Дистанционные технологии в образовании

Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики

(технический университет) Конспект лекций по дисциплине Дистанционные технологии в образовании Москва 2005

1. Образование как вид коммуникации

Эта глава рассматривает образование с точки зрения характерных для него основных коммуникационных функций. Затем мы проследим, каким образом в аудитории осуществляются эти функции и как информационные технологии могут быть здесь использованы для улучшения работы.

Образование — широкий термин, включающий в себя передачу знаний, навыков и воспитание детей. Под образованием также подразумевается обучение без участия преподавателя, с помощью заочного преподавания или самоучителя. Несмотря на все вышесказанное, главным местом, где происходит обучение, является класс.

Коммуникация в классе — развивающаяся область исследований, включающая в себя межличностные, личностные, групповые и культурные способы общения в классных помещениях. Она изучает как вербальные, так и невербальные виды коммуникаций в классе. Уделяется также внимание таким трудностям коммуникации между учащимися, как коммуникативное понимание, отсутствие навыков восприятия на слух и проблемы самовыражения.

Можно ли, используя весь потенциал информационных технологий, создать коммуникационную систему обучения более эффективную, чем класс? Если мы будем рассматривать классное помещение как средство общения и попытаемся на основе информационных технологий создать механизм более совершенный, традиционные методики исследований, теории коммуникаций и воспитания будут нас ограничивать. Они описывают и объясняют уже существующее, а не возможное. Однако наиболее подходящим здесь может стать использование методов и теоретических структур, заложенных в основе самой информационной технологии. Необходимо найти способ, позволяющий объединить возможности информационных технологий с точки зрения коммуникационной и образовательной теорий. Пока же профессионалы, работающие в этих трех сферах, напоминают слепых мудрецов, пытающихся определить, как же выглядит слон, лишь касаясь его.

Поскольку индустриальное общество превращается в информационное, обыкновенные системы коммуникации становятся информационными. Если раньше коммуникация основывалась на контактах с помощью бумаги или личных встреч в определенных местах, то теперь для общения мы все чаще используем средства информационных технологий. Прежде общество зависело от транспортных систем, обеспечивавших доставку людей и документов, а в настоящее время оно все больше зависит от телекоммуникаций, передающих необходимую информацию. На заре своего развития информационные технологии использовались лишь для облегчения обычных коммуникаций. Телевидение заменило театр в жизни многих людей. Телефонный разговор избавил от необходимости куда-то ехать и встречаться с кем-то лично. Но происходящие сегодня изменения гораздо серьезнее. Это изменения в самой системе коммуникаций.

Возьмем в качестве примера банковское дело — обычную коммуникационную систему, мало изменявшуюся на протяжении столетий. Люди ездили в банки, чтобы совершить некие операции с деньгами, существовавшими в основном в виде информации на банкнотах и чеках. Первоначально контакты осуществлялись либо в самом банке, либо по почте. Банки одними из первых начали использовать компьютеры, выполнявшие в то время лишь вспомогательные функции по накоплению и обработке информации. Сегодня компьютеры подсоединены к телекоммуникационным банковским системам, для обслуживания клиента используются банковские карточки, и все операции осуществляются непосредственно с его счета. Автоответчики заменили секретарей. Кредитные карточки имеют хождение по всему миру. Банковское дело превратилось в информационную систему. То же самое происходит на промышленных и коммерческих предприятиях, везде, где существует организованная коммуникационная система. Образование тоже является таковой, и, в свою очередь, оно должно претерпеть изменения. Этот переход неизбежен, поскольку задача образования — готовить людей к жизни в информационном обществе.

Рис. 1. Коммуникационные системы В случае если информационная технология используется в области обычной коммуникации, прибегают к системному анализу, состоящему в осмыслении того, как коммуникация, рассматриваемая как некая система, может быть усовершенствована с применением информационной технологии. В условиях обычного, традиционного общения люди редко придают большое значение характеру контактов между собой. Для них это — нечто обыденное, повторяющееся, ставшее привычным, и хотя вопросы, ставящиеся при системном анализе, обычно просты и очевидны (например: «Какова цель коммуникационного процесса?»), они заставляют тех, к кому обращены, вновь задуматься над природой собственных действий. Именно в этом и состоит задача данной главы — представить образование как коммуникационную систему, чтобы затем понять, каким образом информационные технологии могут поднять его эффективность. С этой позиции мы и начнем изучение природы образования.

1.1 Что такое образование?

Это нечто врожденное или это то, что в нас воспитывают большую часть жизни? Здесь мнения изучающих образование разделились. Конечно же, и генетическая наследственность, и окружающая человека среда вносят свой вклад в процесс воспитания. Но вопрос о том, что же в действительности является основой формирования личности, становится правовой и политической проблемой нашего времени. Является ли существование насильников, антиобщественных элементов, безработных следствием генетической предрасположенности, или отсутствия родительской опеки, или характера просмотренных ими телепередач, или ошибок школьных учителей?

Даже если окажется, что генетический фактор играет решающую роль в формировании личности, конкретным способом подготовки человека к занятию своего места в обществе остается создание эффективной коммуникационной системы образования для всех, кто в ней нуждается.

Одним из сторонников теории решающего влияния среды в образовании был Л. С. Выготский, чьи работы вызвали в последние годы большой интерес. Его концепция зоны ближайшего развития (ЗБР) позволяет рассмотреть обучение как коммуникационный процесс.

