Введение - Профессионалы.ru

ОБРАЗОВАНИЕ В ЭПОХУ ИНФОРМАТИЗАЦИИ
А.В. Аржаков, С.В. Попов
Введение
4
Глава 1. О непрерывности подготовки специалиста0
9
Постановка задачи
9
Движение вперед
11
Учебные пособия
18
Система мониторинга
25
Разработка учебных пособий
27
Выводы
28
Глава 2. Знание, незнание, иллюзии и мониторинг
29
О знании, незнании и иллюзии.
30
Типы незнания.
32
Выявление незнания первого рода.
35
Выявление незнания второго типа.
36
Выявление незнания третьего типа.
39
Выявление незнания четвертого типа.
41
Автоматизированная система мониторинга знаний.
42
Глава 3. Психоинформационная концепция образования
45
Введение
45
Обучение как расширение когнитивной системы.
47
Расширение фактической составляющей когнитивной системы.
50
Когнитивные системы второго рода.
57
Психические качества, необходимые для развития когнитивных систем. 60
Выводы.
61
1
Глава 4. Дифференциальная модель мотивации
62
Введение
62
Импульс и сила развития ситуации.
65
Сила торможения ситуации.
69
Внутренние ресурсы развития ситуации.
71
Внешние факторы воздействия на ситуацию.
75
Закон превышения.
76
Исследование решений уравнения.
78
Заключение
80
Глава 5. Тестирование и семантический анализ текстов
81
Незнание первого рода
81
Незнание второго рода
82
Незнание третьего рода
84
Незнания четвертого рода
86
Принципы построения системы мониторинга знаний
87
Достоинство тестирования
87
Полнота тестирования
88
Автоматизация мониторинга
90
Анализ ПО «Язык С++» и составление тестов
92
Пример – программирование на SQL
121
Интеллектуальное тестирование
128
Типы определений и построение тестов.
132
Современное состояние системы тестирования
135
Глава 6. Об одной образовательной концепции
Введение
137
137
2
Общее описание
137
Проблемы
140
Преимущества
141
Глава 7. Краудформинг
143
Введение
143
Многослойные учебные пособия» (МУП)
144
Краудформинг – методика формирования интеллектуальной элиты
146
Краудформинг – система мониторинга обучающихся
151
У.М.К.А.
153
Глава 8. Информационные системы, как инструмент
организации спортивных тренировок.
157
Список литературы
160
3
Введение
Образование в развитых странах, к которым без сомнения, относится
Россия, по своей динамике уступает, разве лишь, Информатике. Однако, если в
Информатике мы имеем реальные успехи, превратившие современное
общество в информационное, то с образованием ситуация не столь
обнадеживающая. При общей тенденции к увеличению затрат на образование,
не образованных людей становится больше. Если раньше быть необразованным
было стыдно, то сейчас необразованность – некий стандарт, из которого
выбиваются лишь «ботаники», пополняющие престижные университеты. Все
остальные довольствуются «фантиками», т.е. дипломами, подтверждающими,
что и они пытались приобщиться к высотам знаний, но это удалось лишь
отчасти, и вместо знаний они могут предъявить лишь упомянутый «фантик».
Образованность сейчас с успехом заменена неопределенным термином
«успешность», в быту трактуемый как зарабатывание много денег. Поэтому
Наполеон – русский царь, отменивший крепостное право, а Октябрьский
переворот совершили декабристы, которые затем стали большевиками.
Проблема
необразованности
народных
масс
имеет
два
аспекта:
социальный – необразованному человеку можно предъявить любую ахинею,
которую он с удовольствием проглотит, особенно, когда она струится из такого
авторитетного
источника,
как
телевизор.
Человек,
не
привыкший
к
самостоятельному мышлению, воспринимает все на эмоциональном уровне, не
включая
сознательные
фильтры.
И
с
успехом
становится
объектом
манипулирования. Если манипулятором является, например, образованный
монарх, радеющий за своих подданных, то ситуация, быть может, и не такая
критическая. Но когда законы творят несколько сотен выборных из народа, то
беда неминуема. Не будем развивать эту тему, т.к. тогда введение превратится в
политический памфлет, а это не есть цель авторов.
У необразованности есть и экономический аспект, который выражается в
том, что при нынешнем уровне технологии на современном оборудовании
4
может работать только образованный работник. Это относится не только к
информационным технологиям, но и к технологиям, связанным с современным
производством. Ракета не полетит, если станком с ЧПУ управляет неуч, хирург
будет безуспешно мучить пациента, если он не знаком с современными
методиками операций, летчик не приземлит свой самолет в нужном месте и в
нужное время, если он не провел долгие часы на тренажере. Примеров не
счесть, но остановимся на приведенных. Экономика выходит из этого
положения единственно доступным для себя образом – инвестируя ресурсы в
дополнительное
образование
пришедших
на
производство
молодых
специалистов. Путь решения экстенсивный, однако, единственно возможный в
настоящее время. Пока экономика не доросла до уровня, когда сама начинает
готовить
специалистов,
т.е.
когда
МИНОБРАЗ
станет
отделом
МИНЭКОНОМРАЗВИТИЯ.
Теперь о причинах такого неутешительного положения в образовании. Как
представляется их две – одна определяется низким уровнем руководства, но не
будем педалировать эту тему, дабы не услышать начальственного окрика.
Другая причина в низкой мотивации студентов к обучению, что влечет
направление их жизненной энергии в любую сторону, кроме образования.
Понять причины такого положения пока не удается. Можно выдвинуть
разнообразные гипотезы, например, основываясь на теории этносов Л.Н.
Гумилева, или с более материалистических позиций, учитывая уровень
развития общества, когда каждому, даже очень необразованному индивиду
найдется кусок хлеба с маслом. Например, в США растет уже третье поколение
американцев, которые никогда не работали, и жили только на различные
социальные выплаты.
Такое печальное положение с образованием вынуждает придумывать
различные методики, как реальные, так и на уровне умствования, которые, как
представляется, поднимут, углубят и двинут вперед. Однако, результатов нет и
пока не предвидится. Появившиеся в последние годы в различных странах, в
5
том числе и в России новые стандарты образования (пока!) привели лишь к
непомерному
увеличению
нормативных,
контролирующих
и
отчетных
документов, которые весьма разнообразят жизнь преподавателей, однако не
добавляют эффективности, т.к. не способствуют мотивации студентов.
В этой книге авторы попытались сформулировать собственный взгляд на
образование, учитывая, что современное общество - информационное, а потому
при разработке любой концепции образования необходимо учитывать
определенные факторы. Так, образование однозначно становится электронным.
С распространением планшетов и иных мобильных устройств, а также
облачных технологий электронная книга становится удобней и интересней
обычной. Удобство заключается в том, что ее можно читать в любом месте, где
есть доступ в Интернет. Интересней – потому что она может содержать
видеоматериал,
звуковое
сопровождение,
динамически
изменяющиеся
графические материалы и пр. Любой студент может открыть необходимый ему
учебник в любом месте, располагающем к впитыванию знаний, и, например,
подготовиться к зачету или экзамену. Таким образом, информационное
общество включает и образования, а не только возможность оставаться на связи
в режиме 24/7/365. Однако, как показывает опыт, простое переложение
учебников
на
электронные
носители
не
привело
к
лавинообразному
заполнению знаниями студенческих мозгов, скорее возник отрицательный
синдром преклонения перед Интернетом, как перед всезнающим демоном.
