Цифровая дидактика: системные основания и образ будущего

Введение

Наблюдаемый переход к информационному обществу и внедрение информационных технологий создали условия для цифровизации всех сфер деятельности, образования в том числе. Появился даже новый термин «цифровая дидактика». При этом контуры цифровой дидактики пока еще только формируются. Примером является статья В.И.Блинова с характерным заголовком: «Цифровая дидактика: модный тренд или новая наука?» ^[8]. Пытаясь определить новое содержание дидактики в цифровую эпоху, большинство исследователей используют «онтологический» - сущностный подход, основанный на попытках прогноза того, как изменится сущность дидактики под воздействием цифровых технологий. Пример такого подхода - статья, Е.Ю.Щербины, О.В.Шмурыгина и С.Н.Уткина ^[21], в которой прямо говорится, что «статья посвящена проблеме сущности цифровой дидактики профессионально-педагогического образования». Содержанию дидактики, в метафоре «дидактического треугольника», и ее трансформации содержания дидактики под действием информационных технологий посвящена статья М.А.Чошанова ^[20]. В цитированной выше статье В.И.Блинова говорится: «Необходим конструктивный подход, основанный на построении новой отрасли педагогической науки – цифровой дидактики, преемственно использующей основные понятия и принципы традиционной (доцифровой) дидактики как науки об обучении – и вместе с тем дополняющей и трансформирующей их применительно к условиям цифровой среды».

Собственно, развитие «конструктивного подхода» к построению цифровой дидактики и является предметом настоящей статьи. В статье используется подход, основанный на понимании обучения как целенаправленного управляемого процесса. В силу чего к процессу можно подойти с точки зрения кибернетики, как науки посвященной изучению процессов управления. Таким образом можно изучать трансформацию дидактики как результат смены системы управления процессом. Перейдем к описанию кибернетической парадигмы образовательного процесса.

Кибернетическая парадигма образовательного процесса.

Интуитивно кажется, что, обучение – целенаправленный процесс. Однако, научное понимание обучения как целенаправленного процесса оформилось в рамках направления, известного как педагогические технологии. А.А.Факторович описывая периодизацию становления направления «педагогические технологии», относит к 70-м годам прошлого века использование системного подхода к обучению. «В этот период Сполдинг отмечает, что настоящая технология включает: процесс постановки целей, постоянное обновление учебных планов и программ, тестирование учебных планов и программ, оценивание педагогических систем в целом и установление новых перспективных целей при получении информации об эффективности системы» ^{[18, c.6]}.

Понимание обучения как целенаправленного процесса позволяет использовать кибернетический подход для описания процесса обучения. Кибернетика является наукой «об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе» - Норберт Винер ^[9]. Кибернетика фокусирует внимание на том, как что-либо (цифровое, механическое или биологическое) обрабатывает информацию, реагирует на неё и изменяется или может быть изменено, для того чтобы лучше выполнять первые две задачи. Откуда следует, что кибернетика вполне может быть использована для анализа обучения как целенаправленного процесса, в том числе на основе образовательных технологий ^[1].

Кибернетике мы обязаны универсальной схемой управления, показанной на рисунке 1.

На рисунке 1 есть все компоненты: объект управления, система управления, обратные связи, которые описывал еще один видный кибернетик Келли Кевин ^[5]. Важным требованием к системе управления является закон необходимого разнообразия, сформулированный Уолтером Эшби. Согласно Уолтеру Эшби, «управление может быть обеспечено только в том случае, если разнообразие средств управляющего (в данном случае всей системы управления) по крайней мере, не меньше, чем разнообразие управляемой им ситуации» ^[17].

Применим схему 1 к традиционному процессу обучения. В традиционных образовательных технологиях система управления – это педагог, который личностно реагирует на ход педагогического процесса, как показано на рисунке 2. Педагог – личность, управляет обучаемым – личностью. В качестве управляющего воздействия выступает все разнообразие дидактических средств, накопленных педагогикой, а информация об «объекте» управления включает не только формальные показатели – оценки, но и множество неформальных, например, поведение. Множество и управляющих воздействий, и информации об управлении – неограничено. Но жизненный и преподавательский опыт педагога позволяли надеяться на то, что разнообразие управляющих воздействий выше, чем разнообразие реакций управляемой системы. Соблюдение закона необходимого разнообразия обеспечено.

