Www.its-grom.org www.its-grom.org ВМК МГУ 2007.04.25 Обучающие системы и учащиеся на современном этапе …на что способен человеческий ум, когда он постепенно. - презентация

1 ВМК МГУ Обучающие системы и учащиеся на современном этапе …на что способен человеческий ум, когда он постепенно освобождается от тирании внешнего мира. / А. Пуанкаре / Громыко Владимир Иванович Васильев Николай Семенович Аносов Станислав Сергеевич Гомельчук Петр Петрович Ельцин Андрей Владимирович Фролов Андрей Андреевич …будущее не может быть предсказано, но оно может быть построено. / Д. Габор /

2 Работа над проектом ведется с 1990г. (педагогика-реформы Клейна, Дъедонне, Колмогорова-Ершова; психология Пиаже, Выготского, Давыдова; философия Канта, Уайтхеда, Рассела; информатика) 1.Трифонов Н.П., Громыко В.И. Компьютерный задачник-учебник по программированию на базе развивающего обучения (информатике). Педагогическая информатика N2, Громыко В.И. Базовое обучение информатике. Вестник МГУ. Серия 15. Вычислительная математика и Кибернетика N2, Громыко В.И., Кучевский Ю.В., Панчук О.А. Развивающее обучение в комплексе обучения основам информатики. Метод и практика подготовки учебного материала. Педагогическая информатика N2, Трифонов Н.П., Громыко В.И., Колядко М.В. Компьютерная система в комплексе обучения основам информатики. Пед. информатика N2, Трифонов Н.П., Громыко В.И., Колядко М.В., Панчук О.А., Столяров А. Базовое обучение информатике. Новые информационные технологии в образовании. Всероссийская научно-практическая конференция. Воронеж гранта РФФИ; 4-выступления на семинаре Шура-Бура; 9 лет поддерживала Германия; 40-дипломников. Статья 2 – этот манифест проекта (поддержал Л.Н.Королев). 2007г: 4-дипломника с дипломными работами «Реализация ИОС»,2-аспиранта; 5- третьекурсников; 3-четырехкурсника; 1-выпускник; 3-сотрудника.

3 Индуктивная характеристика современного этапа в отношении рационального знания Теории приходят и уходят, а примеры остаются. Рациональное характеризуется: наукоемкостью - означает концептуальностью, представленной синтетично (аксиоматически); это в отношении слова; наукоемкостью - означает концептуальностью, представленной синтетично (аксиоматически); это в отношении слова; компьютерной конструктивностью; это в отношении дела. компьютерной конструктивностью; это в отношении дела. Современный этап (3-НТР) рационального характеризуется единством: познание и делание идут вместе. 1. Рациональное знание (рациональное) рассматривается как симбиоз математики, программирования и информатики. Математика рассматривается как практика концептуального (преодолеем миф, что гуманитарное служит пониманию, а рациональное объяснению). Математика рассматривается как практика концептуального (преодолеем миф, что гуманитарное служит пониманию, а рациональное объяснению). Программирование рассматривается как практика конструктивного (проблема не в умности машины, а нам ей бы не уподобиться). Программирование рассматривается как практика конструктивного (проблема не в умности машины, а нам ей бы не уподобиться). Информатика рассматривается как практика концептуального для практики конструктивного (умные машины для умных людей). Информатика рассматривается как практика концептуального для практики конструктивного (умные машины для умных людей). 2. Современный этап = современная культура. Культура: системное знание о природе для ее понимания, осуществляемое людьми – интеллектом системы. Культура: системное знание о природе для ее понимания, осуществляемое людьми – интеллектом системы. Культура: деликатное (социальное, системное) равновесие между реальным (материальным) и идеальным (духовным), осуществляемое мышлением людей. Культура: деликатное (социальное, системное) равновесие между реальным (материальным) и идеальным (духовным), осуществляемое мышлением людей.

4 УЧАЩИЙСЯ как объект Навязанный сервис: спрос еще не созрел, а покупать уже заставляют. Идите вперед, потом поверите. Учащийся существует в условиях синтетичности профессионального обучения, заданного аксиоматически для слова и «делай так» для дела. Разреженный воздух профессионализма (абстракция от учащегося) соседствует с системой отсчета, служащей (необходимой) нашему развитию: континуум, геометрия, программирование. Получается странная вещь. При изобилии «арсенала» каждый остается один на один с задачей формирования ясного представления об изучаемом предмете.