Поэтому, задание на семинаре по математике: «Найти решение этой задачи»
большинство студентов интерпретируют, как найти решение в Интернете и с
увлечением загугливают условие задачи. Подсознательно такие студенты
полагают, что если в Интернете нет искомого решения, то задача его вообще не
имеет.
С другой стороны, развитие электронного образования привело к
массовому использованию разнообразных тестирующих программ, знакомство
с которыми школьники начинают в начальных классах, а студентов тесты
6
сопровождают постоянно. Говорить однозначно, что это пагубная практика,
нельзя. Тесты имеют как сильные, так и слабые стороны. Однако, до сих пор не
уточнен вопрос, что контролируют тесты – знание или незнание, и какие виды
незнания
существуют,
которые
можно
устанавливать
тестированием.
Увлечение формами тестов, предполагающее, что их разнообразие приводит к
углубленному контролю знаний – это фикция. На самом деле, форма – это лишь
следствие того, какой вид незнания контролируется каждым конкретным
тестом. В этой книге авторы постарались сформулировать свой взгляд на
тестирование и вообще психоинформационную концепцию современного
образования.
Что касается электронных образовательных ресурсов (ЭОР), то в этой
книге авторы представляют концепцию т.н. Живой книги – электронного
учебника, который объединяет в одном ЭОР теоретический материал по
конкретной дисциплине, упражнения и примеры, которые выполняются в той
среде проектирования, с которой ассоциируется теоретический материал,
систему мониторинга знаний, позволяющая построить профиль знаний и
умений как каждого студента, так и группы учащихся. Под средой
проектирования здесь имеется в виду ту среду, в которой выполняются
практические задания. Для учебника по программированию – это система
разработки программ на конкретном языке, для учебника по иностранному
языку – это упражнения как письменные, так и устные, которые следует
выполнить, чтобы отработать конкретный навык, для математики – это
упражнения и примеры, которые следует выполнять, например, с привлечением
системы - MathCad.
Логическим завершением концепции Живой книги стал Депозитарий
Живых книг, который представляет собой виртуальное издательство для
разработки Живых книг и позволяет создавать библиотеки, которые доступны
на правах аренды, как преподавателем, так и студентам. В Депозитарии имеется
много других новинок, которые описываются в соответствующем разделе.
7
Так же авторы представляют несколько концепций, которые основываются
на идеях Депозитария, но во многих аспектах уже переросли его.
Если говорить в общих терминах, то авторы придерживаются концепции
непрерывного образования, когда профессиональное обучение происходит
перманентно по мере совершенствования технологии производства, в котором
занят этот профессионал. Именно имея в виду эту концепцию, авторы
предлагают вдумчивому читателю свой опус.
8
Глава 1. О непрерывности подготовки специалиста
Постановка задачи
И возвестил Пророк: «Век живи – век учись!» Но одно нерадивый
услышал из этого: «Век живи!». И бросил книги на песок и бултыхнулся в
море… И утонул! А потому что Пророка надо слышать!
Сейчас время, когда слова Пророка актуальны как никогда. Действительно,
маховик цивилизационных изменений, который вращался всегда, ныне
вращается с заметным ускорением. Любознательность человека, раскручивает
его все активнее. Казалось бы, все идет в одном направлении – наша
цивилизация обречена стать цивилизацией homo высоколобых, для которых
единственная ценность бытия – это новая информация и научно-технические
достижения.
Но, увы, все не так просто! Начиная с некоторого момента, когда
ускорение цивилизации зашкаливает, в человеке просыпается консерватор,
который активно сопротивляется всем тем новациям, освоение которых требует
дополнительного ресурса. С одной стороны, обыватель с удовольствием
пользуется благами цивилизации, которые не требуют от него дополнительных
ресурсов для освоения: летает на современных самолетах, перемещается на
скоростных поездах, пользуется сотовой связью и т.п. Но когда ему приходится
прилагать
определенные
усилия
для
освоения
новых
девайсов,
или
программного обеспечения, предназначенного, например, для улучшения
качества его работы, то в первый момент возникает отторжение новой задачи,
требующей дополнительных ресурсов. Достаточно мотивированный или под
давлением обстоятельств (лучшим из которых является начальник) работник
преодолевает свой консерватизм, и с той или иной долей успешности осваивает
новое. Но обязательным условием для этого является использование
9
собственных дополнительных ресурсов, например, в виде интеллектуальных
усилий.
Таким образом, налицо проблема, которую можно сформулировать так:
ускорение цивилизации – как основная тенденция вступает в противоречие с
возможностями человека по освоению нового.
Обернувшись назад, можно заметить, что прецеденты подобной проблемы
уже встречались в истории: например, бунты "машиноборцев" (луддитов) в
Англии в 1811-1816 гг.; массовые забастовки и бунты, вызванные внедрением
машин на фабриках в более поздние времена; скепсис по отношению к роботам
на производстве, переходящий в прямое вредительство, в совсем недавней
истории; трудности признания новых принципов программирования и
операционных систем. Но эти все примеры касались профессионалов,
напрямую заинтересованных в результатах своего труда. А что уж тут говорить
об обывателях, которые условиями своего существования поставлены в
положение: или осваивай новое или погибнешь (в более мягком варианте –
похудеешь).
Естественно возникает вопрос: как можно разрешить эту проблему, т.к.
только кнутом подгонять обывателя к сияющим вершинам знаний можно, но
малопродуктивно.
Особенно
при
нынешнем
изобилии
вариантов
трудоустройства, предлагающих рабочие места с относительно слабым
умственным напряжением.
Из сформулированной проблемы вытекает следующая постановка задачи:
как сделать, чтобы освоение нового было максимально просто, и не вызывало
чрезмерного напряжения психических сил, что бывает, когда человек
принуждает себя засесть за учебники. С другой стороны, даже мотивированный
работник теряется, если для освоения нового ему приходится изучать тома
документации, т.н. «мануалы», содержащие исчерпывающую информацию по
10
предметной области, но абсолютно не предназначенную для скорейшего
освоения предметом.
Как представляется авторам, они могут предложить рациональное решение
этой проблемы, взяв на вооружение возможности, которые предоставляют
информационные технологии.
Движение вперед
Вначале ускорение цивилизации было почти незаметным. Поколения
учились (если учились!) только по одним правилам, которые передавались из
поколения в поколение и назывались мудростью предков. Потом эта мудрость
зафиксировали в книгах, но опять для целых поколений.
Неожиданно все начало меняться – возникали гении, которые расширяли
эту мудрость, чем вызывали удивление, восхищение, но и неприязнь и даже
ненависть. И эти чувства образовали ту щель, в которую стало просачиваться
новое, одновременно расширяя ее. Гении приходили вначале редко, потом
чаще. Они не могли не появляться, эта черта – гениальность была у них на
генном уровне. Наверное, какая-то загадочная мутация превращала их в
первооткрывателей. Но она становилась все устойчивее. И наступило время,
когда не сохранение закона, а открытие и познание нового, стало харизмой. И
как только это произошло вопрос об интеллектуальном ускорении отпал, т.к.
