Макропроектирование компьютерных обучающих систем

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ПОЛИТИКА
между кризисом и модернизацией

К. Ю. Шилин

Макропроектирование
компьютерных
обучающих систем

Российская академия народного хозяйства 
и государственной службы
при Президенте Российской Федерации

Издательский дом «Дело»
Москва · 2013

ISBN 9785774907335
© ФГБОУ ВПО «Российская академия 
народного хозяйства и государственной 
службы при Президенте 
Российской Федерации», 2013 2012

Шилин, К.Ю.
Макропроектирование компьютерных обучающих систем / К.Ю. Ши
лин. — М.: Издательский дом «Дело» РАНХиГС,  2013. — 184 с. — (Экономи
ческая политика : между кризисом и модернизацией).

ISBN 9785774907335

В работе изложены основы макропроектирования компьютерных 

обучающих систем, представлен основной понятийный аппарат и технологии проектирования. Приводятся подробные технологические 
таб лицы этапов проектирования, состав и организация выполнения 
проект ных работ. Рассмотрены методы решения основных задач, возникающих при проектировании компьютерных обучающих систем. 
Книга предназначена для специалистов в области проектирования 
сложных систем, магистров и аспирантов, ведущих исследования на 
стыке наук в областях системотехники и педагогики.

УДК 004

ББК 32.81

УДК 004 
ББК 32.81

Ш55

Ш55

Оглавление

Введение
7

Глава 1.Концепция проектирования компьютерной
технологии обучения
15
1.1. Структура компьютерной технологии обучения . . .
15
1.2. Специфика проектирования компьютерных
технологий обучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
30
1.3. Состав функций управления обучением . . . . . . . .
40
1.4. Требования к средствам создания и реализации
компьютерных технологий обучения
. . . . . . . . .
58
Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
70

Глава 2.Организация работ по созданию КОС
77
2.1. Обоснование подхода к организации работ
по проектированию КОС . . . . . . . . . . . . . . . . .
77
2.2. Содержание и последовательность стадий и этапов
проектирования КОС . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
83
2.3. Организация выполнения проектных работ
. . . . .
97
Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
119

Глава 3.Методы решения задач макропроектирования
компьютерных обучающих систем
125
3.1. Структуризация принципов классификации систем
автоматизированного обучения
. . . . . . . . . . . .
126
3.2. Проектно-ориентированная классификация
компьютерных обучающих систем . . . . . . . . . . .
132
3.3. Оценка возможностей информационных технологий
в представлении содержания обучения
. . . . . . . .
149
3.4. Принципы сравнительной оценки стратегий
обучения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
157

5

3.5. Метод определения номенклатуры
автоматизируемых функций управления обучением
161
3.6. Метод оценки целесообразности автоматизации
функций управления обучением . . . . . . . . . . . .
167
Выводы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
171

Заключение
177

Список литературы
178

Введение

Современная система образования представляет из себя многоуровневую систему непрерывной профессиональной подготовки
всех категорий специалистов.
Система высшего профессионального образования фактически
состоит из двух подсистем: подсистемы реализации общеобразовательных программ (ООП) высшего профессионального образования (ВПО) и подсистемы повышения квалификации, основанных на центрах (или программах) повышения квалификации, профессиональной подготовки и переподготовки. Функции этих подсистем различны.
Конечной целью подсистемы ООП ВПО является освоение первоначального необходимого набора компетенций, необходимых
для успешной профессиональной деятельности.
Конечной целью подсистемы повышения квалификации являются развитие уже усвоенного набора компетенций на базе опыта
профессиональной деятельности и корректура направления профессиональной деятельности.
В связи с многочисленностью категорий обучающихся квалификационные требования к ним целесообразно формулировать
вне зависимости от конкретной области их деятельности. Эта классификация базируется на принятой в педагогике [4, 5] классификации уровней усвоения (𝛼) и ступеней абстракции (𝛽) деятельности
(см. табл. 1 и 2).
Квалификационным требованием, обеспечивающим необходимое качество подготовки специалистов, является формирование у них профессиональных навыков (𝛼 = 3) в выполнении функциональных обязанностей по исполняемой должности.
Квалификационные
требования
к
специалистам определяют требования к системе их подготовки, в частности требования

7

Таблица 1
Классификация уровней усвоения (𝛼)

Обозначение

Название
уровня

Характеристика уровня

𝛼 = 1
Знаниязнакомства

Узнавание объектов и явлений
данной предметной области при
повторном
восприятии
ранее
усвоенной информации о них или
действий с ними (алгоритмическая деятельность при внешне
заданном алгоритме действий)

𝛼 = 2
Знаниякопии

Репродуктивные действия путем
самостоятельного воспроизведения или применения информации
о ранее усвоенной ориентировочной основе для выполнения известного действия (решение известной задачи на основе усвоенного алгоритма)

𝛼 = 3
Знанияумения,
навыки

Продуктивные действия по образцу на некотором множестве объектов, самостоятельное построение или трансформация известной ориентировочной основы для
выполнения нового действия (решение типовых задач на основе
усвоенного обобщенного алгоритма)

𝛼 = 4
Знаниятрансформации

Творческие действия, выполняемые на любом множестве объектов путем самостоятельного конструирования новой ориентировочной основы для деятельности
(разработка алгоритма решения
нетиповой задачи, продуктивная
эвристическая деятельность)

8

Таблица 2
Классификация ступеней абстракции (𝛽)

