Инженерия знаний в e

1
Инженерия знания в
электронном обучении
1.
2.
3.
4.
5.
Что первично в обучении: навык, умение или знание.
Знание информации рознь.
Модель учащегося.
Модель учебной дисцилины.
Педагогический дизайн как дидактическая инженерия.
Владимир Наумов,
педагогический дизайнер, тренер-консультант
руководитель Группы НЭО
главный специалист НП ООО «ИНИС-СОФТ»
nww59@mail.ru
Знанья всякие важны …
3
Что изучает ИИ?
Предмет исследований искусственного
интеллекта  моделирование
интеллектуальной деятельности людей как во
внешнем ее проявлении (например, решение
сложных и даже творческих задач,
понимание естественного языка,
интерпретация визуальных образов), так и во
внутреннем (накопление, представление и
использование знаний).
4
Е-learning на основе
отечественного опыта
Я пришел дать вам
типа знания!
5
ИИ в обучении
Искусственный интеллект в обучении 
новая методология психологических и
дидактических исследований,
ориентированная на моделирование
поведения человека в процессе обучения и
опирающаяся на методы инженерии знаний
6
Домены обучения
Домены обучения – специфические области знаний
Кто
Когда
Что
Бенжамин
Блум
1956
Три области знаний человека:
1. Когнитивные (то, что он знает или
думает),
2. Психомоторные (то, что человек делает
физически),
3. Аффективные (то, что человек ощущает,
чувствует, предпочитает)
Роберт
Ганье
1965
Три домена обучения :
1. Когнитивные
2. Психомоторные
3. Аффективные
7
Домены и результаты
обучения по Ганье
Домены (области)
Когнитивные
Результаты
Устная информация – воспроизведение заученного
Интеллектуальные навыки –идентификация или
классифицирование понятий
Интеллектуальные умения – применение правил и
принципов; решение проблем, позволяет генерировать
решения или процедуры
Когнитивные стратегии – способы обработки
информации в целях обучения
Психомоторные
Двигательные навыки – характеристики физической
работоспособности
Аффективные
Отношения - демонстрируют предпочтения, симпатии и
антипатии
8
ИИ и домены
Три области знаний человека:
1. Когнитивные (то, что он знает или думает),
2. Психомоторные (то, что человек делает
физически),
3. Аффективные (то, что информационная
система (например, человек) ощущает,
чувствует, предпочитает
9
Аффективный домен
Категория домена
Значения категорий
Восприятие
Готовность и способность воспринимать те или
иные явления, поступающие извне стимулы
Реагирование (отклик)
Активное проявление интереса к предмету,
явлению, событию или деятельности;
добровольный отклик и удовлетворение от
реагирования
Усвоение ценностной
ориентации
Предпочтения, мнения, приверженность,
убежденность
Организация
Осмысление собственного отношения к
ценностных ориентаций предметам, явлениям, событиям, деятельности и
формирование собственной системы ценностей
Распространение
ценностей на
деятельность
Ценности или их комплексы определяют
поведение, входят в привычки и определяют
жизненный стиль
10
ИИ компьютер не нужен
ИИ озабочен, как обучить
компьютер.
Для этого нужно разобраться,
как обучается человек и без
меня, компьютера. Знай я, как
челевек это делает, системы ИИ
были куда более продвинутыми.
11
Ничему не удивляйтесь: все пойдет, как надо!
12
Нынче в тренде
Обучение на основе опыта
Кто против?
13
Обучение – это усвоение и
обретение индивидом опыта
Что такое опыт (в контексте обучения)?
1.
2.
Ассоциации
Дефиниция
14
Обретение опыта,
или Наш девиз!
Бёфизынь юлёфэм
Ызгюзздфэммёкё Ымдэррэгдя!
15
Зэлэмгый гёсрыгь
16
Наш девиз!
Повысим уровень
искусственного
интеллекта!
17
Решите задачку!
Можно ли аналогичным образом
зашифровать английский текст?
Бёфизынь юлёфэм
Ызгюзздфэммёкё Ымдэррэгдя!
18
Что первично в обучении?
Знания
2. Умения
3. Навыки
1.
19
Решите задачу =
найдите искомое знание
Если бы полкило картошки стоило 0,0125 $, то
сколько килограммов можно было бы купить
за 50 центов?
20
Посчитаем действия
Подсчитайте, сколько штук навыков и умений
было задействовано при решении этой
задачи?
Если бы полкило картошки стоило 0,0125 $, то сколько килограммов можно было
бы купить за 50 центов?
Опыт – это единство умений, навыков и
знаний
21
Посоревнуемся….
Команда 1
Данные
Команда 2
Информация
Команда 3
Знания
22
Нам пифагоры и
эйнштейны пофиг!
Мы сами с претензиями
23
Инженерия знаний различает:
Данные
изолированные факты, отношения которых с внешним
миром и между собой в них самих не фиксированы
Информация данные об объектах и явлениях окружающей среды, их
параметрах, свойствах и состоянии, которые
воспринимают и хранят в памяти информационные
системы (живые организмы, управляющие машины ) в
процессе жизнедеятельности и работы.