цивилизация стала обречена на него.
Скорее всего, уже сейчас стоит поискать в многочисленных генах человека
новый ген – восприимчивости к новому. Но это дело генетиков, скоро ли будет
открыт такой ген или нет, – не так важно! Даже не открывая его, очевидны его
проявления. В первую очередь он проявляется в активном принятии всего
нового. Компьютеры, девайсы, гаджеты, опции и пр. интеллектуальные забавы
стали модой. А то, что становится модой, уже никогда не пропадает. Пропасть
бесследно может нечто, представляющее собой удел избранных. Ушли
11
избранные, и с ними пропало и то, чем они владели. Но когда изменения
произошли на генном уровне, то назад хода нет. Это как, например, признаки
ожирения у американцев. И уже никогда эта нация не станет нацией поджарых
пионеров.
Но вернемся к интеллектуальным забавам цивилизации. Какая польза от
них, и есть ли она, если судить с точки зрения вечности, сейчас сказать
невозможно по вполне понятной причине – это мода. А все что модно,
принимается
или нет, но не анализируется на предмет пользы. Если уже
прозвучало, что надо носить длинное и узкое, то либо ты длинный и узкий, как
карандаш, либо широкий и короткий (тогда ты ретроград и все указывают на
тебя пальцем).
Итак, нас привлекли интеллектуальные забавы цивилизации. Вернее, не то,
что это забавы, и не то, что они интеллектуальные, а сам процесс ускоренного
их появления и внедрения в обиход. Современный обыватель уже не
представляет своего существования без них. Ему нравится быть на связи в
режиме 24/7/365, выбирать и заказывать товар, не выпуская из рук чашечки чая,
кофе или талию соседки. Что он держит не так важно, самое главное, – он
делает это между делом. И ему это позволяют те самые новации, без которых
невозможно представить нынешнюю цивилизацию.
Но, если бы новации появились и зафиксировались в таком состоянии, то
их можно было бы пережить. К ним можно было бы приспособиться,
адаптироваться и все пошло бы дальше под управлением мудрости предков. Но
ген познания не позволяет уже отвергнуть то, что кажется с каждым днем все
более необходимым. Вывод очевиден – мы все обречены на ускоренное
развитие цивилизации.
От несерьезных примеров, в общих чертах иллюстрирующих идею
авторов, повернемся к серьезным, например, управлению предприятием. Что
такое предприятие, это представляют все читатели. Но на вопрос, как
12
управлять им компетентно ответят лишь немногие. Это вполне понятно, т.к.
само понятие управления сейчас подразумевает управление с использованием
современных средств. Раньше управление предприятия подразумевало наличие
мудрого директора и не менее мудрых заместителей, которые с той или иной
степенью успеха сочиняли приказы, устраивали совещания и раздавали
пряники и наказания.
Но сейчас управление предприятием немыслимо без информатизации
управленческой деятельности. На каждом более или менее солидном
предприятии имеется, по меньшей мере, несколько автоматизированных
систем,
которые
прибыльность
позволяют
всего
повысить
предприятия.
рентабельность
Давно
продукции
автоматизирован
и
процесс
материально-технического снабжения, хорошо автоматизирована бухгалтерия.
В
свою
очередь,
конструктор
не
мыслит
своей
деятельности
без
автоматизированных конструкторских систем, как и технолог прибегает к
помощи технологических систем, чтобы сделать технологию производства
оптимальной.
Использование подобных систем не есть прихоть начальства или
проявление интереса отдельных работников. Приобретать и осваивать такие
системы заставляет банальная капиталистическая конкуренция, девиз которой –
выживает сильнейший, в первую очередь применим к сфере производства. И
чтобы добиться высокой эффективности производства, необходимо снизить его
издержки и повысить рентабельность. А это в современных условиях можно
сделать только с использованием автоматизированных систем, которые
представляют собой содержимое мозгов специалистов в концентрированном
виде. А специалисты не дремлют, выдавая все более изощренные решения. И,
освоив
их,
ваше
предприятие
остается
в
верхней
части
списка
конкурентоспособных. А сосед, который пожалел денег на новую версию АИС,
через некоторое время разорился, потому что во время не смог заметить
возникшие тенденции рынка. Старая версия АИС не имела подобной опции.
13
Аналогично, если мы посмотрим на любую сферу деятельности, то
увидим, что в области информатизации ускорение технологии осуществляется
настолько стремительно, что уже невозможно, получив базовое (даже очень
приличное) образование, длительное время оставаться на передовых позициях
прогресса. Скорее раньше, чем позже возникнет дилемма: либо учиться
постоянно и тем самым осваивать новые возможности информатики, либо
зафиксироваться на существующем уровне и гордо двигаться по направлению к
памятнику своим прошлым достижениям, которые так и не реализовались в
настоящем.
Вывод: в любой области, связанной с решением информационных задач,
невозможно остановится на достигнутом уровне знаний. Этот уровень надо
постоянно повышать, т.к. требования цивилизации уже не ограничиваются тем,
чтобы постоянно иметь чистые руки и уши, и уметь пользоваться ножом и
вилкой, а также носовым платком. Цивилизация каждый день ставит новые
задачи, решить которые может только тот работник, который постоянно
повышает свой культурный, а самое главное – профессиональный уровень.
В связи с таким запросом современного рынка труда авторы, представляют
свой проект информационной поддержки процесса перманентного обучения.
Этот проект, который в настоящий момент частично реализован, имеет два
главных компонента: Компонент преподавателя и компонент обучающегося.
Компонент учителя имеет следующий функционал.
1. Имеется возможность создавать электронные образовательные ресурсы
(ЭОР) в виде т.н. Живых книг. С этой целью разработана соответствующая
оболочка, т.н. Конфигуратор ЖК, позволяющая достаточно легко создавать
Живые книги по имеющимся наработкам преподавателей. Учебник в форме
Живая книга обладает многими существенными достоинствами перед обычным
ЭОР, но главное состоит в том, что практическая часть, т.е. работа в среде
14
разработки конечного продукта, и часть, обеспечивающая мониторинг знаний и
навыков, занимают не менее 85% от всего объема книги.
Рис. 1. Главное окно Конфигуратора.
Рис. 2. Окно настроек ЖК.
15
Рис. 3. Окно работы с тестами.
2.
Живые
книги
представлены
на
сервисе,
который
называется
Депозитарий Живых книг. Там же располагается и конфигуратор для их
создания. Поэтому представленные ресурсы могут быть востребованы
обучающимися и сторонними преподавателями на условиях аренды. После
создания собственной живой книги, преподаватель может выложить ее в
Депозитарии. Тем самым наиболее удачные учебники становятся достоянием
общественности, которая хочет расширить свои знания в какой-либо области.
16
Рис. 4. Авторизация.
Рис. 5. Список доступных ЖК.
3. На этом же ресурсе автор (преподаватель) может создать систему
мониторинга для проверки знаний обучающихся, наполнив её самыми
разнообразными тестами, в том числе тестами из собственных ЖК.
4. Депозитарий так же предоставляет сервисы отображения сводной,
частной или отфильтрованной и отсортированной статистики обучающихся в
режиме реального времени.
Компонент обучающегося обладает следующим функционалом.
1.
