ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЯЗЫКА EML ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В КОМПЬЮТЕРНЫХ ТРЕНАЖЕРНЫХ СИСТЕМАХ

 

 

А.И. Башмаков¹, И.А. Башмаков²

 

 

(Москва, ¹ФГНУ "Центр информационно-аналитического обеспечения

системы дистанционного образования", ²Московский энергетический институт (технический университет), Россия)

 

 

 

 

 

Методы и средства формализованного описания деятельности используются во многих областях для решения разнообразных задач. В частности, модели деятельности (МД) играют важную роль при анализе бизнес-процессов в организационно-экономических системах, управлении проектами, проектировании корпоративных информационных систем, технологической поддержке учебно-тренировочного процесса, управлении обучением и в других технологиях. Существующие методологии и средства моделирования деятельности рассчитаны на разные области применения и решаемые задачи. К числу наиболее известных средств описания деятельности относятся: диаграммы IDEF0 и IDEF3; модели, используемые в методах сетевого планирования; язык моделирования бизнес-процессов BPML; диаграммы деятельности, последовательности, кооперации и состояний языка UML; язык моделирования учебной деятельности EML (Educational Modeling Language) и др.

В докладе рассматриваются особенности моделирования деятельности в контексте учебно-тренировочного процесса и вытекающие из них требования к средствам спецификации деятельности. Анализируются возможности реализации этих требований на основе языка EML и использования этого языка в компьютерных тренажерных системах.

 

Методы моделирования деятельности занимают особое место в информационных технологиях для сферы образования. Наряду с общими задачами, связанными с моделированием деятельности и относящимися к большинству прикладных областей, для образования можно выделить 4 специфичных класса задач.

1. Формирование унифицированных структурированных спецификаций учебной деятельности, организация хранения, поиска и обмена такими описаниями. Как правило, данные спецификации представляют планы учебных занятий и мероприятий. За рубежом функционируют и активно пополняются Интернет-хранилища учебных планов, предназначенные для обмена передовым педагогическим опытом. Особенность этого направления заключается в том, что спецификации деятельности ориентированы на широкое распространение, но описываются не в форме произвольных текстовых документов, а в унифицированном структурированном виде.

2. Формирование и использование в качестве дидактических средств унифицированных наглядных представлений изучаемой деятельности. К данному направлению относятся МД, развиваемые в методах инженерной психологии и психолого-педагогического проектирования учебного процесса: деревья оценки технологических ситуаций, карты наблюдений, графы управления и др.

3. Управление учебным процессом. В контексте этого класса задач МД представляют учебные планы, графики их выполнения, схемы организации учебного процесса и используются для обеспечения его информационной, административно-методической и технологической поддержки.

4. Информационное, дидактическое и технологическое обеспечение учебно-тренировочного процесса, реализуемого на основе компьютерных средств обучения (КСО). В современных технологиях электронного обучения взаимодействие с КСО рассматривается как деятельность, направленная на достижение целей обучения, что соответствует переходу от контентно-ориентированного к деятельностному подходу. Наличие моделей этой деятельности позволяет управлять обучением не только на уровне организационно-методических схем, как в предыдущем классе задач, но и непосредственно на уровне учебной деятельности (взаимодействия с КСО) за счет адаптации учебного материала и дидактических функций КСО.

В контексте образовательных задач МД представляют: а) изучаемую деятельность; б) образовательную (в том числе учебную) деятельность, т.е. деятельность, направленную на решение образовательных задач (включая освоение деятельности, описываемой в варианте а)). В первом и третьем классах задач используются МД, соответствующие варианту б), во втором – варианту а). Для четвертого класса задач актуальны оба варианта.

Моделирование деятельности является одной из основ тренажерных технологий. Особенность тренажерных систем состоит в том, что выполняемая с помощью них учебная деятельность представляет собой имитацию осваиваемой деятельности. Другими словами, в рамках тренажера деятельность одновременно служит как предметом изучения, так и средством достижения целей обучения, т.е. варианты а) и б) объединяются.