1.2 Зона ближайшего развития

Выготский определяет ЗБР так: «Дистанция между настоящим уровнем развития, обусловленным способностью самостоятельно решать задачи, и уровнем потенциального развития, определяемым способностью выполнять задания под руководством взрослых либо более опытных ровесников». Говоря упрощенно, ЗБР — это разница между тем, что человек способен сделать самостоятельно, и тем, что может выполнить с помощью более опытных людей. Для оказания такой помощи и существует система образования. Понятие ЗБР позволяет рассматривать образование вне рамок школы и класса. ЗБР отвечает на вопрос: «Какова задача образования?», утверждая, что это — оказание помощи обучающемуся, позволяющее ему выйти на такой уровень развития, которого он не в силах достичь самостоятельно.

Выготский изучал теорию образования как один из основных видов человеческой деятельности.

Концепция ЗБР подразумевает, что любая система образования включает в себя людей-учителей и людей-учеников, а также коммуникационный процесс между ними, позволяющий преподавателям помогать учащимся выполнять задания, с которыми те не могут справиться самостоятельно². Кроме того, «выполнение заданий под руководством… либо при участии» означает наличие практики и обратной связи, а также динамическую двустороннюю интерактивную коммуникацию между учителями и учащимися. Чего не мог знать Выготский, живший в предкомпыотерную эру, — это того, что наставником ученику вовсе не обязательно должен быть человек. Как и не мог предполагать, что развитие телекоммуникаций, как и вычислительной техники, может означать, что учитель, человек он или нет, может находиться где угодно и контактировать с учеником лишь в виртуальном смысле.

Выготский думал о развитии способностей у детей. Сегодня образование понимается скорее как процесс, длящийся на протяжении всей жизни, чем как подготовка ребенка к взрослой жизни. Концепция ЗБР соответствует такой трактовке, и большинство новых последователей Выготского пытаются найти ей более широкое применение. Еще одно направление дальнейшего развития идей Выготского, достаточно важное для новой парадигмы образования, — понятие о процессе преподавания как о коллективной деятельности, а обучения — как групповой. Этой темой занимался коллектив под руководством М. Коула в проекте «Пятое измерение» при Лаборатории сравнительного изучения человеческого знания в Сан-Диего. В различных юношеских центрах дети в группах постигают сложности компьютерных обучающих игр. Учащиеся представлены образами, существуют в особом мире с его собственными правилами, которые им необходимо изучить, чтобы справиться с задачами различных уровней сложности. Этот метод является развитием идеи Выготского о классе как средоточии взаимодействия «учитель—ученики». Он опирается на «социальную нейтральность» обучения и представляет собой попытку использовать простую, основанную на компьютере виртуальную реальность для поисков новой образовательной парадигмы. Образование — это не просто процесс взаимодействия людей в ролях учеников и учителей. Это еще и взаимодействие между знанием проблем и способами их разрешения в контексте данной культуры. Процесс «выполнения задания», как монета, имеет две стороны: «задание» и «знание о том, как выполнить задание». Проблемы в области здоровья, социальных контактов, одежды, жилища, а также территориальные конфликты присутствуют у всех народов. Существование этих вопросов заставило представителей различных культур искать способы их разрешения, со временем вросшие в образовательные институты. Культура — способ контакта общества с окружающим миром, а образование — процесс, в ходе которого осваиваются все устоявшиеся, аккумулированные знания.

1.3 Четыре основных фактора образования

В своей теории ЗБР Выготский выделяет три фактора, обусловливающих образовательный процесс:

* некто выступает в роли обучаемого;

* некто выступает в роли учителя;

* нечто составляет задачу, которую обучаемый пытается решить с помощью учителя.

Косвенно существует и четвертый фактор — теория — сведения, необходимые для выполнения задания. Нам представляется, что именно взаимодействие этих четырех факторов — ученика, учителя, теории и задания в конкретном контексте — составляет основной коммуникационный процесс, именуемый образованием. Без наличия всех этих факторов процесс обучения невозможен, но совокупность этих факторов существует лишь на определенном отрезке времени, необходимом для приобретения учеником навыков в решении конкретных задач. Когда человек «знает», как «выполнить задание», он больше не нуждается в «учителе» и не является больше «учеником». Уже нет ЗБР. С этой точки зрения «теория» существует только по отношению к определенной категории «заданий», и роль учителя существует только в отношении того, кто принимает роль ученика в рамках определенной категории заданий. Упомянутые четыре фактора могут приобретать различные формы и могут существовать на разных уровнях сложности.

Пример 1

На доске написана задача, которую пытается решить группа учеников. У них есть учебник, в котором содержатся сведения, необходимые для решения, в классе находится учитель, чтобы помочь им справиться с заданием. В этом случае все четыре фактора имеют конкретное воплощение. Конечно, если в учебнике не содержится необходимой информации учитель не подготовлен для преподавания предмета, а ученик не хочет научиться решать ту задачу, что написана на доске, — факторы взаимодействовать между собой не будут и, следовательно, процесс образования не пойдет.

Задание не обязательно должно быть написано на доске. Оно должно быть сформулировано в мозгу учителя. Учитель может изложить его ученикам и в устной форме. И в этом виде его также зафиксирует мозг учеников. Сведения, необходимые для выполнения задания, содержатся в уме учителя, так же как и в учебнике. Учитель может передать их ученикам в ходе объяснения. Теперь ученикам предоставлены и задание, и теоретический материал, необходимый для его выполнения, но они не знают, как все это совместить. Учитель использует доску для решения задач. Ученики улыбаются и кивают, когда улавливают связь. Учитель приводит еще несколько аналогичных примеров, чтобы убедиться, что ученики все поняли, и ЗБР испаряется. В том, что касается этого типа задач, ученик уже не является учеником, а учитель — учителем, потому что обучаемые уже знают, как справиться с такими задачами.

Пример 2

Группа учащихся изучает коллективную работу в телестудии по созданию видеопрограммы. Ими руководят профессиональные работники студии, в данном случае выступающие как коллектив преподавателей. Каждый обучающийся выполняет в студии определенную роль — ведущего, оператора, выпускающего, технического директора и др. Они выступают в качестве коллектива, снимающего короткий видеосериал.