Каждому обучающемуся предоставлена возможность пользоваться
готовыми учебниками (в форме Живых книг), доступ к которым открывается по
усмотрению преподавателя.
2.
Обучающийся
имеет
возможность
пройти
тестирования
по
выбранной или указанной преподавателем тематике. В результате он может
продемонстрировать свои знания или незнание каких-либо разделов. В
17
последнем случае ему рекомендуется пройти соответствующие разделы
повторно.
3.
Просмотреть собственную статистику прохождения книги и
тестирований.
И главное. Данный проект реализуется не столько для студентов
собственно ГБОУ КАИТ №20, в котором трудятся авторы, сколько для
использования его на различных предприятиях, которые заинтересованы в том,
чтобы поддерживать на достойном уровне знания и навыки работников. Это
отражено в обоих компонентах системы, как будет видно из последующего
изложения. А также возможность использования системы другими учебными
заведениями.
Поскольку учебные материалы предоставляются как облачный сервис, то у
конечного пользователя всегда самая последняя, самая актуальная информация,
которая отвечает всем новым тенденциям в той предметной области, которой
они посвящены.
Учебные пособия
Главным отличием наших учебных пособий типа Живая книга является
обеспечение целостного информационного пространства для обучающегося. В
него входят как средства обучения, так и средства мониторинга, о которых
будет рассказано отдельно. Результаты мониторинга обрабатываются системой
предоставления статистики в удобном виде, содержащая всю необходимую
информацию для всех субъектов образовательного процесса. Так же система
мониторинга
характеризуется
наличием
множеством
интеллектуальных
подсистем, помогающих как разработчику тестовой системы, так и рядовому
пользователю.
К таким системам относятся:

Автоматическая система создания тестов и упражнений на основе
семантического анализа текста;
18

Система выявления незнания разного уровня;

Система ранжирования тестов и упражнений;

Система автоматической настройки учебных материалов в соответствии с
психологическими конституциями обучающихся;

и многие другие.
Разнообразие
технических
и
информационных
средств
позволяют
создавать для обучаемого индивидуальное и уникальное информационное
пространство, которое позволяет решать конкретные задачи образовательного
процесса типичные именно для конкретного обучаемого.
Как было сказано выше, электронные учебники в нашей системе это не
простые учебники, а Живые книги. Предполагается, что в зависимости от
направленности
образовательного
учреждения
или
отдела
повышения
квалификации на предприятии, система будет поддерживать всю необходимую
палитру учебников. Поясним, что представляет собой ЭОР типа Живая книга.
Живая книга это электронный комплекс, который включает:
19
Рис. 6. Выбор части и главы.
 Теоретический материал
 Практические задания (в том числе и в среде проектирования)
 Примеры (в том числе и примеры, выполненные в среде
проектирования).
Конечный
пользователь
может
не
только
прочитать текст примера, но и опробовать его работу в реальных
условиях.
20
Рис. 7. Окно выбора примеров.
 Упражнения, выделены отдельно в упомянутую уже систему
мониторинга.
 Тесты, выделены в систему мониторинга.
 Глоссарий терминов
 Модули. Изначально задумывались для языков программирования,
но им нашлось применение и в других учебниках, как место
хранения
каких-либо
примеров
и
правил.
Это
подсистема,
позволяющая обучающемуся сохранить функции или куски кода или
другой учебный материал, которые, по его мнению, могут ему
пригодиться впоследствии для использования в своей работе. Тем
самым пользователь закладывает солидный багаж материалов для их
последующего использования.
 Паспорт ученика. Данная подсистема отвечает за предоставления
статистики
и
продвижений
21
учащегося/группы/курса
по
предмету/компетенции для преподавателя или администрации.
Однако, она доступна и для просмотра ученикам, но только его
личных данных. Выделена в систему отображения статистики и
результатов.
 Также существует система проверки программ, где тестирование
ученической программы производиться на основе входно-выходных
данных. На настоящий момент времени этот компонент составляет
часть системы мониторинга.
 Живая книга имеет следующую особенность: пока не будет пройден
тестово-контрольный
материал
какого-либо
раздела
с
положительным проходным баллом, устанавливаемой автором
курса, доступ к последующим разделам остается закрытым.
Рис. 8. Главное окно программы.
22
Описанная архитектура учебника существенно увеличивает усвояемость
материала, и к тому же помогает, не отрываясь от теории, совершенствовать
практические навыки.
Система выявления незнания обеспечивает кроме возможности выявить то,
что обучаемый не знает, еще и наличие необходимых курсов, которые
предоставляют обучаемому весь необходимый теоретический и практический
материал для устранения выбранного незнания. Естественно, что данный
материал снабжается промежуточным мониторингом усвояемости материала,
который в свою очередь может привести к очередному устранения незнания.
Таким образом мы получаем рекурсивный обучающий материал, который
будет разматывать «клубок незнания» до базовых, известных конечному
пользователю, понятий.
Данная система изначально рассчитывалась на уточнение материала,
который необходимо пройти обучаемому, чтобы освоить курс на достаточном
уровне. Но она может использоваться не только для освоения некоторого
конкретного, но единственного, курса. Поясним это следующим примером:
если какой-то материал является для обучаемого базовым, то, скорее всего, есть
курс который уточняет его, формируя профессиональную ориентацию.
Например, базовый курс – Базы данных, для него профилирующим является
курс: Язык SQL. Тем самым, для адекватной профориентации обучающемуся
должна быть предоставлена возможность пройти и этот профилирующий курс,
конечно, если он этого пожелает.
С другой стороны, пройденный базовый курс, в свою очередь имеет курс,
для которого он является профилирующим. Например, Программирование на
языке C++ в качестве базового курса имеет Информатику. Поэтому. если у
ученика, который совершенствуется в С++, возникают проблемы, которые
освещаются в Информатике, то необходимо ему предоставить возможность эти
проблемы разрешить. Для этого система устранения незнания должна
23
содержать соответствующие рубрикаторы и ссылки на необходимые учебники
или справочный материал.
Тем самым, система постоянного образования должна быть не просто
кучей учебников, а структурированной кучей, в которой из каждого учебника
имеются ссылки на предыдущие и последующие учебники, обеспечивающие
базовые знания и профилирующие.
Следует заметить, что система настройки учебной среды в зависимости от
психологических конституций позволяет адаптировать изучаемый материал
так, чтобы эффективность обучения возросла, в связи с лучшим усвоением
материала каждым конечным пользователем. Так как материал адаптируется
под тот тип предоставления информации, который наиболее подходит для
обучаемого.
24
Система мониторинга
Рис. 9. Окно тестирования.
Естественно, что система мониторинга является важнейшей, т.к. позволяет
выяснять профессиональный уровень претендентов на ту или иную должность.
Ее грамотное конструирование требует тщательного «препарирования»
предметной области, чтобы уметь выявлять те типы незнания, которыми
характеризуется соискатель. Тут важно, с одной стороны, не занизить
требования к нему, но с другой стороны и не предъявлять требований, которые
удовлетворять не обязательно, т.к. они не входят в текущий функционал
работника. Просто собрать несколько тестов и заявить, что прохождение их
гарантирует необходимую компетенцию соискателя, мало. Тесты должны быть
структурированы таким образом, чтобы показывать какие разделы предмета
соискатель знает хуже и что надо сделать, чтобы его в этой области быстрее
образовать. Например, если соискатель должен выполнять техническую работу
25
под непосредственным руководством, то предъявлять к нему требования, чтобы
он обладал высоким IQ совершенно излишне.