5 УЧАЩИЙСЯ как субъект Уяснять принято формулы, теоремы и их следствия; но фарватер – категории мышления. Обучение пользуется способами: прямой путь, учитывающий развитие учащегося, от частного к общему ( пример, школьное); прямой путь, учитывающий развитие учащегося, от частного к общему ( пример, школьное); обратный путь, учитывающий развитие предмета, от общего к частному ( пример, вузовское); обратный путь, учитывающий развитие предмета, от общего к частному ( пример, вузовское); синтез путей – мы следуем ему, но сосредотачиваемся на их «обратной связи», тем самым дополняя и то и другое обучение. синтез путей – мы следуем ему, но сосредотачиваемся на их «обратной связи», тем самым дополняя и то и другое обучение. При обучении не хватает ресурса для создания условий у учащегося в отношении онтогенетических «лесов» : на прямом пути по их отбрасыванию ( примеры ). на прямом пути по их отбрасыванию ( примеры : пропорция не уступает место линейности, геометрия Евклида не уступает место декартовой модели). на обратном пути по их проявлению ( примеры ). на обратном пути по их проявлению ( примеры : как линейная алгебра заменяет евклидову; как анализ покрывает школьный курс; почему основатели анализа могли действовать «неточно», средствами нестандартного анализа). Поэтому наше обучение выстраивается на межпредметных связях.

6 Межпредметные связи Обучение строится на основе соподчинения курсов. Соподчинение установлено, если зафиксировано отображение Ψ- корреспонденции из соподчиненного в головной. Базовое обучение строится на основе соподчинения курсов, построенного на основании учебного курса базового обучения. Пример. Подготовка материала для системы. Пример. Подготовка материала для системы: функциональный стиль программирования. К 4 – профессиональный курс; А.Филд и П.Харрисон. К 3 – сравнительный курс; Р.Себеста. Основные концепции ЯП. К 2 – учебное пособие; М.Брой. Информатика. К 1 – мотивационный источник; Д.Скот. Теория решеток, типы данных, и семантика.

7 Знание для Понимания Не потому мы обладаем истиной, что мы субъекты, мы становимся субъектами вместе с достижением истины. Разведены понятия «знание» и «понимание» в статьях: Для учащегося: знание отвечает за факты (анализ для редукции); понимание - за теорию (синтез для экспансии), т.е. понимание - «усмотрение» или «мышление в содержательных понятиях»). «Понимание» как цель обучения есть удовлетворение требований: о необходимости для учащегося врастать и двигаться по наукоемким смыслам культуры; о необходимости для учащегося врастать и двигаться по наукоемким смыслам культуры; о мышлении учащегося как его творчестве на пути НС (навык самоорганизации), а не на пути ЗУНов (традиционное обучение) или даже УЗНов развивающего обучения (РО). о мышлении учащегося как его творчестве на пути НС (навык самоорганизации), а не на пути ЗУНов (традиционное обучение) или даже УЗНов развивающего обучения (РО). 1.Громыко В.И. Обучение информатике как задача синергетики. //Синергетика. Труды семинара, том 1. М.: МГУ, Громыко В.И. Эволюция разума к ноосфере (роль информатизации) //Синергетика. Труды семинара, том 7. М.: МГУ, Трифонов Н.П., Громыко В.И. Компьютерный задачник-учебник по программированию на базе развивающего обучения (информатике). Педагогическая информатика N2, Громыко В.И., Кучевский Ю.В., Панчук О.А. Развивающее обучение в комплексе обучения основам информатики. Метод и практика подготовки учебного материала. Педагогическая информатика N2, Анализ РО проведен в статьях:

8 Что значит понимать? Примеры на «понимание»: знаю теорему Пифагора; но понимаю ее, если соответствую представлению о несоизмеримости; знаю теорему Пифагора; но понимаю ее, если соответствую представлению о несоизмеримости; знаю геометрию Евклида; но понимаю ее, если соответствую результату Гильберта (начало XXв.) по предъявлению в ней континуума; более высокий уровень понимания, если соответствую результату Артина (середина XXв.) о свойствах пространства, в котором выразим континуум; знаю геометрию Евклида; но понимаю ее, если соответствую результату Гильберта (начало XXв.) по предъявлению в ней континуума; более высокий уровень понимания, если соответствую результату Артина (середина XXв.) о свойствах пространства, в котором выразим континуум; Кантор знал равномощность квадрата и отрезка, но несколько лет не понимал; Кантор знал равномощность квадрата и отрезка, но несколько лет не понимал; знаю рефлексивность параллельности; но понимаю её, если соответствую представлению о необходимости её рассмотрения как представителя аксиоматизированных отношений; знаю рефлексивность параллельности; но понимаю её, если соответствую представлению о необходимости её рассмотрения как представителя аксиоматизированных отношений; тесты на понимание; ответьте на естественные вопросы: что такое математика, линейная алгебра, анализ, число, прямая; Вы знаете, что Ахилл догонит черепаху, но понимаете в чем состоит апория Зенона. тесты на понимание; ответьте на естественные вопросы: что такое математика, линейная алгебра, анализ, число, прямая; Вы знаете, что Ахилл догонит черепаху, но понимаете в чем состоит апория Зенона. Уравнение решил и ладно; кое-что остается за кадром – вплоть до законов мироздания. Программирование и «понимание» - это стремительное повторение взросления математики на пути: как делать; как делать; что делать (спецификация); что делать (спецификация); в чем делать (представление знания). в чем делать (представление знания).