Кроме того, что каждый из обучающихся по очереди должен получить различные навыки, такие, как выступление перед камерой или управление ею, они должны научиться работать в «команде», т. е. научиться решать групповые задачи. Коллектив преподавателей кроме оказания помощи каждому из студентов также учит их взаимодействовать друг с другом, добиваться согласованных действий. Задача состоит в том, чтобы научиться эффективно, использовать пространство и оборудование студии для записи видеопрограммы. Необходимая информация об этом содержится в учебнике, который студенты изучали перед практическим занятием, обладает ею и коллектив студии. Хотя обучающиеся знают, с чего начать, задача для них очень непроста. В качестве группы они представляют собой ЗБР и нуждаются в помощи профессионалов. В ходе выполнения практикантами различных заданий происходят изменения. К моменту, когда каждый из них исполнит все предложенные ему роли, помощь преподавателей им больше не требуется. Что-то подобное обучению езде на велосипеде произошло на уровне коллектива. Хотя еще есть чему поучиться, основные навыки по координации различных действий приобретены. Обучающиеся знают, как произвести запись видеопрограммы в студии.

Пример 3

В 1964 г. Эфиопия решила перейти от левостороннего движения к правостороннему. Направление дорожного движения — проблема, касающаяся каждого в стране. Как пешеходы, так и водители должны соблюдать правила. Обычно люди обучаются правилам дорожного движения индивидуально, но в этом случае вся страна должна переобучиться за сутки. Ведь такие изменения нельзя вводить поэтапно. Задача состояла в том, чтобы научиться ездить по противоположной стороне дороги и приспособиться к новому направлению дорожного движения. Обучалось все население страны, большинство которого было неграмотным. В роли учителей выступили группа иностранных советников и эфиопы из Королевского дорожного управления правительства Хайле Селассие, детально знавшие, что необходимо сделать для решения этой задачи. За много недель до нововведения они начали проводить общенациональную кампанию с использованием радио и средств наглядной агитации. Активисты этого движения были направлены на каждый рынок, в каждую школу, в каждое многолюдное место. Таким образом, знания правительственного управления дорожного движения были переданы целой нации. Несмотря на прогнозы, предвещавшие неслыханное количество дорожных происшествий, при переходе на новые правила не произошло ни одного несчастного случая. То, что являлось задачей (население не знало правил правостороннего движения), стало знанием (население узнало их), и страна в этом смысле перестала быть учеником и не нуждалась больше в учителях. Исчезла ЗБР в масштабе целого народа.

Эти примеры призваны проиллюстрировать, что образование существует на различных уровнях. Но каким бы ни был уровень, для взаимодействия четырех факторов образования необходим коммуникационный процесс.

1.4 Что такое коммуникация

Существуют три важнейшие коммуникационные функции — передача информации в пространстве, сохранение информации во времени и обработка информации в целях ее воспроизведения.

Передача

Основное представление, возникающее при упоминании коммуникации, — это передача информации в пространстве. Передача информации из одного места в другое требует энергии. Речь передается посредством звуковых волн, зрительные образы возникают при помощи светового излучения, в телефонных системах используется электроэнергия. Коммуникация как энергия является физическим законом, управляющим энергией. Первым, признавшим этот факт, был К. Шеннон. Как и Выготский в теории образования, он дает определения основополагающих факторов для изучения коммуникации в общепринятых терминах.

К. Шеннон утверждал, что важнейшей проблемой коммуникаций является воспроизведение содержания информации, переданной из одного места в другое, по возможности верно. Он проиллюстрировал путь прохождения информации через пространство с помощью схемы, не раз воспроизводившейся в статьях и книгах во всем мире. Благодаря своей простоте и очевидности она настолько укоренилась в представлении людей о коммуникации, что все представляют ее как линейное действие, имеющее начало и конец, источник и адресата.

Рис. 2. Модель коммуникационной системы по Шеннону Шеннон создал свою модель, работая в исследовательских лабораториях телефонной компании «Белл». Прежде всего, она относилась к телекоммуникационной системе. Такая система имеет вход информации в одном месте и выход в другом. Она передает информацию настолько быстро и качественно, насколько это возможно. Во времена Шеннона телефоны зачастую работали с помехами, затруднявшими слышимость, особенно при междугородных разговорах. Шеннон придавал особое значение термину «помехи», обозначавшему у него нечто сопутствующее передаче и ухудшающее ее качество. Хотя современные телекоммуникационные системы значительно усовершенствованы, и физические помехи сильно уменьшены, совсем они не исчезли. Шумы — серьезная техническая проблема использования городских телефонных сетей в образовательных целях. Существуют и другие виды помех, основанных на том, что не бывает ни людей, одинаково воспринимающих одно и то же событие, ни ситуаций, повторяющихся дважды. Помехи — термин семантический, если адресат не понимает смысла полученного сообщения, синтаксический — если грамматика послания неверна, прагматический — если цель послания непонятна.

Схема Шеннона описывает основной элемент в цепи передачи сообщения на расстояние — полудуплексную диаду (рис. 3). Шеннон провел математический анализ коммуникационной функции на этом основополагающем уровне. У. Уивер, ознакомившись с оригинальной публикацией Шеннона, описывающей математическую теорию коммуникации, решил, что речь идет об общей теории коммуникации, и написал к следующей публикации соответствующее предисловие. В результате работы Шеннона были изданы, подверглись всестороннему обсуждению и частично приняты в качестве общей теории коммуникации. Это и привело к ограничениям в изучении явлений коммуникаций. То, что было ключом к комнате в доме, ошибочно приняли за ключ ко всему зданию. Исследователи коммуникации использовали модель Шеннона для рассмотрения макроявлений на микроуровне. Пожалуй, самый устойчивый образ образовательного процесса для нас — образ учителя, дающего объяснения ученику. Как обманчиво просто было бы перевести это представление в рамки модели Шеннона, где учитель выступает в качестве источника, ученик — получателя информации, а трудности обучения объясняются наличием помех (рис. 2).