В нашем проекте система мониторинга включает множество подсистем.
Для начала следует отметить, что на данный момент она включает 9 видов
тестовых заданий:
один верный ответ. Самый обычный тест.
несколько
верных
ответов.
Значительно
расширяет
область
получения тестов.
тест с открытым ключом. Данный тест, предназначен для ввода
ответа с клавиатуры.
Заполнение пропусков в тексте.
Заполнение пропусков в тексте, с помощью заранее заданных
вариантов ответа.
Расстановка
элементов
в
логический
ряд.
Данный
тест
поддерживает мульти-ответ.
Соответствие картинка-текст.
Соответствие тест - текст.
Тест Hotpoint, в котором необходимо найти определённую заданием
область на изображении.
Все виды тестов предоставляют обширное поле для фантазии в создании
проверочных заданий.
Также существует система проверки правильности написания программы.
Хотя сейчас данная система достаточно специфична, но в будущем она будет
переработана в более адаптивную и функциональную систему.
В разработке находятся и другие системы мониторинга.
26
Чтобы сделать систему онлайн тестирования доступнее, она представлена
на сайте. Тем самым обеспечивается мультиплатформенность, что в свою
очередь позволяет проходить тестирование, например, в дороге, т.к. сейчас
мобильный Интернет не очень дорог, да и его скорости вполне хватает для
работы даже с графическими тестами. А так же позволяет просматривать
статистику онлайн, не привязываясь к определённому компьютеру.
Разработка учебных пособий
К данному разделу относятся разнообразные концепции и программные
продукты.
Для разработки учебных материалов в виде Живых книг создан
специальный удобный инструмент, позволяющий, имея самые минимальные
знания в сфере ИТ, создавать хорошие учебные курсы, на основе своих
методических наработок. Процесс пользования системой сопровождается
подробной инструкцией пользователя, а так же имеет внутрисистемную
справку по работе с программой.
Для
организации
обучения
по
курсам
присутствует
веб-сервис,
отвечающий за создание, редактирование, а также администрирование учебных
курсов и групп. А также администрирование Живых книг и курсов
мониторинга. Излишне говорить, что все это сопровождается подробной
документацией и справочным материалом.
В проекте присутствует подсистемы тем или иным образом упрощающие
работу создателя курса. Так система автоматического создания тестов и
упражнений по семантическому анализу текста позволяет существенно
разнообразить банк тестов, а так же сэкономить время создания курса, для
разработчика.
Система ранжирования позволяет более гибко создавать системы
мониторинга, а также разбивать их на уровни, например "базовый",
27
"продвинутый" и другие. А имеющаяся в системе оболочка по созданию ЭОР
типа Живая книга экономит ресурсы разработчика, обеспечивая вполне
приемлемое качество учебников.
Выводы
Представлена
система
информационной
поддержки
процесса
профессионального обучения практически по любому направлению, так или
иначе связанному с информационными технологиями. Часть представленных
компонентов реализованы в полном объеме, а часть проработана на
концептуальном уровне и в той или иной степени прошло апробацию в разное
время. Тем самым, все компоненты вполне реализуемы под конкретные задачи.
По замыслу авторов, в целом система должна обеспечить обучаемого всем тем,
что ему понадобиться для успешного изучения материала, а преподавателю
будут обеспечены удобные инструменты создания и администрирования
учебных курсов, включая подробные инструкции и справочные материалы. Тем
самым, весь подготовленный материал для повышения квалификации будет
обладать актуальностью, достоверностью и полнотой.
Отметим еще одну возможность, которую предоставляет наша система –
это организация дистанционного обучения. Хотя дистанционное обучение
достаточно сильно отличается от дополнительного обучения, тем не менее,
функционал системы весьма широк и с легкость покрывает запросы данного
направления.
28
Глава 2. Знание, незнание, иллюзии и мониторинг
В данном разделе приводится теоретическое обоснование принципов
построения автоматизированных систем мониторинга знаний. Уточняются
понятия знания, незнания и иллюзии, определяются различные типы незнания.
Рассматриваются способы выявления незнания различных типов. Описываются
основные, вытекающие из этих уточнений свойства системы мониторинга.
Введение.
Массовое
увлечение
автоматизированными
системами
мониторинга знаний, особенно в форме тестирования, есть следствие большого
интереса педагогической общественности к этому вопросу. Это естественно,
так как информационные технологии позволяют делать многое, чего нельзя при
традиционных формах мониторинга. Системы тестирования создаются с
большой интенсивностью, причем разработчики каждой из них всегда
отстаивают ее абсолютную ценность на фоне остальных. Поэтому, был
проработан теоретический базис, который может быть положен в основу
современных систем мониторинг. Когда мы говорим о мониторинге знаний,
следует уточнить, что такое знание, и, что гораздо важнее, что такое незнание,
какие типы незнания поддаются контролю, и какой вид контроля использовать
для различных типов незнания. Несомненно, важно разделить незнание и
иллюзию, так как и то и другое не способствуют принятию правильных
решений, но незнание проявляется более в профессиональной деятельности, а
иллюзия – в социальной. Есть еще несколько вопросов, которые следовало бы
прояснить прежде, чем предлагать те или иные формы мониторинга. Исходя из
этого, здесь приводится теоретический базис, который можно использовать при
разработке систем автоматизированного мониторинга.
29
О знании, незнании и иллюзии.
Мониторинг знаний есть важный фактор образовательного процесса.
Благодаря ему, преподаватель получает ответы на вопросы о знании/незнании
учащихся и делает соответствующие выводы, что делать, чтобы их знания
расширялись, а незнание – сужалось. В этом разделе мы выделим
существенные моменты мониторинга и предложим методику его организации.
Но прежде, чем давать какие-либо рекомендации, необходимо уточнить, что
такое знание и незнание так, чтобы можно было классифицировать типы
незнания. С этой целью введем необходимые понятия.
Во-первых, контролируемого назовем субъектом, а область, в которой
проверяются его знания, предметной областью (ПО). Теперь определим, что
такое незнание, какие типы незнания существуют, и какие виды контроля
следует использовать для выявления различных типов незнания. В качестве
теоретического базиса мы используем раздел математической логики «Теории
первого порядка», чего вполне достаточно для введения необходимого
аппарата. Хотя злоупотреблять математическим формализмом, во всяком
случае, здесь, мы не будем, ограничившись лишь разработкой базиса теории.
Попутно следует заметить, что развитие этих основ приводит к интересной
математической теории, имеющей приложения в областях мониторинга знаний,
дистанционного обучения и структурирования учебного процесса.
Будем
считать,
что
относительно
данной
ПО
субъект
владеет
совокупностью положений, установок, правил и способов получения новой
информации, которые образуют множество S. Последнее представляет собой
совокупность высказываний, образованных над некоторым понятийным
базисом. Благодаря S субъекту удается ориентироваться в ПО: распознавать
понятия, устанавливать между ними соотношения, осуществлять анализ и
синтез и т.п. Понятно, что множество суждений
S характеризуется
определенным словарем AS, который используется для обозначения базисных и
30
производных понятий, функций, отношений и т.п. Словарь AS – это
существенная часть описания S, так как для описания любой области знаний
нам требуется, в первую очередь, ее базисные понятия.