В задачах третьего и четвертого классов можно выделить уровни учебного процесса, для поддержки которых используются МД:

·        уровень учебного плана (для отдельного курса – учебной программы);

·        уровень учебного задания (предписания выполнить определенную учебную деятельность);

·        уровень взаимодействия с КСО (для компьютерного тренажера – учебно-тренировочной задачи).

Наряду с представленной "вертикалью" уровней МД соотносятся с "горизонтальными" наборами типовых задач поддержки учебного процесса. Так, в тренажерных технологиях выделяют следующие виды МД:

·        эталонная (целевая) МД – представляет деятельность, которая должна быть освоена, используется для формирования условий для имитации деятельности, оценивания, демонстрации и эмуляции деятельности, дидактической поддержки учебно-тренировочного процесса;

·        текущая МД – фиксирует фактически выполненную деятельность (пройденную траекторию действий), отражает состояние освоения деятельности, используется при документировании, анализе и оценивании деятельности;

·        модель метадеятельности – позволяет формировать и корректировать эталонную МД, а также оценивать деятельность при отсутствии эталонной МД;

·        МД преподавателя (инструктора) – служит основой для дидактической поддержки и управления учебно-тренировочным процессом.

Выделим следующие основные требования к метамодели, на базе которой строятся МД, реализуемые в тренажерных системах:

1)     достаточная выразительность для обеспечения поддержки учебно-тренировочного процесса;

2)     отражение предметного содержания деятельности;

3)     отражение психологического строения деятельности (закономерностей формирования навыков);

4)     инвариантность к педагогическим стратегиям и методам;

5)     совместимость с МД универсального назначения (например, UML) в плане обеспечения возможности их использования в качестве исходного представления описываемой деятельности;

6)     обеспечение возможностей построения МД специалистами предметной области, не обладающими навыками алгоритмизации и программирования;

7)     "вертикальная" и "горизонтальная" однородность (наличие единой метамодели для МД, ориентированных на разные уровни учебного процесса и типовые задачи его поддержки);

8)     наглядность представления МД;

9)     обеспечение условий для многократного использования МД и их переносимости между разными системами.

Потребности в стандартизации способа формализованного описания учебной деятельности привели к появлению языка EML [1], разработанного в Открытом университете Нидерландов и использованного IMS в качестве основы спецификации [2].

Анализ возможностей EML в контексте тренажерных систем позволили выявить ряд его ограничений и недостатков:

·        язык не позволяет описывать предметное содержание деятельности;

·        декомпозиция деятельности осуществляется формально и не отражает ее психологического строения;

·        отсутствует явное разделение деятельности и метадеятельности;

·        средства спецификации деятельности не обладают достаточной выразительностью, что затрудняет представление некоторых ее типовых структур;

·        представление деятельности не наглядно;

·        языку недостает семантической выразительности (действия выделяются формально и именуются произвольным образом, без использования онтологий).

Таким образом, для компьютерных интеллектуальных тренажерных систем требуются более семантически выразительные средства моделирования деятельности. Целесообразно, чтобы они были согласованы с EML, который в первую очередь ориентирован на задачи управления учебным процессом. Такие модели разрабатываются авторами доклада и реализуются в развиваемых ими тренажерных технологиях.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Modeling units of study from a pedagogical perspective: The pedagogical metamodel behind EML [Электронный ресурс] / R. Koper. – First Draft, version 2. – Электрон. текстовые дан. (721860 байт) – Heerlen : Open University of the Netherlands, 2001. – Режим доступа : http://eml.ou.nl/introduction/docs/ped-metamodel.pdf. – Англ.

2. IMS Learning Design Specification [Электронный ресурс] / IMS. – Version 1.0. – Электрон. текстовые дан. – [UK] : IMS, 2003. – Режим доступа : http://www.imsproject.org/learningdesign/. – Англ.