E-learning Ольга Георгиевна Смолянинова ППФ СФУ 2009

E-learning Ольга Георгиевна Смолянинова ППФ, СФУ 2009

О чем пойдет речь? • О стилях обучения и разнице в восприятии • Об инженерии знаний и искусственном интеллекте • О моделях обучения в электронной среде • И т. п.

Извлечение знаний-особый вид духовноинформационного общения. Общение: • Участники (партнеры) • Средства (процедура) • Предмет (знание) Мицич, 1987 г.

Несколько слов об инженерии ость ия н н еш уче п знаний ус ть об ет ля ос е н ед тив р Оп фек ф и э Общение, коммуникация Инженерия знания- направление ИИ, связанное с проблемами извлечения и формализации знаний.

Что такое знание? ? Чем знания отличаются от данных? ? Данные – это отдельные факты, характеризующие объекты, процессы и явления предметной области, а так же их свойства. Данные, как результат измерений, наблюдений Данные, на мат. носителях (таблицы, протоколы, справочники Модели данных в виде диаграмм, графиков, функций Данные в ЭВМ на языке описания данных Базы данных на машинных носителях Знания – это закономерности предметной области (принципы, связи, законы), полученные в результате практической деятельности и профессионального опыта, позволяющие ставить и решать задачи в этой области. Знания человека Материальные носители знаний (учебники, пособия) Поле знаний – условное описание основных объектов (ПО), атрибутов, закономерностей Знания, описанные на языках представ. Базы знаний ления знаний на машинных (продукционные носителях языки, семантические сети, фреймы

Что такое знание? ? Чем знания отличаются от данных? ? Знания – это хорошо структурированные данные, или данные о данных, или метаданные. Поверхностные – знания о видимых взаимосвязях между событиями и фактами • Декларативные ( «знания что» ) • Глубинные (абстракции, аналогии, схемы, • Концептуальные ( «знания как» ) отображающие структуру и природу процессов, • Процедурные ( «знание почему» ) протекающие в предметной области) Ой, что это?

Познавательные стили По мнению Р. Л. Хона, стиль обучения затрагивает три сферы: Когнитивную (понимает, запоминает, думает ( и решает проблемы), Физиологическую (биологические ( возможности организма и включение реакции на физическую среду: вечер/утро, тепло/холодно), Аффектную (настойчивость, склонность к ( совместным или одиночным занятиям, а также отклонение или принятие внешнего

Познавательные стили конкретный по Грегорку Конкретнопоследовательный Конкретнослучайный последовательный случайный Абстрактнопоследовательный Абстрактнослучайный конкретный абстрактный Практики Аналитики активный по Колбу пассивный Аппликаторы Ученые абстрактный

Познавательные стили аудиальный По Dunn визуальный каналы восприятия кинестетический смешанный индивидуальный социальные физические групповой ограничение по времени движение во время работы Мониторинг стиля обучения предполагает взаимодействие, основанное на согласовании способностей учащихся и преподавательских методик. Индивидуальные особенности или способности должны быть согласованы с позицией учителя или адаптацией учебных условий, чтобы достичь более эффективного результата. Учет различий, основанных на предпочтениях и склонностях учащихся, видится возможным в условиях использования мультимедиа-технологий.

Когнитивные теории и E-обучение • Объяснить когнитивную деятельность, которая способствует интеллектуальному развитию детей и их способности к обучению • Большое влияние на конструктивистское движение в образовании и образовательную технологию • Память и обработка информации – Схема и схематизация/ Schema and Schemata 10

Теория когнитивного развития Пиаже Процесс интеллектуального и когнитивного развития – это ментальная адаптация к требованиям среды. Пиаже (1952) • Схема / Schema: ментальная структура, которая адаптируется к моделям среды. • Схематизация / Schemata: Интеллектуальные структуры, которые организуют воспринимаемые события и группируют их в соответствии с общими моделями. 11

Схема / Schema • Процессуальные понятия: способы обработки информации. (Андерсон и Пирсон/Anderson & Pearson, 1984) Понятие (Schema) не ограничивается концепциями или объектами или их взаимоотношениями. Существует так же procedural schemata(процессуальное понятие) (Anderson & Pearson, 1984) , т. е. способы обработки информации (that are the ways of processing information). Например, ребенок получает знание о геометрических фигурах, таких как квадрат или четырехугольник. Затем он углубляет свои знания, узнает размеры этих фигур (data schemata). Потом появляются сведения о площади и периметре - это procedural schemata. data и procedural schemata постоянно реструктурируются в условиях новой образовательной среды. 12