Рис. 3 Полудуплексная диада; одностороння связь между двумя точками, которые можно определить как источник и приемник информации Рис. 4 Полная дуплексная диада.

Шеннон анализировал минимальную коммуникационную функцию — передачу сообщения на расстояние. Превратите его полудуплексную диаду в полную (с двусторонней коммуникационной связью) или представьте ее как часть более сложной сетиисточник сообщения одновременно является и ее получателем — и коммуникация станет сложным процессом.

Звездообразная круговая сеть с пятью точками a, b, c, d, e. Диада аb представляет собой модель Шеннона, где a — источник, b — получатель. Если рассмотреть всю систему в целом, то, а может быть получателем для d, а также и источником и получателем для точки с:

Рис. 5. Звездообразная круговая сеть Представим, что сеть a,b,c,d,e — школьная телефонная сеть. Точка с — коммутатор, соединяющий школьную сеть с местным ответвлением городской сети. Та, в свою очередь, должна иметь подстанцию соединения с основной сетью, и основная точно так же подсоединяется к международной. Так образуются межсетевые связи. И это только при рассмотрении взаимосоединений телефонных линий, являющихся лишь одним из видов коммуникационных систем, используемых человеком. А еще есть автомобильные, железнодорожные, морские и воздушные сети транспортных сообщений, позволяющие людям преодолевать расстояние и встречаться друг с другом.

Сложность возможных межсетевых связей невообразима, и. пожалуй, для изучения коммуникации на макроуровне больше подойдет теория сложности, чем теория Шеннона, где представление об учителе и ученике как источнике и получателе знаний выглядит очень упрощенной. Преподаватели и учащиеся — точки в сетях классных помещений, соединяющихся со школьной сетью, которая в свою очередь входит в сеть учебных заведений района, является частью областной системы образования, связанной с общенациональной системой. Каждый учитель или ученик — это только точка в семейных, религиозных, политических и прочих сетях. Сетевая деятельность в классе имеет массу связей со сложной цепью сетей, где поток информации не обязательно строго регламентирован. Не существует двух одинаковых уроков, и процесс коммуникации в классе чрезвычайно сложно описать.

Хранение

Второй функцией коммуникации является хранение информации во времени. Классический пример — преподаватель читает учащимся лекцию, а те тщательно ее конспектируют. Информация, передаваемая с помощью звуковых волн, фиксируется в виде чернильных знаков на бумаге. Информация из энергии превращается в вещество. В этом случае способ хранения информации — это фиксация ее в каком-либо неисчезающем веществе.

Одной из причин, почему учащиеся делают заметки, является тот факт, что им известно об ограниченности возможностей человеческого мозга как системы хранения информации. Студентов регулярно контролируют и экзаменуют, и большинство из них убеждается, что существуют индивидуальные ограничения объема запоминаемой информации, продолжительности ее хранения в мозгу и точности последующего воспроизведения. Это общепринятое представление об обучении и памяти характерно для всех, кто получал образование в традиционной школьной системе. Такое убеждение глубоко укоренилось в обществе, где система образования строится на оценке способности индивидуума иметь стабильную и продолжительную память и выделении тех, кто отличается выдающейся памятью или способен упорно повторять и повторять материал до полного его запоминания. Г. Эббингаус осуществил научную проверку связи памяти и обучения. Он провел серию экспериментов на самом себе, предусматривавших длительные лабораторные исследования возможностей памяти. Он заучивал целые куски не имевшего смысла текста, через какое-то время проверял запоминание, и в результате оказалось, что со временем способность запоминать слабеет. Он также проверил результативность повторного заучивания через различные промежутки времени и продемонстрировал, что запоминание улучшается с каждым повторением.

В течение сотен лет во всем мире студенты-первокурсники на первых лекциях стараются записывать все подряд. Им не известно, запоминание чего от них потребуется, что у них будут проверять, и потому они не рискуют и стараются заучивать все. Здесь, как и в эксперименте Г. Эббингауза, слышится отголосок некритической эйдетической памяти детских лет, памяти, которую часто называют «фотографической». С. Роуз пишет: «Многие, если не все маленькие дети, видимо, видят и запоминают эйдетически, но с возрастом эта способность теряется». Он также размышляет о драматичности изменения природы памяти с достижением зрелого возраста, когда эйдетическая память у человека исчезает:

«Сознательно или неосознанно, но из всего многоцветья, шума и суматохи окружающей нас среды мы выбираем только определенную информацию, необходимую для запоминания. И помогают в этом отборе вырабатываемые нами блокирующие или фильтрующие механизмы, не позволяющие новой информации загромождать нашу память. Можно предположить, что для младенца вся получаемая информация имеет равное значение. Но при этом задействован и сложнейший механизм классификации, позволяющий регистрировать и выстраивать в сознании полученные сведения таким образом, что это дает возможность каждому индивидууму вырабатывать собственные критерии значимости явлений. В это время эйдетическая память, не оценивающая значимости поступающей информации, жизненно необходима, так как предоставляет широчайшие возможности для анализа входящей информации. Но, вырастая, мы учимся выбирать то, что в действительности важно».

Так и студенты, перейдя на второй курс, начинают конспектировать общий смысл лекций, а не просто слова. Это уже их собственные комментарии и структурирование области знаний, являющейся предметом лекции.