Иное дело в электронных образовательных технологиях. Управление имеет более сложную структуру, которая показана на рисунке 3. Информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) используются как средство поддержки и управления учебным процессом, как средство создания, хранения и доставки учебного контента и как средство обеспечения взаимодействия между его участниками. В своем развитии электронные образовательные технологии прошли путь от создания простейших учебных курсов, доставляемых электронной почтой, отдельных учебных гипертекстовых модулей до формирования дистанционных центров с набором учебных курсов, средств анализа успеваемости и методической поддержки учащихся, виртуальных университетов и электронных образовательных пространств отдельных учебных организаций.

В электронных образовательных технологиях личностная компонента существенно уменьшена, система управляется с помощью формальных процедур. При этом множество управляющих воздействий (разнообразие дидактических средств) со стороны компьютера ограничено, а разнообразие форм поведения обучаемого неограничено. Иллюстрацией данного противоречия является проторинг - процедура наблюдения и контроля за дистанционным испытанием, призванная как раз ограничить поведение обучаемого. Собственно, вопрос настоящей статьи и заключается в том, чтобы оценить к каким последствиям приводит замена «конструкции» системы управления в педагогическом процессе.

Дидактический треугольник в цифровой дидактике

Термин «дидактический треугольник» начало формироваться еще в Средние века, но окончательно его сформулировал Шевалард в формуле «учитель-ученик-содержание» ^[2]. В кибернетической модели, когда множество управляющих воздействий счетно, а обучение является целенаправленным процессом, приходим к выводу, что последовательность обучающих действий со стороны компьютера является не чем иным, как алгоритмом в своем классическом определении. «Алгоритм - это точное предписание, которое задает вычислительный процесс (называемый в этом случае алгоритмическим), начинающийся с произвольного исходного данного (из некоторой совокупности возможных для данного алгоритма исходных данных) и направленный на получение полностью определяемого этим исходным данным результата» ^{[15, с.9]}. В цитированном выше определении алгоритма используется понимание термина как «точного предписания». Это как раз отражает эволюцию в определении алгоритма от раннего понимания алгоритма как строго определенной последовательности действий ^[10] к современному пониманию алгоритма как точного предписания, которое можно выполнить тем или иным способом. Сама по себе спонтанность человеческих реакций не является проблемой для компьютерных алгоритмов, достаточно привести практику компьютерных игр. Любая компьютерная игра представляет собой по сути алгоритм для достижения определённой цели.

Алгоритмический подход к обучению меняет и содержание дидактического треугольника, заменяя привычную триаду «учитель-ученик-содержание» на следующую «учитель-ученик-алгоритм обучения». Буквально это происходит как показано в таблице 1.

Таблица 1. Сущностный (традиционный) и алгоритмический подход к учебному процессу.

Типичный алгоритм по изучению материала включает следующие шаги:

• - получение исходной информации по теме (используются такие формы представления информации как тексты, презентации, видеоролики);
• - обратная связь от слушателя курса (чаще всего используются такие формы как тесты и контрольные задания); данный шаг может включать коммуникации между студентами и получение коллективного ответа;
• - принятие решения о завершении изучения темы и переходе к следующей теме;

Собственно, различие не столь велико, т.к. при традиционном процессе обучения любой учебник также содержит контрольные вопросы по каждому разделу и теме на которые читатель должен ответить после прочтения раздела или главы. Различие ярче проявляется при переходе к электронному обучению и выражается в том, как трактуется результат интеллектуальной деятельности по созданию курса. В алгоритмическом подходе результатом создания курса является алгоритм.

Наиболее последовательно алгоритмический подход к разработке электронного курса воплощен в LMS Moodle. LMS представляет собой модульную систему ^[6], в состав модулей входят элементы, обеспечивающие как доставку информации к слушателям, так и обратную связь в виде выполненных заданий. Помимо этого, имеется много возможностей для автоматизации принятия решения о допуске к следующей теме. Еще одним проявлением различия между традиционным и алгоритмическим подходом проявляется в появлении новых ролей: педагог – создатель электронного курса, и тьютор (ассистент по терминологии LMS Moodle), осуществляющий сопровождение обучаемых в рамках заданного алгоритма. Алгоритмический подход меняет отношение слушателя к прохождению курса – оно становится процедурным, т.е. слушателя прежде всего интересует ответ на вопрос: что надо сделать, чтобы пройти курс.

