НОВОСТИ ИИ. – 2001. – №4.
В.В. Голенков, В.В. Емельянов, В.Б. Тарасов
ВИРТУАЛЬНЫЕ КАФЕДРЫ И ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ
ОБУЧАЮЩИЕ СИСТЕМЫ
Одной из характерных черт зарождающегося всемирного информационного
общества является формирование новой парадигмы образования как «инструмента
социального благополучия». С одной стороны, быстрые и перманентные
технологические изменения порождают массовые потребности в непрерывном
образовании на протяжении всей жизни. С другой стороны, в контексте прав человека
речь идет об обеспечении права любого члена общества независимо от его возраста,
социального статуса и местонахождения на получение в любой период времени
образовательных услуг в любой интересующей его области.
В передовых странах образование (в особенности, инженерное) все больше
становится капиталом, инструментом борьбы за рынок, решения геополитических
задач. Состояние образования определяет интеллектуальный потенциал общества и на
данный момент, и на длительную перспективу, создает предпосылки устойчивого
социально-экономического прогресса. Все это приводит к необходимости проведения
передовыми странами новой образовательной политики, опирающейся на
«инженерный подход» к разработке системы образования. При этом активно
используются различные стратегии и средства моделирования, реструктуризации,
усовершенствования, реинжиниринга организаций [1-5].
Главными современными тенденциями развития высшего образования,
определяющими новые стратегии деятельности его учреждений, становятся
глобализация, клиентоцентризм, информатизация и интеллектуализация [6-9].
Поэтому ранее неоспоримое достоинство процветающих институтов высшего
образования – постоянная, устойчивая структура, мало зависящая от внешнего мира, –
теперь часто оборачивается недостатком. Жесткая, детерминированная, инерционная
организация не позволяет своевременно отслеживать конъюнктуру рынка и
удовлетворять все возрастающие требования заказчиков образовательных услуг. Это
происходит потому, что в больших, закрытых и сильно централизованных системах
значительные средства затрачиваются на «внутренние нужды» (обработку информации
для принятия решений) и мало ресурсов остается на развитие, совершенствование
самих процессов и технологий, а также на cвязанную с этим поисковую и
адаптационную деятельность.
В условиях рыночной экономики реинжиниринг высшего образования означает его
перепроектирование как открытой, гибкой, неоднородной, децентрализованной,
системы, способной успешно функционировать и эволюционировать в сложной и
плохо определенной среде. В отличие от закрытых систем, мало взаимодействующих с
внешней средой, открытые системы характеризуются периодическим и интенсивным
обменом с внешней средой. Здесь границы между системой и средой становятся
достаточно условными и нечеткими. У открытой системы имеются хорошие
возможности и средства адаптации к изменениям среды, в том числе путем
модификации своей структуры и параметров. Иными словами, она способна к
развитию путем самообновления – ликвидации старых и создания новых структур
внутри самой себя.
1
С одной стороны, на макроуровне открытость системы высшего образования
означает усиление ее взаимосвязей с внешней социально-экономической и культурно-
политической средой на региональном, государственном и международном уровнях.
Развиваются общие тенденции регионализации и интернационализации современного
образования [6,7]. Регионализация образования подразумевает рост активности
локальных образовательных организаций, поскольку переход к рынку означает сдвиг
от моноцентрических к полицентрическим структурам управления и развитие
координационных связей. В то же время, интернационализация или глобализация
образования, обусловленная в первую очередь развитием сети Интернет-образования
[7], предполагает создание распределенных международных кафедр и университетов,
«выращивание» синергетических мультиверситетов – сотовых сетей из открытых
учебно-научно-производственных структур, расположенных в различных странах и
даже на различных континентах земного шара.
С другой стороны, на микроуровне открытость образовательных систем означает
свободу зачисления в число обучаемых и выбора учебных курсов, составление
индивидуального учебного плана, а также свободу места, времени, форм и темпов
обучения [8]. В целом, открытое образование должно строиться на основе симбиоза
сетевых и интеллектуальных информационных технологий, позволяющих объединять
образовательные ресурсы крупнейших технических и классических университетов,
ведущих научных организаций и передовых промышленных предприятий с целью
формирования гибких, легко переструктурируемых учебных модулей, которые
обеспечат интенсификацию, индивидуализацию и непрерывность обучения.