Западное образование отрицательно относится к зазубриванию. Это по-детски, как и в случае с эйдетической памятью, — запоминать все без разбору. В современном представлении наибольшее значение для образования имеет селективная память, позволяющая выстраивать собственную схему знаний. Хотя само по себе это и не верно. Есть и коллективная память, существующая независимо от отдельной личности. В культурах, не имевших письменности, заучивание применялось для сохранения и передачи коллективной памяти племени. Искусственная память, тоже используемая в качестве коллективной, стара как сама история. В классе, до того как начнется запоминание, присутствуют учебники, тетради, видеокассеты, аудиокассеты, компакт-диски, содержащие задания и сведения, необходимые для их выполнения. Широко развивается компьютерная память. Мы наблюдаем возрастающую роль искусственной памяти как альтернативы памяти биологической. С. Роуз объясняет важность этого:

Рис. 7. Типы коммуникационного хранения информации

Обработка

Компьютер, мозг и солнечные часы — все это системы обработки информации. Обработка в коммуникационном процессе — это создание изменений в одном из узлов сети, дающих новую информацию. Это происходит при соединении передаваемой информации с хранящейся. Результатом является производство новой информации, отличающейся от и входящей, и от хранящейся, которые ее породили. Вновь произведенная информация может сохраняться и/или передаваться.

Интуитивные модели нашего мышления при взаимодействии памяти и восприятия, новой информации, передаваемой чувствами, и информации прошлого опыта подобны работе солнечных часов. Результатом этого взаимодействия является производство новой информации. К. фон Вайцзекер дал такое определение: «…информация — это то, что производит информацию».

Солнечные часы — простейшая коммуникационно-обрабатывающая система. Они имеют оцифрованный циферблат — это запрограммированная память. Солнечный луч сталкивается с гребнем, который отбрасывает тень. Так пересечение входящей информации с хранимой создает новую информацию — часы показывают время.

В мозгу каждого человека образование новой информации происходит по своим индивидуальным законам. Человеческая память основывается на уникальном запасе опыта и индивидуальных умственных способностях. Информация, воспринимаемая индивидуумом, даже если это сообщение масс-медиа, каждый раз является неповторимой в силу изменчивости условий, в которых она воспринимается, и количества сопровождающих ее помех. Столкновение уникальной информации с уникальной памятью выражается в образовании уникального выхода информации. Люди — часть нескончаемого потока информации. Взаимодействуя с этим потоком, мы в результате внезапно изменяем его так, что вниз по течению, во времени, вещи меняются.

Рис. 8 Коммуникационная обработка информации возникает, когда передаваемая информация вступает в контакт с хранимо. Результат — новая информация — может храниться и/или передаваться.

Компьютеры могут обрабатывать уже имеющуюся и производить новую информацию. Наука стремительно продвигается к разгадке тайн Вселенной благодаря информации, выдаваемой суперкомпьютерами. Способность компьютера обрабатывать данные запрограммирована в нем человеком, он, так же как циферблат и солнечные часы, является результатом человеческой изобретательности. Но не запрограммированы ли в свою очередь люди? Что такое обучение и образование, если не программирование? Образование можно рассматривать как процесс программирования людей людьми. Но так ли будет это в будущем? Дети уже сегодня используют машины для приобретения навыков счета. Но разве тогда они уже не запрограммированы машинами?

Мы попытались описать обработку коммуникационной информации на примерах работы солнечных часов или компьютеров. Это все равно, что применить схему Шеннона к описанию оперного выступления г-жи Кири Теканава. Рассмотренное выше не объясняет адекватно сложности процесса мышления человека и способности, называемой разумностью.

Обычные системы образования основываются на характерных для человека способах передачи информации, человеческой памяти и процессах обработки информации — мыслительной деятельности в ходе обучения. Но многие, возможно, согласятся, что в будущем можно будет использовать в образовательных системах информационные технологии как вспомогательную память. И, пожалуй, не откажутся от использования несложных систем обработки информации для целей обучения, таких, например, как обучение с помощью компьютера (ОПК).

Создали ли мы уже или способны создать в ближайшем будущем искусственный разум — вот один из самых дискутируемых академических вопросов нашего времени. С одной стороны, существует группа людей, которая, как М. Мински, доказывает, что искусственные разумы будущего будут в лучшем случае держать нас в качестве домашних любимцев. С другой стороны, есть Дж. Серл, Р. Пенроуз и Дж. Эдельман, которые утверждают, что машины никогда не будут обладать разумом. Дискуссии не хватает ясного определения предмета спора, потому что разум — неуловимое свойство человеческого мозга, которое, как и сознание, мышление и память, не поддается определению и познается лишь на основе личного опыта. Даже если искусственный разум уже соперничает с человеческим или даже в чем-то превосходит его, он продолжает развиваться в направлении, кажущемся разумным людям.

Фрактальное измерение в коммуникации

Коммуникация включает в себя все три функции — хранение, обработку и передачу информации. Представляется возможным увидеть последовательность коммуникационных процессов, напоминающих звенья цепи, в которой информация сохраняется, передается, обрабатывается, сохраняется и т. д. Записывая, мы соединяем мысль с бумагой, обработку с сохранением. Читая, мы соединяем свет с мыслью, передачу с обработкой. Фотографируя, мы соединяем свет с пленкой, передачу с сохранением. Демонстрируя фильм, мы соединяем пленку со светом, сохранение с передачей. Информация проходит различные звенья цепи с помощью преобразователей. Это такие приспособления, как микрофоны, фотоаппараты, телевизоры, видеоплейеры, позволяющие информации переходить от одной функции к другой. Даже ручка или свет, освещающий страницу, являются преобразователями, так же как и глаза, уши, нос, рот, руки и кожа. Назначение библиотеки — хранение информации. Телекоммуникационная компания призвана передавать информацию. Назначение компьютеров — обработка информации. Некоторые же коммуникационные системы могут быть предназначены для выполнения всех трех функций коммуникации. Примеры — телевизионная станция и школа.