Критика теории Пиаже “Развитие предшествует обучению” (Теория развития Пиаже, 1952) • “Любой предмет можно преподавать эффективно в определенной интеллектуальной форме любому ученику на любой стадии развития” (Брунер/Bruner, 1960, p. 52) • “Дети способны к символическому мышлению гораздо раньше, чем на указанной Пиаже стадии” (Флавелл/Flavell, 1985) 13

Когнитивные психологи • Подход Аузубеля/Ausubel (1963) Advanced Organizer наглядно отображает структуру дисциплины. • Брунер/Bruner (1966): Новые концепции в образовании должны внедряться с использованием трех уровней презентации: Инактивный: использование конкретных моделей концепций и методик Графический/Iconic: использование графической презентации концепций и методик Символический: использование абстрактных символов и моделей для презентации концепций и методик 14

Когнитивные психологи (2) • Флавелл/Flavell (1983) Комбинаторное мышление: способность рассматривать несколько различных факторов в одно и то же время для решения задачи. Решать задачу посредством интеграционного подхода. Пропозициональное мышление: размышлять на основе предположения или пропозиции для решения проблемы. Гипотетически-дедуктивное мышление: рассматривать различные гипотезы в связи с возникшей задачей, собирать данные и проверять 15 различные гипотезы для решения задачи.

Запрос- обучение / Inquiry - Training Зухман/Suchmann (1962) • Цель: помочь студентам развить навык упорядоченной самостоятельной работы при наличии запроса 16

Inquiry - Training Стадии обучения 1. 2. 3. 4. 5. Замешательство или интеллектуальный конфликт. Представить студентам проблему с целью создания у них интеллектуального нарушения равновесия Студенты выдвигают гипотезу относительно причины создавшегося нарушения замешательства Студенты собирают новую информацию, отбирают информацию, имеющую отношение к гипотезе, отодвигают информацию, не имеющую отношения к гипотезе и систематизируют информацию Студенты анализируют данные, которые они собрали и систематизировали и проверяют свою гипотезу - служит ли она ответом на вопрос, который первоначально поставил их в замешательство Студенты получают оценки, для того, чтобы убедиться, что они понимают конценпцию (ии) интеллектуальной задачи 17

Структура образовательного запроса, или пять E • • • Введение / Engage Изучение / Explore Объяснение / Explain Применение / Extend/Apply Оценка / Evaluate 18

Discovery Learning/Модель обучения, управляемая открытием • Делать упор на изучение, эксперимент в исследовании, задавать вопросы и искать ответы • Помогать студентам брать на себя ответственность собственное обучение • Указывать более высокий уровень мышления • Фокусироваться более на внутренней, чем на внешней мотивации • Помогать студентам запоминать важные факты 19

Модель обучения, управляемая открытием / Discovery Learning. Шаги • • Определить проблему Сформулировать гипотезу Собрать данные Анализировать данные и делать выводы 20

Импликации из когнитивных теорий для E-образования Для иллюстрации того, как выглядит и работает обучение по запросу (inquiry learning): http: //www. exploratorium. edu/IFI/site_index. html Другой Web сайт, посвященный обучению, ориентированному на решение проблем (problem-based learning) предлагается Пак Беллом / Pac Bell http: //www. kn. pwcbell. com/wired/big 6/index. htm 21 l

Обучение на основе метода открытий и моделирование Моделирование: презентация образовательной концепции или метода, который студенты изучают посредством интерактивного взаимодействия с электронной образовательной средой Концептуальное моделирование Процессуальное моделирование Это обучение концепции Показывает как что-либо делать Не требуется точности для реальной презентации / может быть изменено для осущест-вления обучения концепции Представляет реальность так точно, как это возможно т. к. Показывает, как что-либо делается 22

нелинейности фотографии имеет атрибуты видеодиск гипертекст состоит из видео аудио узлы происходит из графики ссылки состоит из организован из текстовые документы Гипермедиа производство Мультимедиа, как инструмент познания производство студент конструирование знания вовлечен в результат навыки управления проектом исследовательские навыки Мультимедиа авторские приложения навыки организации и планирования презентационные навыки рефлексии

