки онтології домену досліджуваної дисципліни учням необхідно виконати наступні кроки:

? визначити основні класи і терміни домену, описати їхнє значення;

? сконструювати таксономію термінів домену;

? визначити синонімічність та інші відносини між цими термінами;

? описати зразки сконструйованих класів [57, с. 14].

Для подання онтологій нині розроблено досить ефективні спеціалізовані мови. Проект Semantic Web Консорціуму W3C - це спроба створити універсальний засіб семантичного пошуку інформації шляхом інтеграції усіх наявних підходів. Значна увага приділяється архітектурі і моделі розподіленого середовища, архітектурі метаданих. Мова Web-онтологій OWL розроблена для використання застосуваннями, що мають обробляти вміст інформації, а не лише представляти цю інформацію людям. OWL може явно представляти значення термінів і відношення між ними. OWL має більше засобів для вираження значення і семантики, порівняно з XML та RDF, і тому більш придатна для представлення контенту, яке піддається комп'ютерному обробленню.

Нині є значне різноманіття програмних засобів для створення та аналізу онтологій. Приміром, Protege - локальна, вільно розповсюджувана Java-програма, призначена для побудови (створення, редагування і перегляду) онтологій предметної галузі. Protege включає редактор онтологій, що дозволяє проектувати онтології, розгортаючи ієрархічну структуру абстрактних та конкретних класів і слотів. На основі сформованої онтології Protege дозволяє генерувати форми одержання знань для введення екземплярів класів і підкласів. Protege дозволяє зберігати фрагмент онтологій, який цікавить користувача, у форматі html. Інструмент має зручний графічний інтерфейс, підтримує мову OWL та дозволяє генерувати html-документи, які відображають структуру онтологій [79, с. 288].

Приклади онтологій предметної галузі, що використовуються у дистанційній освіті. Розглянемо приклад онтології дисципліни “Системи штучногоінтелекту”, яка містить терміни дисципліни та зв'язки між ними.

Більшість зв'язків - ієрархічні. Крім того, використані зв'язки «реалізовано за допомогою», «використовує мову». Вона містить значну кількість класів, приміром штучний інтелект: [здобуття знань: [ індуктивні методи; виведення за аналогією; дедуктивне виведення: [ …]]]; програмні засоби (назва (STRING)): [програмні агенти: [пошукові агенти; агенти комерції; …]]; [програми обробки онтологій: [програми редагування онтологій; програми аналізу онтологій]].

Онтологія мультимедійних інформаційних ресурсів Інтернет використовується у викладенні дисципліни “Сучасні Інтернет-технології”. В цій моделі розглянуті такі сутності: 1) специфічні мультимедійні дані - це дані, що специфічні для конкретних застосувань, наприклад, потік показників датчиків, які аналізуються конкретною програмою. Таку інформацію може аналізувати лише конкретне програмне забезпечення і надалі нами розглядатися не буде; 2) текстову інформацію (як текстові описи, приміром, заголовки, так і текстові документи); 3) аудіо-інформацію - мовлення, музику тощо; 4) зображення - як статичні, так і анімовані. Вона реалізує наступну таксономію [69, с. 115].