Создание интеллектуального многофункционального сайта "Книга неба"

Руководители: проф., д.ф.-м.н. И.А. Герасимов, д.ф.-м.н. Б.Р.Мушаилов
Исполнители по теме: м.н.с. Д.Ю. Клыков, вед. инж. А.А. Калошин, вед. инж. С.Н. Маркова

"Книга неба" должна стать не только обучающим астрономическим (многофункциональным) сайтом. В его основу положены элементы нейролингвистического программирования и научные принципы представления, обработки информации, ее упорядоченности, а также связанности. Совместная работа различных авторов (ученых, педагогов, учеников) над фундаментальными блоками учебного материала позволит системно формировать банки знаний, оптимально обмениваться ими. Для ученика сервер должен стать не простым автоматом, предоставляющим желаемую информацию, сервер приобретет роль интеллектуального партнера в обучении.

В настоящее время сеть Интернет по информационному наполнению более всего походит на набор разнородных, мало связанных между собой документов. Это "всемирная паутина", в которой очень просто запутаться даже искушенному пользователю. Общий девиз всех без исключения сайтов, "накопить и предоставить требуемую информацию" (как правило, по т.н. ключевым словам), постепенно устаревает.
Существующие сайты напоминают просто большой и преимущественно малодостоверный справочник, в лучшем случае предоставляющий отрывочную бессистемную информацию, не способствующую творческому обучению. Они не используют возможности, предоставляемые компьютерными программами нового поколения, обеспечивающими диалог (регулируемую обратную связь) пользователя с "искусственным интеллектом" машины по интересам и по уровню запросов пользователя. Особенно это актуально в случае, когда речь идет об обучении.

Разумеется, компьютер с подсоединением к сети не может заменить педагога полностью. Но в ряде случаев компьютер может оказаться незаменимым вспомогательным инструментом, способствующим не только приобретению конкретных (современных, но быстро устаревающих) знаний в той или иной области исследований, но и формированию у обучающегося навыков оптимального решения поставленной задачи, т.е. "умения учиться", что является подлинной фундаментальной системой образования.
Сайтов со специально подобранной и упорядоченной информацией обучающего характера мало по сравнению с количеством интернет-энциклопедий, новостных лент, сборников статей. Но и это уже вчерашний день.
Путешествуя по web-страницам, пользователь выбирает ту или иную. Этим он порождает обратную связь с сервером. Обратная связь усиливается, если пользователь проходит контрольные тесты и, в особенности, участвует в обсуждении проблемы в форуме. Принципиально новые возможности открываются с созданием интеллектуального ядра сайта, проводящего обучение в соответствии с наклонностями и уровнем (спецификой) конкретного пользователя.

Это новый шаг в программировании сайтов, программы "завтрашнего дня". Таким образом, сервер становится не исполнителем желаний пользователя-читателя, а это уже в определенной степени педагог. Обучающие сайты, написанные с использованием указанных методов отсутствуют как в России так и за рубежом. 
Ядро системы должно быть обучаемым и адаптироваться к уровню и интересам пользователя. Это позволит педагогу оптимально подбирать учебный материал. Любой интересующийся данной областью знаний сможет не только прочитать много интересного, но и получить руководство для системной (адаптированной к конкретному потребителю) самостоятельной работы. Обучающая система должна содействовать предметному диалогу пользователей в сети Интернет. Например, стоит проводить обсуждение результатов выполнения практических работ на сайте под руководством специалиста-куратора.

Наиболее эффективные принципы построения учебного материала базируются на методах семиотики, "науки о знаковых системах" (см. материалы конференции "International Conference on Physics Education in Cultural Contexts", Ю.Корея, август 2001). Методы семиотики позволяют связать новый учебный материал с уже имеющимися знаниями, представлениями обучаемого ("локальным мировоззрением"), а также с культурным "кодом народа". Эксперимент по представлению соответствующего учебного материала на экране компьютера реализован на демонстрационном сайте "Книга неба" http://uranometria.sai.msu.ru (пока только на английском языке). Серверная платформа на основе технологии Zope-CMF и постоянное подключение к Internet в настоящее время уже официально предоставлены ГАИШ МГУ.