Гипертекст основан на термине hyper – означает свыше, сверх, чрезмерный, больше чем нормальный. Нормальный текст всегда линейный и сконструирован так, что может быть прочитан сначала до конца. Идея 1 Идея 2 Идея 3 Идея 4 Гипертекст относится к непоследовательному, нелинейному методу организации и отображения текста (Jonassen, 1989). Такая структура позволяет читателю получать информацию из текста по пути наиболее значимому для него. Термин ввел Тэд Нельсон 1965 г. и т. д. Какая концепция используются для реализации ГТ? ? ? Гипертекст позволяет осуществлять контроль за тем, что читается и в какой последовательности. Гипертекст широко используется в самообучении (нелинейных теориях познания). Это основано на предположении, что процесс изучения, управляемый персонально обучаемым, более результативен, чем процесс, насаждаемый автором. Узел x Дальше Узел z Узел y Узел q Узел b

Гипертекст Текст, организованный непоследовательно, не линейно. Гипертекст широко распространен в Интернет. Любая Web-страница, как правило содержит гиперссылки, которые позволяют осуществлять переход на другой документ WWW. Идея гипертекста принадлежит советнику Рузвельта по науке Ванневару Бушу «As we may think» 1945 г. Идея перекрестных ссылок. Первый гипертекст создал Дуг Энгельбарт. Используйте гипертекстовые переходы в мультимедиа-продуктах !!! Возврат

Гипермедиа - это распределенное в компьютерной сети мультимедиа гипертекстовой структуры. http: //wonders. eburg. wednet. edu /Topics/GMMIE/default. htm

Гипермедиа • Это мультимедиа, интегрирующая структурные характеристики СУБД; психологические методы для представления знаний и технические методы поддержки человек-компьютер. (T. Brown) • Это механизм внешнего представления активных сетевых структур человеческого познания. (D. Jonassen)

Tim, Moby, Rita

What is Multimedia?

Where can be use MM? Образовательные multimedia для презентации и развития знаний Развитие • Мотивации, • Коммуникационных способностей, • Социальных компетенций • Учебных стратегий, • Глубины понимания, воображения • Художественного вкуса и т. д.

Преимущества использования мультимедиа в образовании нелинейности Мультимедиа включает интеграцию более чем одной медиа-среды в интерактивной форме. фотографии имеет атрибуты видеодиск гипертекст состоит из видео аудио происходит из графики узлы ссылки состоит из организован из текстовые документы производство конструирование Гипермедиа производство студент знания вовлечен в результат навыки управления проектом исследовательские навыки Мультимедиа авторские приложения навыки организации и планирования презентационные навыки рефлексии

Чем мультимедиа- программа отличается от телепрограммы?

Интерактивность Rodos и Azbell интерактивность(Reactive): ученики отвечают на то, что им представляет программа. Последовательность заданий определяется очень строго, и индивидуальное влияние на программу очень невелико (модель 1); • · действенная интерактивность (Proactive): ученики управляют программой. Они решают сами, выполнять ли задания по порядку или действовать самостоятельно в пределах приложения (модель 2); • · взаимная интерактивность (Mutual): ученик и программа способны приспособиться друг к другу как в виртуальном мире (в моделях 2 и 3). • · реактивная · обратная связь; (1997) : Согласно Reimann · конструктивное взаимодействие; · управление объектами на экране; · рефлексивные взаимодействия; · линейная навигация; · имитационная интерактивность; · иерархическая навигация; · неконтролируемая контекстная · интерактивность; контролируемая контекстная интерактивность

Функции мультимедиа • разъясняющая, • информационная, • эвристическая, • систематизирующа я, • мотивирующая, • развивающая и т. д. Экспертиза Отличаются · содержанием, · навигацией, управлением, · видами оценок, · техническими качествами, • ггибкостью • пперенастраиваемостью и т. п. Экспертиза (По Менон) • Целевая группа • Педагогическое сопровождение • Гибкость • Дружелюбность • Технические характеристики • Стоимость мультимедиа (По Дюарту) • Условия обучения • Тип содержания • Расширение содержания • Комментарии • Самооценка • Синхронизация оценки и самооценки • Критери, степень, формат самооценки

Необходимо обеспечить: - взаимную интерактивность - продуктивную коммуникацию - виртуальных посредников (персонажей, агентов) - мониторинг познавательных стилей 16

Модели обучения Модель обучения с мультимедиа, предложенная B. Andresen (преподаватель-студент-мультимедиа-приложение) • Линейные Linear- Page after Page • Нелинейные • Управляемое открытие • Разработка мультимедиа 11

Управляемое открытие + создание ММ-продуктов

What is Multimedia?