Знания
а) Информация, которая может быть использована при
решении задач
б) формализованная информация, которую используют в
процессе логического вывода.
в) основные закономерности изучаемой области,
позволяющие решать конкретные производственные,
научные и другие задачи, т.е. факты,
понятия, взаимосвязи, оценки, правила, эвристики, а
также стратегии принятия решений в этой области
24
Составьте абзац-другой учебного текста на
тему:
«Опыт обучаемого»
25
Что такое опыт обучаемого?
Опыт – это единство умений, навыков и
знаний, посредством которого
обеспечивается непосредственная связь
учащегося с изучаемой предметной
областью.
26
27
Электронное обучение ― это мотивация к
учению!
Эта фраза может быть отнесена к
1.
данным
2.
информации
3.
знаниям?
1. Данные
2. Информация
3. Знания
изолированные факты, отношения которых с внешним миром и
между собой в них самих не фиксированы
данные об объектах и явлениях окружающей среды, их
параметрах, свойствах и состоянии, которые воспринимают и
хранят в памяти информационные системы (живые организмы,
управляющие машины ) в процессе жизнедеятельности и
работы.
а) информация, которая может быть использована при решении
задач
б) формализованная информация, которую используют в
процессе логического вывода.
28
Таксономия умений и навыков
Результаты
обучения
Значение категории результата
Знание
запоминание и воспроизведение изученного
материала
Понимание
преобразование учебного материала из одной
формы выражения в другую
Применение
самостоятельное соотнесение знания с реальной
ситуацией, использование изученного материал в
конкретных условиях и новых ситуациях
Анализ
умение разбить материал на составляющие так,
чтобы ясно выступала структура. определять
элементы, связи, связующие принципы
Синтез
умение комбинировать элементы, чтобы получить
целое, обладающее новизной
Оценка
вынесение суждений относительно ценности идей,
решений, деятельности, объектов, свойств
29
Нет такого умственного действия –
«знать»!
30
"Умственное действие — это всегда
преобразованное знание, а усвоенное знание
— это не то, которое просто запомнилось, а
то, что превратилось в умственное действие,
в умение практически действовать, умение
решать задачи1 (1. с. 22)"
31
Цель обучения в ИЗ
овладение определенными способами
деятельности — системой умений и навыков:
интеллектуальных и поведенческих.
Условие для возникновения такой системы —
наличие некоторых ранее сформированных
— предшествующих — способов
деятельности. Для формирования новых
умений предшествующие умения должны
быть доведены до уровня сформированного
навыка.
32
Составьте модель обучаемого
Модель обучаемого — это сведения
(данные, информация и знания) о нем,
которые используются для и при
организации и осуществлении учебного
процесса.
Это совокупность точных фактов о том, какими
характеристиками должен обладать учащийся:
каковы его знания, индивидуальные особенности,
квалификационные характеристики и
компетенции.
33
Модель ученика
Подмодели обучаемого
Текущая
Нормативная
Модель
отклонений
Знания о том, каково исходное
(актуальное) состояние обучаемого
(Текущее динамическое состояние).
Знание о том, каким учащийся
должен стать в итоге обучения
(Желательное состояние).
Знание о том, каким может оказаться
поведение обучаемого в ходе
учебного процесса (Отклонения от
корректной траектории).
34
Какие типы знания бывают?
35
2 группы знаний
Декларативные знания:
1. представляют факты (утверждения) о свойствах
объектов предметной области и отношениях между
ними;
2. обеспечивают семантическую (содержание;
значения и смыслы) модель учебного предмета
(дисциплины).
Процедурные знания:
1. описывают порядок и характер преобразования
объектов предметной области;
2. представляют процедурную модель учебного
предмета.
36
Диалектика процедурного и
декларативного
Процедурные знания – это набор способностей. Они
описывают порядок, характер и степень
правильности оперирования декларативными
знаниями и предметами
Человек может
знать, но не уметь,
или наоборот, уметь
и при этом быть не в
состоянии
объяснить, как он это
делает
Предметное и
концептуальное
знание выражаются
текстом, а
процедурное ─
проявляется в
действиях
37
Типы учебного знания
Тип знания
Модель обучения
Что описывает
Предметное
(фактическое)
Сведения о конкретных объектах, явлениях, их
свойствах и отношениях между ними
Концептуальное
Обобщенное системное описание объектов
(понятия, классификации, принципы, обобщения,
теории, модели и др. ), их прошлого, текущего и
будущего состояния
Процедурное
Описание способа и порядка манипулирования
объектами и их преобразования
Прагматическое/
Определение степени адекватности применения
компетентностное предметных, концептуальных и/или процедурных
знаний, обстоятельствам, нормам и ценностям
38
Приоритеты типов знаний
Тип знания
• text
Что описывает
Предметное
Сведения о конкретных объектах, их
свойствах и отношениях между
ними
Концептуальное
Обобщенное системное описание
объектов (понятия, классификации,
принципы, теории, модели и др. ), их
прошлого, текущего и будущего
состояния
Процедурное
Описание способа и порядка
манипулирования объектами и их
преобразования
Прагматическое/
компетентностн.