Сервер компонует запрошенную информацию из фундаментальных блоков учебного материала. Эти блоки составляются учеными-астрономами и методистами и накапливаются в базе знаний сервера. Кроме того, в дальнейшем возможно осуществлять подготовку таких фрагментов учебного материала в разных регионах планеты: городах, странах (с переводом). Тогда Интернет сеть действительно покажет свои преимущества, ибо можно будет совместно взаимодействовать разным авторам без оглядки "на географию".

Прежде всего содержательная часть разрабатываемого сайта будет включать в себя учебный материал, который может быть использован как учителями (на основании методических указаний) при планировании занятий, так и учащимися для самостоятельной подготовки. Данный сайт будет способствовать принципиально новому качественному уровню подготовки учителей.

Предлагаемый сайт по совокупности информации не является чем-то окончательно сделанным к определенному моменту времени. Предполагается постоянное расширение и пополнение информации, причем к этому приглашаются все желающие: педагоги и ученики, ученые профессионалы. Возможна организация проведения несложных астрономических наблюдений в разных местах России и сбор информации на сайте, различные акции, способствующие всестороннему обучению астрономии (формирование продвинутого мировоззрения у обучаемого). Но здесь надо подчеркнуть, что сайт является фундаментальным образовательным и не является коммерческим.

В настоящее время имеется множество частично опубликованного специального концептуального материала ряда высокопрофессиональных авторов, согласившихся участвовать в создании сайта "Книга неба". Разработка и создание данного проекта направленно, прежде всего, на развитие интеллектуального и культурного потенциала нынешнего и грядущего поколений, не мыслимого без получения фундаментального образования.

Краткое содержание проекта

I. Разработка программного обеспечения

Это один из наиболее трудоемких этапов работы. Для работы с фундаментальными блоками информации к настоящему времени написаны развитые объектно-ориентированные серверные системы публикации web-страниц, например, Zope (http://www.zope.org) и CMF (http://cmf.zope.org). Они позволяют эффективно компоновать информацию в соответствии с запросом пользователя, что значительно облегчает разработку и сопровождение больших сайтов и порталов.

Но в них отсутствует программный компонент, который обучается, собирая информацию о пользователе по выбору им тех или иных гиперссылок, по результатам тестирования и выполнения самостоятельных практических работ. Собрав достаточно информации об интересах, уровне пользователя, система может варьировать стратегию представления информации на экране.

Такое интеллектуальное ядро должно быть написано как программный компонент среды Zope на свободно интерпретируемом объектно-ориентированном расширяемом языке программирования сверхвысокого уровня Python.

II. Этапы создания интеллектуального ядра:

1. Выработка подробного технического задания. Разбиение системы на объекты и описание их свойств и взаимодействий. Должны быть описаны:
а) типы данных для фундаментальных информационных блоков и уровень информации от пользователя, которая будет передаваться ядру для его самообучения;
б) компонента, обеспечивающая обратную связь с пользователями;
в) компонента ядра, ответственная за его самообучение (выработка эвристических правил);
г) блок интеллектуальной компоновки информации для пользователя.
2. Написание и отладка перечисленных программных компонент.
3. Разработка специализированных программных элементов нейролингвистического программирования.
4. Апробация свойств ядра и совершенствование эвристических правил.
5. Статистические исследования эффективности разрабатываемой технологии.

Литература

1. Клыков Д.Ю., Кондакова Е.В., Маркова С.Н. Принципы составления учебного материала по курсу астрономии на основе семиотической теории.
2. Клыков Д.Ю., Маркова С.Н. Принципы построения образовательного астрономического сайта. Вопросы интернет-образования. N 2.

Вернуться