9 Обучающие системы для «обратной связи» обучения Умные машины для умных людей Разведены понятия «обучающая система» и «интеллектуальная обучающая система (ИОС) в статье: 1.Громыко В.И., Аносов С., Фролов А… «Интеллектуальные обучающие системы для базового обучения информатике (реализация)». Научно-методический семинар по информатике «Актуальные проблемы информатики в современном российском образовании». Москва, МГУ, июнь Громыко В.И., Мальковский М.Г., Симакин А.Г., Кузина Л.Н. Обучающие системы «компьютерного» образования в высшей школе //Программные системы и инструменты. Тематический сборник, выпуск 6. М.: МГУ ВМК, Следует различать системы : с адаптивностью на предмете в отношении учащегося (например, сужение ПО); с адаптивностью на предмете в отношении учащегося (например, сужение ПО); использующие метазнания по Д.Поспелову, т.е. знание о развитии рода (познания) и знание о развитии индивида (сознания). использующие метазнания по Д.Поспелову, т.е. знание о развитии рода (познания) и знание о развитии индивида (сознания).

10 Цель учебного действия Обеспечить учащегося филогенетическим материалом посредством иерархии курсов. «Онтогенез повторяет филогенез» - цепочка материалов разного уровня сложности, фиксирующая исторический путь развития понятия. Результатом учебного действия будут: –материалы, фиксирующие рассогласованность; –цепочка материалов из более концептуальных курсов, которая служит преодолению зафиксированной рассогласованности. Интеллект системы образован учебным действием, настроенным на преодоление межпредметных «разрывов» посредством обеспечения интеллектуального прорыва учащегося.

11 11 ИКМУ – Интеллектуальное компьютерное место учащегося 1. Строится на базе ИОС (Интеллектуальная обучающая система). РМ i – Рабочее место (среда работы пользователя: учащегося, автора, администратора). 2. Обеспечивает межпредметные связи. 3. Необходимым учебным материалом являются: 4. Учебные материалы используются для организации «обратной связи» обучения: учебники по разным предметам; учебники по разным предметам; учебники одного предмета, но концептуально разные. учебники одного предмета, но концептуально разные. исследуется соподчинение курсов посредством концептуальной иерархии (межпредметность); исследуется соподчинение курсов посредством концептуальной иерархии (межпредметность); учебная цель – Знания для Понимания. учебная цель – Знания для Понимания.

12 12 Синтез предметной области (ПО) средствами синтетических курсов 1. Обеспечивается R по - отношением соподчинения на ПО построенным посредством бинарных соподчинений курсов R α,β 1. Обеспечивается R по - отношением соподчинения на ПО, построенным посредством бинарных соподчинений курсов R α,β ; курсы выстраиваются в иерархию дерева. 2. Тогда на ПО представляется возможным осуществить учебное действие, соответствующее обратной связи обучения: 3. Различаем курсы: синтетические, монографии, итоги науки, энциклопедии, синтезирующие (ВСЕМ). Примеры синтетических курсов: Скорняков Л.А. «Элементы общей алгебры»; Халмош П. «Конечномерные векторные пространства». 4. Пример-проблемы в курсе «Начала Евклида»: теорема Пифагора (книга I), построить квадрат равновеликий 4-угольнику (кн.II), квадрат на касательной равен прямоугольнику…(кн.III), построить 15-угольник (кн. IV). - учебное действие строится для пример- проблемы или понятия и является совокупностью СЕТов обязательно из иерархии (дерева). - учебное действие строится для пример- проблемы или понятия и является совокупностью СЕТов обязательно из иерархии (дерева).