Все
правильные
утверждения
о
ПО,
которые
субъект
может
сформулировать, назовем выводимыми из S и обозначим OS. Здесь под
правильными понимаются суждения, не противоречащие ПО. Это знание
субъекта о предметной области. Факт выводимости совокупности OS из S
обозначим так: S |= OS. В данном случае термин «выводимость» понимается в
обычном смысле как способность построения соответствующих логических
умозаключений.
Помимо того, что относится к субъекту, рассмотрим содержание ПО.
Пусть ПО по аналогии со знаниями субъекта характеризуется совокупностью
утверждений O, которые представляют собой описание ПО. Эти утверждения
характеризуются словарем
AO, и каждое высказывание построено из
компонентов этого словаря. Знание всех утверждений O эквивалентно полноте
знаний субъекта ПО. Но сейчас нас интересует случай наличия пробелов в
знаниях субъекта, поэтому будем полагать, что OS  O, т.е. знания субъекта не
покрывают всей совокупности O. Разность O \ OS представляет собой область
незнания субъекта. Каждое высказывание из этой совокупности характеризует
конкретное незнание субъекта.
В
определенном
смысле,
антиподом
незнания,
что
выражается
собственным включением OS  O, выступает иллюзия, когда субъект из
системы S собственных представлений выводит некоторые суждения, как ему
кажется, верные в данной ПО, но на самом деле не содержащиеся в O.
Формально это можно выразить как непустота множества суждений,
выводимых из S, но не включенных в O, т.е.
{x: S |= x и x  O}  .
31
Пример. Обыватель имеет иллюзию, что компьютер – это умная машина,
знающая ответы на все вопросы. Новичок в геометрии имеет иллюзию, что все
прямые когда-нибудь обязательно пересекутся.
Понятно, что при таком определении иллюзии и незнание суть разные
понятия. Иллюзии это то, что, как кажется, должно иметь место в исследуемой
ПО, а незнание – это о чем мы не догадываемся, относительно той же ПО.
После формального уточнения иллюзии и незнания возникает интересная
математическая проблема их соотношения в зависимости от используемой
логики, в которой определено отношение |=. Но сейчас наша задача
прагматическая, состоит в описании методики установления незнания, поэтому
мы оставим исследование иллюзии до более подходящего момента.
Типы незнания.
Перечислим причины, в результате которых возникает каждое конкретное
незнание.
1.
Словарь AS уже словаря AO. Следовательно, субъект не обладает
знанием всех терминов, понятий, функций, отношении, преобразований,
действий и т.п., встречающихся в описании ПО.
Например, ученик пропустил тему по программированию, в которой
определялось понятие массива. Естественно, что до тех пор, пока он не
познакомится с этим понятием, термин «массив» не будет включен в его
активный словарь. Это – случай незнания первого рода.
2.
Словарь AS не уже словаря AO, но у субъекта отсутствует
представление о связи некоторых понятий. Содержательно это выражается так:
субъект знает все понятия, необходимые для описания ПО, но некоторые
производные понятия он не может определить через базисные понятия. Это
32
бывает, когда субъект может назвать некоторые понятия, но не может
объяснить их происхождение.
Например, учащийся знает, что указатель в операторном языке
программирования есть адрес, но не понимает, что указатель есть адрес
переменной или массива. Понятно, что в этом случае у субъекта налицо
проблема анализа – он не может выразить сложное понятие через простые.
Назовем этот случай незнанием второго рода.
3.
Словари AS и AO совпадают, но субъект, располагая правилами
порождения новых объектов, не может их применять, и поэтому не может
строить новые объекты, факты, сведения из уже имеющихся.
Например, он знает все конструкции, необходимые для написания
программы для содержательно понятной задачи, но не может этого сделать.
Или он не может установить эквивалентность, не эквивалентность или
следование между двумя суждениями. Это проблема синтеза. Назовем этот
случай незнанием третьего рода.
4.
Наконец, имеется еще одни случай незнания, когда субъект не в
состоянии осуществлять обобщения на материале ПО. Это может быть, когда
субъект не может пользоваться методом неполной индукции, или находить
общие решения вместо частных, а также решения, которые не сводятся к
установлению конкретного значения, а имеют вид задачи на доказательство
существования объекта без его построения.
Например,
из
совокупности
фактов,
описывающих
однотипные
характеристики объектов одного класса, субъект не в состоянии вывести, что
все объекты данного класса характеризуются этим свойством. Или когда вместо
описания
алгоритма
нахождения
конкретного
33
значения
переменной
необходимо доказать, что для этой переменной существует такое-то ее
значение. К этому же типу затруднений относится неспособность ученика
выразить общее решение по совокупности частных. Это проблема обобщения.
Назовем этот случай незнанием четвертого типа.
34
Выявление незнания первого рода.
Рассмотрим, какими приемами можно установить незнание одного из
перечисленных типов. Здесь могут быть как простые способы установления
незнания, так и весьма замысловатые.
Незнание первого типа – это терминологическое незнание и оно
проверяется наиболее простым способом.
Пример.
Указать термины, которые используются в языке программирования
Паскаль:
1. Переменные, константы, функции, индексы;
2. Прямые, отрезки, треугольники;
3. Присваивание, инициализация, вычисление выражений;
4. Массивы, индексы, указатели;
5. Рост, вес, цвет глаз.
Правильные ответы: 1, 3, 4.
Как называется функция в языке Паскаль, которая может вызывать сама
себя?
1.
2.
3.
4.
5.
Рекурсивная;
Инверсионная;
Регрессивная;
Шаблонная;
Встроенная.
Правильный ответ: 1.
Понятно, что терминологические тесты могут быть весьма
разнообразными и с различными подвохами, например, с использованием
синонимов и антонимов. Их может быть много даже для одного раздела
учебного материала. При составлении контрольного задания из общей их
совокупности надо случайным образом выбирать разумное число, тем самым
повышая достоверность контроля.
Пример.
Логическое сложение – это
35
1.
2.
3.
4.
Дизъюнкция;
Конъюнкция;
Логическое ИЛИ;
Импликация.
Правильные ответы: 1, 3.
Если мы хотим не только установить факт незнания первого типа, но и
выявить его причину, то понятийный базис следует предварительно обработать.
А именно, необходимо упорядочить понятия ПО, чтобы потом разделять
терминологические тесты на относящиеся к базисным понятиям, понятиям,
построенным на основе базисных, и т.д. Здесь мы уже вторгаемся в область
незнания второго типа. Понятийное «препарирование» ПО сравнительно не
сложная работа, она вполне по силам преподавателю. Более того, обмениваясь с
коллегами подобными разработками, можно составить соответствующие
глубокие наработки по всем интересующим их ПО.
Выявление незнания второго типа.
Это
незнание
вызвано
неверным
анализом,
в
данном
случае
невозможностью выразить сложные понятия через простые.
Пример. Параллелограмм – это:
1. Четырехугольник с равными противоположными сторонами;
2. Четырехугольник с параллельными противоположными сторонами;
3. Четырехугольник
с
равными
и
параллельными
двумя
противоположными сторонами;
4. Все ответы правильные
Правильный ответ: 4.