Обозначение

Название
уровня

Характеристика уровня

𝛽 = 1
Ступень
А
феноменологическая

Внешнее, описательное изложение явлений, каталогизация объектов, констатация их свойств и
качеств с использованием естественного языка и житейских понятий

𝛽 = 2
Ступень
Б
аналитикосинтетическая

Элементарное объяснение закономерностей явлений на качественном уровне, предсказание
направленности их развития и
возможных исходов с использованием естественного языка и
научной терминологии данной
предметной области

𝛽 = 3
Ступень
В
прогностическая

Объяснение явлений на основе
количественных теорий, моделирование
закономерностей,
прогнозирование сроков и количеств в исходах процессов с
использованием
формальных
знаковых систем для определения используемых понятий

𝛽 = 4
Ступень
Г
аксиоматическая

Объяснение явлений с использованием высокой степени общности описания, точный и долгосрочный прогноз развития процессов с использованием междисциплинарного языка науки
(данные математики, кибернетики, теории систем и т. д.)

9

к использованию различных схем взаимодействия обучающего
и обучаемых в процессе обучения.
В соответствии с данными педагогики процесс формирования
профессиональный компетенций представляет собой процесс последовательного повышения уровня усвоения сферы деятельности, начиная с узнавания объектов и явлений (𝛼 = 1; см. табл. 1)
до самостоятельного решения задач данной предметной области
(𝛼 = 3; см. табл. 1).
В теории педагогики [4, 5] существует представленная на рис. 1
классификация «дидактических систем», которая включает все используемые в практике обучения варианты взаимодействия обучающего, обучаемых и технических средств обучения (ТСО) в образовательном процессе. Под дидактической системой понимается
определенным образом структурированная совокупность средств
и принципов управления познавательной деятельностью каждого
отдельного учащегося данной учебной группы [4].
В дидактике сформулирован закон принципиальных возможностей дидактических систем, он представлен на рис. 1 в виде
диаграммы их потенциальных возможностей в достижении заданного уровня усвоения (𝛼) изучаемого объекта. Принятие той или
иной дидактической системы определяет результативность и эффективность системы подготовки специалистов.
Первый уровень усвоения (𝛼 = 1) может быть достигнут при использовании любой из дидактических систем. Достижение второго
уровня (𝛼 = 2) требует применения дидактических систем 5–8 (малая группа, автоматизированный класс, репетитор или адаптивное
программное управление). Достижение уровня усвоения 𝛼 = 3, соответствующего профессиональному навыку, гарантируется, если
в процессе подготовки специалистов реализуется дидактическая
система «репетитор» или «адаптивное программное управление».
Обе эти системы основаны на принципах индивидуального обучения. Поэтому достижение конечных целей подготовки специалистов может быть гарантировано только при условии организации
этой подготовки в соответствии с принципами индивидуального
обучения.
Качество деятельности специалиста существенно зависит от
уровня его адаптации к условиям деятельности (средства отображения информации и средства деятельности рабочего места).
Принцип адекватности среды деятельности и среды подготовки [9]
прямо
определяет
необходимость
представления
объектов

10

Mjh\_gv

mk\h_gbyα]^_^hklb`_gb_]ZjZglbjm_lky

^hklb`_gb_\hafh`gh

Типы
дидактических
систем:
1
–
классическая,
традиционная
(преподаватель-группа);
2
–
аудиовизуальные
средства
в
группе;
3 – консультант; 4 – учебник, индивидуальные аудиовизуальные средства; 5 – малая группа (7±2 обучаемых); 6 – автоматизированный класс;
7 – репетитор; 8 – адаптивное программное управление.

Рис. 1. Классификация и потенциальные возможности
дидактических систем

11

и процессов, изучаемых на конечных этапах профессиональной
подготовки, в том виде, в котором они представлены в среде деятельности. Профессиональные навыки могут быть сформированы либо непосредственно на автоматизированном рабочем месте (АРМ), либо на адекватном ему АРМ соответствующей тренажерно-обучающей системы (ТОС).
Таким образом, эффективная система подготовки выпускника
предполагает:

1) проведение мероприятий подготовки либо непосредственно
на АРМ специалиста, либо на адекватном ему АРМ ТОС;
2) организацию управления обучением в дидактической системе «репетитор» или «адаптивное программное управление»
в соответствии с принципами индивидуального обучения.

Наиболее перспективными в данной области являются системы
автоматизированного обучения.
Система автоматизированного обучения (САО) — это система
обучения (СО), в которой основные или вспомогательные функции по управлению учебной деятельностью обучаемого полностью
или частично реализуются аппаратно-программными средствами
(АПС) ЭВМ.
Автоматизированная обучающая система (АОС) представляет
собой обучающую подсистему САО, включающую в себя обучающего и компьютерную обучающую систему (КОС).
Компьютерная обучающая система (КОС) — это элемент АОС,
включающий АПС ЭВМ и осуществляющий автоматическую реализацию функций по управлению обучением и отображению обучающей информации посредством программной реализации соответствующих алгоритмов управления.
Необходимо отметить, что принятый выше термин «тренажерно-обучающая система (ТОС)» не противоречит термину «компьютерная обучающая система (КОС)». Оба термина обозначают
одни и те же АПС ЭВМ. Их различие состоит в том, что термин
«компьютерная обучающая система (КОС)» подчеркивает качественную определенность используемых технических средств и их
широкое целевое предназначение, а термин «тренажерно-обучающая система (ТОС)» — их конкретное целевое предназначение как
технического средства профессионального обучения. В дальнейшем оба термина будут использоваться с учетом данной специфики как равноправные.

12