Рис. 9 Фрактальное измерение в коммуникации. Точки a и b при ближайшем рассмотрении сами по себе оказываются сетями различных уровней.

Концепция сети основывается на сложности процесса коммуникации в целом. Термин может использоваться как для человеческих, так и для технологических коммуникационных систем.

Схема коммуникационных сетей состоит из линий, обозначающих каналы коммуникации, и точек в местах пересечения линий. Линии между точками называются связями и являются основным сетевым элементом в диаде. Это именно та связь между двумя точками, которую описывает модель Шеннона и без которой не может быть сети. Мы использовали идею сети для объяснения передачи информации между точками. Здесь рассматривается обработка информации как нечто, происходящее в точке при взаимодействии входящей и хранимой информации. Отсюда вывод — информация хранится в точке. Именно точки выполняют функции хранения, обработки и передачи. Нелишне напомнить и о том, что точки не обязательно статичны. Люди передают, хранят и обрабатывают информацию, находясь в движении. Переносной компьютер может использоваться как подвижная передающая, сохраняющая и обрабатывающая точка в такой сети, как Интернет.

Функционирование коммуникационной системы как сети позволяет ей обрести внутренние связи. Впрочем, ни одна коммуникационная система не существует изолированно. Все они имеют подсистемы и надсистемы. Сети могут быть как частями надсетей, так и иметь собственные подсети.

При рассмотрении коммуникации в таком аспекте ее природа напоминает фрактальные измерения. Фрактальная геометрия была разработана Б. Мандельбро как метод, описывающий такие структуры, как облака или деревья, не имеющие определенной формы. Если структура описывается на различных уровнях или этапах и в ней обнаруживаются одинаковые основные элементы, говорится, что она имеет фрактальное измерение. Фрактальная геометрия исследует алгоритмы, описывающие такие измерения. Наиболее яркий пример — береговая линия. Она не имеет четкой формы, потому что на любом уровне представляет собой чередование земли и воды в виде мысов и бухт. Фрактальное измерение проявляется и в коммуникации, в том, что при ближайшем рассмотрении точка сама оказывается коммуникационной сетью. И наоборот, коммуникационная сеть на другом уровне оказывается точкой в другой коммуникационной сети.

Чтобы понять это, проведем мысленный эксперимент. Представьте себе, что вы — точка в сети. В некоторый момент вы вступаете в контакт с другой такой же точкой, и потому возникает сеть — диада. Если ввести в нее еще одного человека — получится сеть — триада. Теперь представьте себя частью группы друзей, N-адной социальной сети. В данном случае мы занимаемся увеличением только размера сети, но сама сеть остается на уровне, где точки — это отдельные личности. Теперь перейдем на другой уровень и посмотрим, что же такое фрактальное измерение.

Представьте себя частью социальной сети коллектива класса. На одном уровне класс видится как помещение для людской сети, в которой каждый человек — точка. На другом уровне класс представляет собой точку в сети, состоящую из точек-классов, составляющих школу. Любое большое здание также может рассматриваться как коммуникационная сеть, в которой квартиры — это точки, а коридоры, лестницы и лифты — это связи.

Опять изменим уровень, представив себе дорогу со стоящими вдоль нее зданиями. Теперь здания — точки в уличной сети. Структура, состоящая из одной связи, с расположенными вдоль нее точками, называется автобусной сетью. Этот пример является иллюстрацией того, как дома, стоящие вдоль дороги, могут быть связаны при помощи транспорта, а также почты и телекоммуникации. Поднимемся теперь на такую высоту, откуда мы сможем увидеть внизу линии и пересечения дорог в городах и поселках, ставших теперь точками. Ночью, с высоты полета самолета, иногда можно увидеть цепочки огоньков, обозначающие города и дороги, это напоминает светящуюся схему сети. Поднимемся еще выше, на орбиту спутника, и целые города покажутся точками. На этих уровнях карты помогают рассмотреть сети, формируемые транспортными путями. Исследовательский проект японских ученых, известный под названием «Три-Т» (туризм, транспорт и телекоммуникации), занимается развитием сетей, пересекающих Тихий океан, которые обеспечили бы свободное передвижение людей, товаров и информации. В проекте придается огромное значение развитию гигантских узлов-точек, в которых пересекаются различные виды сетей. Такие города, как Сингапур, Шанхай, Гонконг и Токио/Иокогама, рассматриваются как связующие узлы морских, воздушных и телепортов, где пересекаются различные виды коммуникационных каналов, образуя суперкоммуникационные центры, называемые узлами «Три-Т».

Обратим процесс вспять. От обзора полушария опустимся на уровень вашей страны с ее коммуникационными сетями, где каждая точка — это город. Опуститесь на уровень коммуникационной сети вашего города и остановитесь здесь.

Сначала вам покажется, что окружение, в котором вы существуете, — точка, но, всмотревшись, вы обнаружите, что это сеть. Вам представляется, что ваш дом — точка, но войдите внутрь — и он окажется сетью квартир, а в каждой квартире — сеть людей. Не останавливайтесь, представьте, что вы можете проникнуть в мозг одного из соседей, являющегося точкой социальной сети, и вы увидите миллиарды синаптических связей между нейронами, которые делают мозг сетью с количеством точек от десятков до сотен биллионов.

Изучение коммуникации косвенно предполагает существование коммуникационных сетей на различных уровнях. Персональные, межличностные, групповые, организационные, массовые и глобальные коммуникации рассматриваются как социальные уровни, внутри которых происходит человеческое общение.