Параллелограмм определяется как четырехугольник, у которого две
противоположные стороны равны и параллельны. Из этого определения
вытекают необходимые и достаточные условия, которые могут выступать в
качестве его определения. Вставляя их в тест, проверяется способность
36
субъекта
к
установлению
различных
соотношений
между
базисными
понятиями ПО.
По аналогии с незнанием первого типа просматривается первая проблема,
которую ставит перед преподавателем выявление незнания второго рода:
освоение методикой анализа понятийного базиса ПО, что необходимо для
создания полных и непротиворечивых контрольных заданий. Мало быть
практиком и уметь решать прикладные задачи, будь это программирование или
решение математических, физических или химических задач. Надо хорошо
представлять логическую структуру понятийного базиса. Без глубокого
представления взаимосвязи понятий невозможно как эффективно излагать
предмет, так и контролировать знания по нему.
Взаимосвязь понятий может быть представлена в виде графовой модели,
например, в виде семантической сети, логического выражения и т.п.
Формальных средств для выражения одних понятий через другие много. Но
если преподаватель хочет остаться в области содержательных обозначений, то
выражение может быть и словесным. Хотя это чревато возникновением
логических несуразностей.
Решение сформулированной проблемы для тех ПО, где это возможно с
небольшими временными затратами, видится следующим образом:
1. На первом этапе создается глоссарий понятий и отношений. Понятно,
что его невозможно создать сразу для всей ПО (если не ограничиваться совсем
простыми ПО). Подобный глоссарий должен включать словарь понятий и их
содержаний и при помощи ссылок прослеживать их иерархию. В результате
будет непротиворечиво описана понятийный базис предмета с указанием всех
определений.
Глоссарий заполняется в процессе обучения постепенно, по мере
прохождения тех или иных тем. Его заполнение может осуществляться как
преподавателем, так и учащимися, что обычно оформляется в виде
37
контрольных на знание языка. Можно говорить и об автоматизированных
средствах построения глоссария, что может быть интересным инструментом в
рамках подходящей для этого платформы, позволяющей формировать ссылки
между словарными группами. Но это, скорее, представляется перспективной
научной проблемой, чем практической задачей сегодняшнего дня.
2. Затем необходимо установить логические отношения между понятиями,
что тоже можно сделать формальными средствами, используя язык логики и
теории множеств. Под логическими отношениями здесь имеется в виду
совокупность базисных высказываний, описывающих ПО. Ими могут быть
высказывания из достаточно широкого круга, главное, чтобы они включали не
одно, а несколько понятий. Примером служит второй закон Ньютона, так как
определяет силу через массу и ускорение.
3. Формализация понятий того или иного раздела ПО порождает
непротиворечивую
систему
высказываний,
связанных
определенными
отношениями. Внося в эту систему неопределенность путем устранения какоголибо отношения, получается тест, в котором ответ логически следует из
условий: а именно, необходимо восстановить это отношение. Так упомянутый
второй закон Ньютона дает возможность построить, по меньшей мере, три
контрольных задания, взяв в качестве неизвестного компонента либо массу,
либо силу, либо ускорение. Очевидно, что в этом случае можно построить
простые тесты, с ответами ДА/НЕТ, тесты с числовыми значениями или тесты
на сообразительность, но все они будут привязаны ко второму закону Ньютона.
Пример. Какие из перечисленных типов в языке Паскаль являются
базисными?
1.
2.
3.
4.
5.
float
int
integer
string
vector
Правильные ответы: 1, 3.
38
Пример. Какая разница между циклами while и do-while?
1.
2.
3.
4.
Цикл while может не выполниться ни разу
Принципиальной разницы нет
Цикл do-while – это оптимизированная версия цикла while
Цикл while выполняется быстрее
Правильный ответ: 1.
Насколько известно авторам, автоматизированные системы понятийного
анализа ПО (пока) широкого распространения не имеют, и тесты строятся
вручную. Но это не значит, что они не появятся в ближайшем будущем.
Тестирование – слишком перспективное направление, чтобы автоматизация не
проникала в эту область не только вширь (в виде ручного набора тестов и
автоматического их вызова), но и вглубь (в виде анализа и формализации
понятийного базиса ПО).
Выявление незнания третьего типа.
Незнание третьего типа связано с неспособностью субъекта синтезировать
новые конструкции по уже имеющимся с использованием логического аппарата
и фактических знаний. Для его выявления подходят задачи на установление
конкретного результата, требующее применения последовательности правил. В
геометрии – это задачи на построение, в информатике – выражение чисел,
заданных в одной системе счисления в другую, в программировании – задания
на составление программ, вычисляющих значения конкретных параметров
(например, вычисление площади фигуры, заданного своим уравнением).
Пример. Значение двоичного числа 10110011 в восьмеричной системе
равно
1. 124;
2. 263;
3. 275;
Правильный ответ: 2.
39
Напишите подряд семь цифр от 1 до 7: 1 2 3 4 5 6 7. Легко соединить их
знаками плюс и минус так, чтобы получилось 40: 12 + 34 – 5 + 6 – 7 = 40.
Необходимо найти другое сочетание тех же цифр, при котором получилось бы
не 40, а 55.
Правильные ответы:
123+4 – 5 – 67 = 55;
1 – 2 – 3 – 4 + 56 + 7 = 55;
12 – 3 + 45 – 6 + 7 = 55.
Незнание третьего типа возникает из-за неумения рассуждать, т.е.
строить логические конструкции на материале ПО, или строить логические
конструкции вообще. Причина первого подтипа незнания для конкретной ПО
выявляется с помощью соответствующего тестового материала. А неумение
логически рассуждать безотносительно к той или иной ПО выявляется
решением логических задач.
Пример. Из 418 ирисов, 494 тюльпанов и 456 гиацинтов сделали
одинаковые букеты (их число больше 20). Сколько получилось букетов, и
сколько и каких цветов входит в каждый букет?
Правильный ответ: 38 букетов, в каждом букете по 11 ирисов, 13
тюльпанов 12 гиацинтов.
Отсутствие навыка к синтезу наиболее распространенный тип незнания,
он имеет хождение, как на школьной скамье, так и в профессиональном
образовании (колледжах и ВУЗах). Поэтому количество тестовых заданий для
его выявления обычно наиболее представительное. Из-за многочисленности
таких тестовых заданий, они должны быть, в свою очередь, классифицированы,
чтобы сделать проверку знаний более целенаправленной. Естественно
возникает вопрос о способе такой классификации. Наиболее естественно
40
выглядит классификация с учетом словаря понятий, т.к. семантически
замкнутые фрагменты ПО позволяют строить логические конструкции с
использованием только фиксированной терминологии и ограниченного набора
правил получения новых объектов. Это естественно согласуется
с
представлением учебного материала в соответствии с разделами и темами.
Пример. Программирование можно представить как объединение таких
тем: типы данных, линейные программы, программы с условиями, циклические
программы, рекурсивные программы и т.д. И для каждой из них можно
предложить свои способы контроля знаний.
Выявление незнания четвертого типа.
Проверку умения обобщать на материале конкретной ПО, т.е. выявление
незнания четвертого типа можно проиллюстрировать следующим примером.