Одной из наиболее перспективных стратегий широкого практического внедрения
концепции открытого образования является создание виртуальных кафедр и
университетов [7-12], т.е. гибких, открытых, распределенных образовательных
структур с богатыми горизонтальными связями.
1. Виртуальная кафедра
По нашему мнению, в основе реинжиниринга высшего образования должно лежать
формирование гибких сетевых единиц – виртуальных кафедр. В условиях смешанного
децентрализованно-централизованного управления университет (вуз) должен
передавать часть своих прав и полномочий кафедрам [10]. Именно кафедра является
той базовой университетской единицей, которая наиболее заинтересована в прямых
связях с заказчиками и приспособлении к конъюнктуре рынка. Именно кафедра
наиболее активна в плане получения и выполнения инновационных заказов как в сфере
подготовки специалистов, так и области НИОКР. Именно кафедра может наиболее
эффективно и целенаправленно изыскивать источники получения внебюджетных
средств и обеспечить их рациональное расходование, учитывая как интересы
сотрудников, так и потребности развития материальной базы и научно-
педагогического потенциала. Поэтому создание достаточно автономных сетевых (или
виртуальных) кафедр видится как важнейшее направление организационных
инноваций в процессе интенсивной информатизации образования.
Виртуальная кафедра представляет собой сложное переплетение реальных и
виртуальных структур, приводящее к резонансным, синергетическим эффектам в
области обучения, воспитания и подготовки специалистов. С одной стороны, такая
кафедра не существует в реальном физическом пространстве, а создается путем
информационной интеграции требуемых педагогических, учебно-методических,
программно-технических и других ресурсов, отбираемых с различных кафедр,
факультетов и вузов. Электронным путем формируется искусственная организация,
которая функционирует в виртуальном пространстве. С другой стороны, «полностью
2
виртуальная», т.е. не имеющая базовых структур в реальном пространстве кафедра,
конечно, не может существовать. В этом плане, виртуальная кафедра может
рассматриваться как своего рода метакафедра, объединяющая цели, традиции,
ресурсы и опыт нескольких кафедр (и даже вузов) в интересах подготовки
специалистов высокого уровня, а, в конечном счете, чтобы обеспечить выживание и
конкурентоспособность партнеров на рынке образовательных услуг [9,10].
В частности, формирование виртуальной кафедры с использованием ресурсов
кафедр разного масштаба и типа позволит скомпенсировать их недостатки и усилить
достоинства. Например, можно объединить средства и возможности больших, давно
образованных монодисциплинарных кафедр, имеющих богатые педагогические
ресурсы и традиции, но обладающих сильной инерционностью и плохо
приспосабливающихся к требования рынка, и небольших новых кафедр, порой
испытывающих недостаток в ресурсах, но способных быстро реагировать на
изменения и оперативно получать заказы в сфере образовательных услуг.
Следовательно, виртуальная кафедра – одна из перспективных клиентоцентрических
стратегий в сфере инженерного образования, где моделирование взаимоотношений с
партнерами играет главную роль, позволяя существенно улучшить организационную
гибкость, адаптивность и реактивность.
В целом, понятие виртуальной кафедры можно охарактеризовать следующими
признаками [9,10].
Подбор кафедр (организаций), имеющих общие (совместимые) цели, потребность в
опыте и ресурсах друг друга, что определяет необходимые условия формирования
виртуальной кафедры и правила вхождения в нее;
Электронная интеграция лучших педагогических, учебно-методических и
организационно-технических ресурсов на основе новейших сетевых технологий;
Реализация процессов кооперации и координации пространственно удаленных
партнеров;
Совместное производство и использование географически распределенных
педагогического опыта (знаний) и образовательных технологий, а также их быстрое
приумножение;
Возможность быстрого формирования, развертывания, переструктурирования и
расформирования в интересах оперативной адаптации к состоянию рынка
образовательных услуг;
Реализация междисциплинарной стратегии обучения;
Формирование автономных виртуальных учебных групп с гибким распределением
и перераспределением функций и ролей партнеров, взаимодействующих на
расстоянии.