13 13 Синтез курса, являющегося синтетическим Синтетическим курсом называется аксиоматически выстроенный и с упаковкой знания в логическую схему (доказательство). 1. Обеспечивается подбираемыми из курса (пока вручную) пример-проблемами. 2. Курс автора в отношении его возможностей синтезирующего использования обнаруживаютсяпосредством представления 2. Курс автора в отношении его возможностей синтезирующего использования обнаруживаются посредством представления. Логическая структура курса (древовидная) – на основе понятий. Представление курса в виде Структурных Единиц Текста (СЕТ): текст + множество понятий. Синтезирующее представление курса на основе пример-проблем : текст + дерево понятий. Предикаты, задающие связь выделенных элементов курса (характеризуют состояния курса в синтезирующем аспекте). Предикаты, задающие связь выделенных элементов курса (характеризуют состояния курса в синтезирующем аспекте).

14 14 Синтез множества одноуровневых курсов: объективность средствами коллективного знания, сужение ПО Синтезирующие пример-проблемы формируются на основе выделяемых общих пример-проблем курсов. За счет выделенных пример-проблем происходит сужение ПО. характеризуют синтезирующее представление курса с точки зрения интегрального представления об однородных курсах.

15 Рабочие места На этой ступени нельзя знать, но нужно делать. Рабочее место – набор инструментов, среда для работы пользователя в системе РМ-1 – Погружение материала в систему, –Первоначальная обработка материала; –Анализ и отладка в отношении возможности использования в синтезирующем плане; –Анализ, отладка и выбор для РМ-2 – Графовый анализ представления на соответствие интегральному_знанию и РМ-3 – Формирование ПО по отношению к целям базового обучения; учебный курс базового обучения студентов начальных курсов.

16 Рабочее место 1 1.Погружение курса в систему: -работа с отдельным документом; -соподчинение документов за счет синонимии. 2.Исследование и приведение к «синтезу»: -нахождение общих пример-проблем; -настройка курсов с точки зрения общих пример-проблем. 3.Знание для исследования (адаптивная поисковая система): -моделируем адаптивность к учащемуся; -настройка («сужение») материала под исследуемую пример-проблему. 4.Учебное действие: -нахождение рассогласованности материалов; -преодоление рассогласованности материалами концептуальных курсов.

17 Рабочее место 1. Задачи реализации при погружении курса в систему ABBYY Fine Reader 7.0 MS Word Библиотека Макросов (VBA) XQuery, XSLT Авторская логическая и СЕТовая структура +Представление Пример-проблем +Авотрские предикаты Шаблон.dot Схема.xsd Пример- проблемы txt pdf, djvu doc xml Работа с отдельным документом

18 Рабочее место 1. Задачи реализации для учебного действия; знание для исследования 3 представления курса: -Собственно авторское - - Сужение материала под выбранные пример-проблемы -Учебное действие на уровне РМ-1 формируется посредством поиска в подчиненных курсах таких пример-проблем, которые рассогласованы между собой, при том, что их образы в главном курсе согласованы. А именно, пусть выбрана пример-проблема в более концептуальном курсе. Ищем соответствующие ей пример- проблемы в подчиненных курсах, для которых предикат ложен. Результатом учебного действия будут: материалы, фиксирующие рассогласованность цепочка материалов из более концептуальных курсов, которая преодолевает эту рассогласованность.

19 Рабочие места 2, 3. Задачи реализации для учебного действия базового обучения. РМ-2 – Тонкая настройка отношения соподчинения: графовый анализ представления; одновременная обработка 3х – 5ти тысяч вершин. РМ-3 – Есть учебный курс. Пример. Метамодель ПО : язык второй грамотности = выразимость ИП (теория моделей) + конструктивные модели (элементарные и формальные теории, стили ЯП, инструментальные системы). Модель познания: градиент интеллектуального развития. Аксиоматика стала инструментом... Неисповедимы пути господни, но совершенны в рациональном. Модель сознания. Генетическое обучение - метод ГРОМ. Задача конюха подвести лошадь к водопою, но пить лошадь должна сама. Модель сознания. Генетическое обучение - метод ГРОМ. Метод предназначен для помощи учащемуся в его самоорганизации в отношении интеллектуальных прорывов по обобщающим смыслам в рациональном. Задача конюха подвести лошадь к водопою, но пить лошадь должна сама. Модель ПО. Вертикальный стандарт (ML) документа – знание для понимания. Громыко В.И. Искусство рационального //Синергетика. Труды семинара, том 8. М.: МГУ, 2006.

20 Мы должны поумнеть, мы поумнеем! Важно не что в твоей голове, а в чем твоя голова. Мы еще не мыслим. Неразумность – острая болезнь человечества, надеемся преодолеется на рациональном пути, т.к. здесь затребовано и обеспечено средствами интеллектуальное развитие рода. Поспобствуем интеллектуальному развитию рода !

21 Кончаем … страшно перечесть … Но … нам порукой … ВАША ЧЕСТЬ … от БЫТИЯ с БЫТОМ к гармонии ДУХА с ПРИРОДОЙ