В цитированной статье Е.Ю.Щербины, О.В.Шмурыгина и С.Н.Уткина ^{[21, c.415]} предлагается структурная схема образовательного контента по дисциплине, которая включает в себя «1) вводный раздел; 2) содержательный раздел; 3) итоговый контроль» и далее сама структурная схема. Нетрудно усмотреть определенное сходство с таблицей 1 в алгоритмическом подходе. В статье М.А.Чошанова дидактический треугольник трансформируется в дидактический тетраэдр с учетом технологий и один из разделов статьи озаглавлен «Учитель в цифровую эпоху: учитель-инженер» ^[20,c.688], что полностью согласуется с алгоритмическим подходом к разработке и содержанию учебного курса.

В целом можно заключить, что представленная кибернетическая модель учебного процесса не противоречит традиционному подходу, но носит более последовательный характер и опирается на фундаментальные закономерности. Кибернетический подход дает также и прогноз дальнейшего развития цифровой дидактики.

От отдельного курса к формированию обучающей среды

Вернемся еще раз к сформулированному ранее противоречию между конечным (счетным) множеством управленческих воздействий со стороны компьютера, и несчетными возможностями реакции на них со стороны слушателя. Закон необходимого разнообразия на случай иерархической системы управления обобщил кибернетик и философ Е.А.Седов ^[13]. Он сформулировал закон «иерархической компенсации». Одна из наиболее удачных формулировок принадлежит Назаретяну «в сложной иерархической системе рост разнообразия на верхнем уровне обеспечивается ограничением разнообразия на предыдущих уровнях, и наоборот, рост разнообразия на нижнем уровне [иерархии] разрушает верхний уровень организации» ^[11]. В нашем случае иерархический характер системы управления продемонстрирован на рисунке 3, где формирование алгоритма обучения выполняет педагог – создатель электронного курса, который определяет целенаправленный характер процесса в целом и информационно-коммуникационные технологии, которые обеспечивают ход выполнения процесса. Из сказанного выше следует, что уменьшение разнообразия на низшем уровне (уровне информационно-коммуникационных технологий) должно приводить к увеличению разнообразия на верхнем уровне, т.е. к увеличению количества курсов. Таким образом сформулированное противоречие служит причиной (драйвером) увеличения количества электронных курсов.

Тенденция к увеличению к увеличению количества курсов приведет к необходимости самоорганизации электронной обучающей среды, которая будет происходить в двух направлениях: структурирование курсов и персонализация системы в целом. Структурирование курсов выражается в форме создания из отдельных курсов структурных единиц: профилей, программ и т.п. Второе направление самоорганизации – персонализация. С выводом о формировании персональной обучающей среды согласны многие. Так В.А.Стародубцев и А.А.Киселева выводят свою модель из «фундаментального противоречия между индивидуальным характером потребления (присвоения) знаний и коллективным характером производственной, и в том числе, образовательной деятельности» ^[16]. Часть исследователей считает персонализацию необходимым качеством образовательной среды. В цитированной статье Е.Ю.Щербины, О.В.Шмурыгина и С.Н.Уткина персонализация – базовый принцип цифровой дидактики ^{[21, c.414]}. В статье А.В.Слепухина проводится анализ понятий и разграничиваются понятия «персональной среды обучения», «персональной обучающей среды», «персональной учебной среды» ^[14], основанные на анализе работ других исследователей. Чтобы не вдаваться в казуистику, рассмотрим общие тренды в области персонализации электронной среды и перенесем их на обучающую среду. Коммерческим прообразом персонализации является концепция «экосистем», на которую переходят все крупнейшие ИТ-компании: Сбербанк, Яндекс, Mail.ru и другие. Девиз экосистемы Сбербанка «Окружаем клиентов удобными цифровыми сервисами на все случаи жизни» ^[19]. Прообразом персональной обучающей среды является любая современная поисковая машина, персонализирующая учебные запросы слушателя. В результате приходим к новой схеме учебного процесса, как показано на рисунке 4.