Определение степени адекватности
применения предметных,
концептуальных и/или процедурных
знаний, обстоятельствам, нормам и
ценностям
Приор
(1, 2, 3, 4)
39
Последовательность типов
Тип знания
• text
Что описывает
Предметное
Сведения о конкретных объектах, их
свойствах и отношениях между ними
Концептуальное
Обобщенное системное описание
объектов (понятия, классификации,
принципы, теории, модели и др. ), их
прошлого, текущего и будущего
состояния
Процедурное
Описание способа и порядка
манипулирования объектами и их
преобразования
Прагматическое/
компетентностн.
Определение степени адекватности
применения предметных,
концептуальных и/или процедурных
знаний, обстоятельствам, нормам и
ценностям
Послед.
(1, 2, 3, 4)
40
Идентификационные процедуры
Идентифицировать тип знания помогают вопросы
Тип знания
Предметное
Идентификационные вопросы
Кто? Что? Какое? Что делает?..
Концептуальное
В чем сущность? К чему относится? Какова
структура? Каковы функции? Почему? С какой
целью? Как изменяется? ..
Процедурное
Что делать? Чем делать? Как делать? В какой
последовательности делать? ..
Прагматическое/
Каковы обстоятельства? Какие знания,
компетентностное ценностные ориентиры и действия
использовать в этих обстоятельствах? Уместны
ли мысли/действия в данных обстоятельствах?
..
41
Здоровая избыточность
Об одном и том же в нескольких типах
знаний
2. Условия задания предъявляются в одном
типе знаний, а ответ на него требуется в
другом
1.
42
Современный ID
Дизайн системы (среды) обучения: 4 модели (уровня) дизайна
Модель знаний
методы и средства извлечения, представления,
структурирования и использования содержания обучения,
текущие и целевые умения и компетентности (инженерия
знаний);
Модель обучения
структура средства обучения, учебные деятельности
(включая преподавание), человеческие ресурсы,
инструменты и других ресурсы для обучения (педдизайн
средств обучения)
Медийная модель
дизайн веб-сайта и другого ПО, а так же всех учебных
материалов, независимо от их формата (разработка
программного обеспечения, жестких пособий, поведения
преподавателя (тьютора) (разработка ПО и визуальный
дизайн)
Модель реализации
обучения
описывает роль акторов в момент поставки и
осуществления учебного процесса, инструменты и каналы
связи, план реализации, управления и обслуживания
системы обучения (менеджмент обучения)
http://letopisi.org/index.php/%D0%9F%D0%B5%D0%B4%D0%B0%D0%B3%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%87%
D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%B4%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D0%B9%D0%BD
43
ID как модель знаний
44
Обучение как инженерное
дело
Чошанов М. А. Дидактика и инженерия — М. : БИНОМ,
2013, с. 25.
45
Дидактическая инженерия
инженерия знаний
дизайн средств обучения
разработка ПО и
визуальный дизайн
менеджмент обучения
Объект преподавания /
субъект учения
46
Инженерия: техническая и
дидактическая
Инженерия (от лат. ingenium — изобретательность, выдумка,
знания, искусный) — область технической деятельности,
направленная на практическое приложение технических
знаний на пользу человека.
Когнитология
Дидактическую инженерию можно определить как серию шагов по
 анализу,
 разработке
 и конструированию
обучающих продуктов и их использованию в образовательном
процессе в целях получения ожидаемых результатов обучения (М.
Чошанов).
47
Вы на что подписываетесь?
Дизайн системы (среды) обучения: 4 модели (уровня) дизайна
1
Модель знаний
изучает методы и средства извлечения, представления,
структурирования и использования содержания
обучения, текущие и целевые умения и компетентности
(инженерия знаний)
2
Модель обучения
определяет структуру средства обучения, учебные
деятельности (включая преподавание), человеческие
ресурсы, инструменты и других ресурсы для обучения
(педдизайн средств обучения)
3
Медийная модель
создания дизайна веб-сайта и другого ПО, а так же всех
учебных материалов, независимо от их формата
(разработка программного обеспечения, жестких
пособий, поведения преподавателя (тьютора)
(разработка ПО и визуальный дизайн)
4
Модель реализации описывает роль акторов в момент поставки и
осуществления учебного процесса, инструменты и
обучения
каналы связи, план реализации, управления и
обслуживания системы обучения (менеджмент
обучения)
48
ID как модель знаний
49
Источники:
 1Атанов Г. А., Пустынникова И. Н. Обучение и
искусственный интеллект, или
Основы современной дидактики высшей школы.
— Донецк: Изд-во ДОУ, 2002.
 2Чошанов М. А. Дидактика и инженерия
—
М.: БИНОМ, 2013
50
Спасибо за работу!
Владимир Наумов,
педагогический дизайнер, тренер-консультант,
руководитель Группы НЭО,
главный специалист НП ООО «ИНИС-СОФТ»
nww59@mail.ru