Природа коммуникации различна на каждом уровне, и людям нужно переходить от уровня к уровню, чтобы удовлетворить свои коммуникационные потребности.

Образовательные системы являются коммуникационными, в то же время это сети, способные существовать на различных фрактальных уровнях.

Сети обладают функциями передачи, хранения и обработки информации, они связывают ученика, учителя, задания и теорию, являющихся как бы точками, обеспечивая таким образом процесс обучения.

Необходим детальный анализ этого положения, чтобы решить, насколько такой взгляд применим к классному образованию и может ли он служить основой для разработки сети виртуального класса в будущем.

Какой тип коммуникационной системы необходим образованию?

Каковы основные компоненты и функции образования? На основе предыдущего анализа природы образования и коммуникации можно утверждать:

Системы организованного обучения являются сложными коммуникационными системами, способными передавать, хранить и обрабатывать информацию. Целью их функционирования является оказание такой помощи учащимся, вследствие которой из не способных к выполнению заданий они превращаются в людей, хорошо с ними справляющихся. Цель находится в зависимости от коммуникационных сетей, совмещающих четыре фактора: ученик, учитель, задание и теория. Наблюдается явление фрактального пространства, выражающееся в том, что сеть, совмещающая четыре взаимосвязанных фактора, может оказаться точкой в сети более высокого уровня. Точно так же как точка в сети может сама оказаться сетью на более низком уровне. Наличие разных уровней в коммуникационной системе образования позволяет учащимся менять их в процессе обучения.

Чтобы применить эти положения к традиционному классу и разработке новой системы обучения в будущем, необходимо вновь рассмотреть основные функции коммуникации применительно к системам образования.

1.5 Системы передачи в образовании

Любое обучение стимулируется средой. Конечно, иногда люди учатся без непосредственного влияния извне. Всем знакомы внутренние размышления, приводящие к инстинктивному знанию. Однако такой тип мышления зависит прежде всего, от полученных ранее стимулов. Само по себе понятие обучения предполагает наличие неких не знакомых учащемуся знаний или навыков, которым ему необходимо обучиться.

Пять наших чувств можно воспринимать, как пять канатов, каждый из которых имеет свой диапазон. По ним информация в форме энергии достигает центральной нервной системы человека. Именно через эти каналы осуществляется обучение. Фома Аквинский говорил: «Человеческое знание начинается с чувств». Образование — это нечто, что передается людям через их чувства.

Непосредственным стимулом является энергия, физически раздражающая рецепторы организма. Существуют также периферийные стимулы, не связанные с телом. Тот, кто кричит, создает периферийный стимул, в то время как воздействие звуковой волны на рецепторы уха вызывает стимул непосредственный. Человек воспринимает окружающий мир исключительно при помощи непосредственных стимулов. Именно на этом основании возможно создание виртуальной реальности. Можно обмануть ощущения, выдав искусственный мир за реальный.

Из пяти человеческих чувств, необходимых для обучения, самыми важными для образования являются зрение и слух, так как большинство занятий в классе проводится в письменной или устной форме. Но для того, чтобы охватить весь спектр задач, выдвигаемых реальным миром, необходима информация, поступающая ото всех органов чувств. Нет ничего удивительного в том, что на практических занятиях, направленных на приобретение конкретных навыков, особое внимание уделяется осязанию, вкусу и обонянию, особенно в таких областях, как виноделие, кулинария и спорт. Сторонники использования мультимедийных систем в образовании, как и их предшественники — энтузиасты аудиовизуального обучения 60-х гг., утверждают, что образование должно стать менее абстрактным и использовать как можно шире образ и звук, которые реально отражают мир. Н. Постман, напротив, уверен, что снижение грамотности, наблюдаемое в США, предвещает эпоху нового варварства. Не обучаясь чтению, люди теряют способность абстрактно мыслить и вместо этого воспринимают мир более непосредственно, как животные. Это крайние точки зрения. Иногда картина заменяет тысячи слов, в других случаях слово стоит миллиона фильмов. И еще: во время обучения мы должны осязать, обонять и чувствовать вкус. Обучение может привлекать все чувства ученика, и система передачи знаний должна способствовать этому. Классное помещение удовлетворяет этому требованию.

Чтобы зафиксировать в сознании обучающий образ, мы должны видеть его четко. То же касается и слышимости при прослушивании музыки, вкуса при приготовлении пищи, осязания при касании поверхности и обоняния при определении аромата. Такое обучение нуждается в достоверной информации. Это означает, что передача большого объема информации должна осуществляться в режиме реального времени, а для этого необходим широчайший спектр средств воспроизведения. Предположим, что широта спектра измеряется количеством информации, которая может быть передана в заданное время по какому-либо каналу. В мире телекоммуникаций любые усовершенствования стоят денег. Комизм ситуации заключается в том, что классное помещение как раз и является такой средой с широким спектром возможностей, и оно может быть использовано для передачи такого количества информации, которое только способны воспринять чувства, а мы используем его в основном для вербальных форм, которым широкий спектр ни к чему.

Многоканальное обучение подразумевает использование более чем одного чувства одновременно, и обычно им является преподавание с помощью зрения и слуха. Существует расхожее мнение, что рост количества стимулов для различных чувств увеличивает эффективность обучения. Доказательств этому нет. Гораздо более вероятно, что количество воспринимаемой нами информации ограничено. Очевидно, что сосредоточение на каком-либо одном чувственном восприятии идет в ущерб другим чувствам. При обучении необходимо переключение с одних ощущений на другие, настройка их спектра.