В этой схеме компьютер выполняет следующие функции: создает и актуализирует цифровой портрет обучаемого на основе его запросов, предоставляет необходимые учебные ресурсы из общей базы электронных учебных курсов, поддерживает и актуализирует базу данных электронных учебных курсов. За счет масшабирования меняется цель управления персональной учебной средой: целью управления становится удовлетворение запросов пользователя по доступу к образовательным ресурсам (электронным учебным курсам).

Для проверки высказанных представлений было проведено обследование самых популярных образовательных порталов. Для каждого портала были взяты 10 популярных курсов, доступных на лицевой странице курса. Предпочтение отдавалось курсам из разных разделов, чтобы охватить всю тематику персонального обучения. Далее просматривались профили каждого курса, чтобы извлечь необходимые сведения, представленные в таблице 2. Поскольку на портале Udemy не приводится расчетное время прохождения курса, то в качестве оценки была взята длительность прослушивания имеющихся аудио-, видео-материалов, что можно рассматривать как оценку времени прохождения снизу. Справедливость подобной оценки подтвержается тем, что полученное время согласуется с другими оценками. На порталах Courserrs и еdX расчетное время приводится в форме интервала "от - до". В этом случае бралось среднее значение. На платформе "Открытое образование" приводится трудоемоксть курса в зачетных единицах, которая пересчитана во время по стандартному соотношению 1 зачетная единица = 36 времени обучения. Далее для полученной выборки из 10 значений подсчитывалась медиана как оценка среднего. Полученные значения и приведены в таблице 2. Аналогичным образом, количество компетенций курса было взято из профиля каждого курса, кроме портала Udemy, где приведено количество результатов обучения, которые слушатель получит после прохождения курса. Для полученной выборки из 10 значений компетенций курсов также подсчитывалась медиана выборки. Сводные результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2. Характеристики крупнейших учебных платформ

Прежде всего необходимо охарактеризовать платформы: одна из функций платформы «Открытое образование» состоит в том, чтобы «обмениваться» курсами с другими учебными заведениями, поэтому характеристики курсов, размещенных на этой платформе, ближе всего к характеристикам курсов для традиционного обучения. Из сравнения данных в колонках 2 и 5 видим тенденцию к тому, что среднее время прохождения курса имеет тенденцию к уменьшению, но эта тенденция компенсируется увеличением количества курсов в соответствии с высказанными теоретическими положениями. Также наблюдаем разнообразные способы структурирования курсов (столбец 3). В столбце 4 представленные данные, подтверждающие вывод о том, при формировании обучающей среды цель обучения становится не дидактической, а коммерческой. Что служит обоснованием для схемы 4. Интересны данные, представленные в столбце 5 из которых следует, что количество компетенций, которые слушатель приобретает в ходе изучения того или иного курса, остается постоянным (или даже имеет тенденцию к росту), несмотря на меньшее время, которое необходимо затратить на изучение курса.

Данные свидетельствуют об эффективности персональной обучающей среды и об эффективности предоставляемых цифровой дидактикой обучающих средств. Причина эффективности цифровой дидактики заключается в том, что персональная обучающая среда предназначена для того, чтобы максимально комфортным образом удовлетворить потребности пользователя в приобретении новых компетенций. Принцип максимального комфорта можно обеспечить только при условии включения психологических механизмов, связанных потребностями обучающегося, для чего используются различные приемы геймификации процесса обучения. Включение психологических механизмов вовлечения в учебный процесс позволяет повысить эффективность учебного процесса. Однако, использование вовлечения и геймификации имеет обратную сторону. Всем известен низкий процент завершающих массовое открытые курсы.

Персонализация учебной образовательной среды изменит и содержание цифровой дидактики – дидактический треугольник. С появлением персональной цифровой среды дидактический треугольник приобретет вид «ученик- персональная обучающая среда – удовлетворение потребностей в обучении».

Заключение

В статье была рассмотрена эволюция цифровой дидактики на основе системных законов, лежащих в основе кибернетики – науки об управлении. Показано, что внедрение информационно-коммуникационных технологий в процесс обучения приводит к фундаментальному противоречию между конечными возможностями компьютерных технологий и бесконечным разнообразием поведения обучаемого. Показано, как разрешается данное противоречие: сначала в форме увеличения разнообразия предлагаемых курсов, затем в переходе к персональной обучающей среде. В контексте системной эволюции рассматривается и эволюция цифровой дидактической среды.