Основными этапами работы в процессе «виртуализации» кафедры являются
[
11]:
•
пересмотр всех видов деятельности кафедры с их последующей реорганизацией
(реинжинирингом);
•
определение основных объектов реинжиниринга (инноваций) и выделение основных
информационных потоков кафедры;
•
выбор инструментальных средств для создания поддерживающей информационной
системы;
•
собственно реализация всех компонентов (интеллектуальной) информационной системы;
•
внедрение и опытная эксплуатация;
•
доработка и модификация системы.
В разработке информационно-технической инфраструктуры виртуальной кафедры
первостепенную роль должны играть стандарты в области образовательных
3
технологий, сетевых коммуникаций, взаимодействия программных средств, управления
знаниями, моделирования разрабатываемых объектов, и пр. Типичная инфраструктура
виртуальной кафедры объединяет следующие технологии и средства:
1. Сетевые Интернет-технологии;
2. Интеллектуальные технологии, в том числе:
а) распределенные базы учебно-педагогических данных и знаний, включая базы
мультимедиа-данных;
б) технологии управления знаниями [5,13] и, в частности, средства интеллектуализации
информационного поиска в сети Интернет, средства интеллектуального имитационного
моделирования и пр.;
в) интеллектуальные обучающие системы и виртуальные учебные среды;
г) технологии интеллектуальных агентов и многоагентные системы.
Симбиоз этих технологий, позволяющих создавать эффективное кафедральное
информационное пространство, дает возможность рассматривать кафедру как
территориально распределенную организацию, деятельность которой направлена на
подготовку специалистов по некоторой специальности. Принципиальным здесь является
наличие у каждого студента и каждого преподавателя возможностей эффективного
взаимодействия с кафедральной компьютерной системой. С позиции изменения
компонентов процесса обучения можно дать следующее «рабочее» определение
виртуальной кафедры: Виртуальная кафедра = сетевая организация + множество
интеллектуальных обучающих технологий + инфраструктура, обеспечивающая переход
от обучения по отдельным дисциплинам к обучению по специальности.
Ниже подробнее остановимся на интеллектуальных технологиях образовательного
назначения [14-22], уделив особое внимание современному агентно-ориентированному
подходу [12, 23-25].
Под агентом понимается открытая система, помещенная в некоторую среду, причем
эта система обладает собственным поведением, удовлетворяющим некоторым
экстремальным принципам. Метафора искусственного агента как персонального
помощника пользователя отводит ему роль интеллектуального посредника между
пользователем и средой, в которой тот работает. Тогда программные агенты
понимаются как полуавтономные программные модули, способные сотрудничать с
пользователем и приспосабливаться к нему, а главное действовать ради достижения
целей, поставленных пользователем. Здесь полуавтономность означает наличие
зависимости программного агента от пользователя, в частности, возможность
пользователя изменять уровень автономности своего агента.
Настоящий бум в области программных агентов начался с развитием Интернета.
Информационные агенты, такие как PointCast, доставляют пользователям новости и
сообщают об изменениях на избранных сайтах. Агенты покупок (shopping agents),
подобные Bargain Finder, сравнивают за них цены в электронных магазинах. Роботы-
пауки бродят по ссылкам и индексируют информацию для поисковых серверов, и т. д.
Широкие перспективы дальнейших приложений персонифицированных агентов
связаны с направленным поиском информации в сети Интернет с учетом ее
семантических и прагматических характеристик, а также поддержкой принятия
многокритериальных, трудноформализуемых решений. В информатике все большее
распространение получает термин agentware, который характеризует новые
архитектурные принципы организации обработки информации на основе агентов.
2. Интеллектуальные технологии в образовании
Можно выделить два магистральных направления применения интеллектуальных
технологий в сфере высшего образования, а именно, интеллектуализация
4