Нет никаких существенных различий в том, передается ли информация с целью обучения или с какой-либо другой целью. Тем не менее, взаимодействие ученика с учителем имеет определенные особенности. Обучение и практика призваны постоянно изменять способности ученика в обработке информации и проверять наличие таких изменений. Посмотрите, как серьезны липа ведущих телепрограмм новостей, сколько времени и усилий было затрачено на подготовку выпуска последних известий, однако никого из них не волнует, вспомнят ли о рассказанном ими на следующий день и возымеют ли их слова какое-то действие. Отличие обучающего процесса от информации, которая оповещает, развлекает, повелевает или убеждает, в том, что учитель должен убедиться (и это едва ли не основная его цель), что хотя бы часть из заучиваемого материала запомнилась. Обучающемуся необходимо запомнить материал таким образом, чтобы приобрести способность делать то, чего он не умел до начала обучения, причем применить свои навыки он должен наиболее эффективно, особенно если готовится стать летчиком или врачом. Для этого необходим процесс проверки качества знаний учащегося и его способности использовать их при решении определенной категории задач, а это, в свою очередь, означает, что образовательный процесс должен предусматривать наличие практики. Обучающемуся необходима обратная связь, чтобы убедиться, что он приобрел навыки выполнения заданий в ходе обучения. Ему также может потребоваться помощь по корректировке или совершенствованию полученных навыков, ведущая к постепенному их закреплению. Все это требует двусторонней мультимедийной связи учителя с учеником, с помощью которой оба могут инициировать коммуникацию и укреплять взаимную обратную связь.

Простейшая сеть обучения в виде полной дуплексной диады — учитель и один ученик, причем первый должен в совершенстве владеть предметом. Ситуация, когда учитель является источником знаний, традиционна. Примером здесь может служить музыкант и его одаренный ученик.

Этот факт может приниматься во внимание, когда учитель является источником уникальных знаний. В большинстве же областей образования знание существует независимо от преподавателя. Оно наличествует отдельно, в виде какой-либо сохраняющей системы, такой, как книга, например. Для чтения текста с определенной скоростью не нужен широкий спектр средств восприятия. Но иногда знания сохраняются с помощью приспособлений, нуждающихся в сложном техническом оснащении, например в 35-миллиметровых микропленках. Вскоре у нас появятся библиотеки, оснащенные высококачественным видеооборудованием, программным обеспечением для создания виртуальной реальности.

Проблемы, составляющие суть образовательного процесса (те, которые индивидуум не в состоянии решить самостоятельно), могут существовать в качестве явлений реального мира, которые можно потрогать, понюхать и попробовать на вкус, так же как увидеть и услышать. Поэтому как таковые они также существуют независимо ни от учителя, ни от ученика, ни от суммы знаний о том, как с ними поступать. Людям свойственно болеть, получать травмы и умирать, и это область проблем медицины. Здесь предметом изучения является больной, которого врач обязан излечить, обладая соответствующими медицинскими знаниями. Врачи обучаются в школах-больницах, где пациентами являются реальные люди. Другой пример: поведение кораблей в море — область, которой занимается наука о навигации. Моряки изучают свое судно в море. Таким образом, фундаментом образования является практическое применение знаний. Если поставленная задача нереальна, она может оказаться неразрешимой, бесполезной и даже опасной. В этом случае велика вероятность того, что ученики, столкнувшись с реально существующими проблемами, не смогут применить к ним полученные навыки. Системы передачи информации в образовании должны увязывать задание и теорию с преподаванием и обучением, это очевидно. В лучшем из миров диапазон этих связей постоянно расширится и скоро станет возможным предоставление информации всем пяти чувствам.

Итак, мы пришли к заключению, что потребности передачи информации в коммуникационных системах, используемых в образовании, выходят за рамки возможностей современных средств телекоммуникации, но вполне могут быть удовлетворены в классе.

Чтобы охватить весь спектр обучения, образованию необходима система передачи, которая должна быть полностью дуплексной (двусторонней), синхронно-асинхронной, обладающей широким диапазоном воспроизведения и преобразователями, позволяющими доставлять высокоточную информацию всем органам чувств. Такая сеть должна объединять преподавание, обучение, необходимую сумму знаний и правила постановки задания. Она также должна обладать способностью регулирования диапазона воспроизведения и изменения модальности.

1.6 Системы хранения в образовании

Любая форма обучения зависит от способности хранить сумму накопленных знаний так, чтобы иметь к ним доступ в случае необходимости. Любая форма преподавания также должна обладать определенным запасом знаний по изучаемым проблемам и располагать методами их решения. В случае, когда процесс обучения происходит в классе, знания и способы выполнения заданий содержатся в учебниках. Все большее и большее количество информации сохраняется в доступных для ЭВМ форматах, таких, как CD-ROM, или в пригодных для использования в телекоммуникациях базах данных. Наблюдается тенденция развития банков тестирования и ситуативного обучения, иначе говоря, сохранение в различных формах практических задач. Образование все больше становится симбиозом биологической и искусственной памяти. Вместо приобретения всего массива знаний, необходимых для выполнения задания, учащиеся знакомятся с основными принципами и понятиями, так как они легко могут получить доступ к более детальным знаниям, хранящимся в искусственной памяти различных систем.

В образовательных системах существуют отработанный иерархический процесс, в рамках которого изученное, прежде чем оно войдет в сумму знаний, необходимых для образования, подвергается критике. Университеты совмещают исследовательские и образовательные функции, работающие там ученые пишут книги и статьи о сделанных ими открытиях и выносят их на обсуждение своих коллег. Затем эти сведения передаются студентам, которые становятся впоследствии практическими работниками в данной области, а иногда и преподавателями. Так капля по капле новые знания и информация просачиваются в систему образования. С этим совмещается процесс их совершенствования и присоединение к массиву бесспорных знаний.