Пример. Каким будет следующее число в последовательности 144, 121,
100, 81 , 64?
Правильный ответ 49. Этот ответ демонстрирует способность учащегося
увидеть закономерность, все числа в последовательности квадраты убывающей
последовательности 12, 11, 10, 9, 8.
Что касается установления причины незнания четвертого рода, то она
может быть из-за незнания материала ПО или из-за неумения пользоваться
приемами обобщения. Следует отметить, что это незнание выявить наиболее
трудно, в математике обычно для этого используются задачи повышенной
сложности, задания на доказательство, в информатике такими задачами могут
быть логические задачи на выявление закономерностей, в программировании –
задачи на составление общего алгоритма нахождения решения в условиях,
когда исследуемая область задана условиями, которые выполняются для
бесконечного набора данных.
41
Автоматизированная система мониторинга знаний.
После теоретической части приступим к описанию принципов системы
мониторинга знаний, созданной на основе сформулированных положений.
Достоинство тестирования проявляется лишь, когда при создании системы
тестов ПО «препарируется» с максимальной полнотой. Полнота здесь
понимается, как свойство тестов покрыть всю ПО, не оставляя незатронутыми
ни одного существенного раздела. Тесты можно составлять для каждого
семантически замкнутого раздела ПО, разделяя их по направленности на
выявление того или иного типа незнания. Разложение данной ПО на базисные
понятия и отношения необходимо, так как выбираемый ответ должен логически
вытекать из условий теста.
К достоинствам тестирования относят объективность, хотя это достаточно
спорный аргумент. Его спорность вытекает из того, что далеко не каждая ПО за
приемлемое время представляется в виде непротиворечивой системы понятий и
отношений. Теоретически это можно сделать почти для каждого изучаемого
предмета (кроме, конечно, гуманитарных), но практически это вызывает
существенные (пусть и технические) трудности. Но, если система тестов не
полна, то говорить об объективности тестирования не приходится.
Следующая проблема – это глубина тестирования, так как наиболее
трудные фрагменты ПО, требующие глубокого анализа и синтеза новых
конструкций, на первый взгляд, не поддаются подобному мониторингу.
Понятно, что если программиста попросить написать программу сортировки
чисел с выбрасыванием одинаковых элементов, то давать ему варианты
правильных и неправильных программ бессмысленно. Анализ программы
занимает гораздо больше времени, чем ее написание. Казалось бы, что здесь
тестирование не работает. Но это не так, можно проверять написанную
программу на стандартном входе, для которого известен ответ.
42
С другой стороны, на проблему можно взглянут шире, и тестировать не
искусство программирования, а образ мышления субъекта. Для этого
необходимо подняться на более высокий уровень и написание программы
представлять в виде композиции сложных примитивов – т.е. умения набирать
ее из частей более крупных, чем базисные конструкции языка.
Пример.
Рассмотрим
аналоги
теоретико-множественных
понятий,
переформулировав их на языке программирования. Первым таким понятием
будет «множество». В программировании понятию множества соответствует
массив. Поэтому можно требовать от учащегося написание программы по
упорядочению множества, объединению множеств, пересечению их и т.п. Он
же должен мыслить в программистских терминах и переформулировать эти
задания на языке операций над массивами. После написания программы, она
тестируется на стандартном входе, не известном учащемуся. Тем самым, с
помощью тестов можно проверять насколько субъект может превращать
содержательные конструкции в формальные.
Остановимся на описании функционала конкретной автоматизированной
системы
мониторинга
знаний,
воплощающей
сформулированные
выше
принципы. Реализованная система обладает следующими возможностями:
1. Фрагментирование ПО на разделы и темы в соответствии с учебными
планами.
2. Хранение тестов в соответствующих разделах базы, при необходимости
пополняя ее новыми тестами или удаляя старые. При этом вся база разбита на
разделы в соответствии с предметами, разделами и темами (всего три уровня
иерархии, количество уровней можно варьировать в соответствии с личными
предпочтениями). Для исключения несанкционированного доступа, они
хранятся в зашифрованном виде.
3. Редактирование каждого теста.
43
4. В автоматическом режиме создание контрольных пакетов тестов,
указывая лишь, сколько тестов из тех или иных тем надо включить. В том числе
доступно несколько альтернативных настроек контрольных.
5. Автоматическое тестирование и ведение дневника каждого ученика,
сохраняющего его оценки, время прохождения, количества попыток и другую
статистическую информацию.
44
Глава 3. Психоинформационная концепция образования
Введение
Создание электронных учебников в последнее время приобрело массовый
характер, что оправдано доступностью информационных ресурсов. Как правило
такие учебники штампуются без учета психологической составляющей
конкретного контингента потребителей. В результате информация, которая
содержится в учебнике, не превращается в знания и навыки обучающегося.
Поэтому настоящее исследование есть результат размышлений, вызванных
созданием и использованием электронных учебников типа «Живая книга» (ЖК)
и выявлением незнания в процессе мониторинга. Учебник типа ЖК отличается
от обычного Электронного Образовательного Ресурса (ЭОР) тем, что, помимо
теоретического материала, он имеет непосредственный выход в среду
проектирования, что дает возможность просматривать реальные примеры,
выполнять упражнения и самостоятельные задания. Одновременно имеются
средства мониторинга знаний в виде тестов и контрольных работ, и подведения
промежуточных и окончательных итогов. Таким образом, ЖК включает
учебник в обычном понимании, практическую тетрадь, средства самоконтроля
и дневник, отображающий уровень знаний. Поэтому ЖК требует от ее
создателя четкого представления об основных компонентах такого ЭОР. Кроме
того, так как создатель ЖК является педагогом, то для него немаловажны и
психологические качества учащегося. Чтобы сделать процесс обучения
эффективным, он должен представлять, на что главным образом направлено
внимание ученика (на решение практических задач, углубленное изучение
теории или освоение теории на примерах). Поясним, что здесь имеется в виду.
С одной стороны, если в учебнике имеется изобилие теоретического
материала в ущерб практическим заданиям и средствам самоконтроля, то это –
обычный электронный учебник, которых создано много, но практическая
польза от них мала. С другой, всякое практическое задание должно быть
45
подкреплено теорией, поэтому теоретический раздел должен быть полным. Для
облегчения восприятия материала, начальная часть теоретических положений
может
быть
изложена
на
примерах.
Наконец,
содержание
системы
самоконтроля должно логически следовать из содержания теоретического и
практического компонентов. Просто поместив набор тестов в конце каждой
главы, мы не получим заинтересованности учащихся в освоении необходимых
знаний и навыков. Эти тесты должны быть направлены на выявление
конкретного типа незнания, и выделение тех положений, которые суть
основные для данного предмета.
Именно поэтому немаловажно представление о читателе ЖК, так как для
усвоения различных содержаний требуется в одном случае лишь память и
внимание, в другом умение генерировать и обосновывать гипотезы, в третьем
предмет усваивается лишь при решении большого количества задач. Понятно,
что учебник, не учитывающий психологии читателя, не достигнет своей цели.
Обоснованием этого тезиса служит то, что при изобилии ЭОР все-таки
электронное образование не заняло достойного места.
Пример. Использование мультимедийных средств в ЭОР в области ИТ
оправдано лишь на начальном уровне обучения. На более продвинутых уровнях
потребителей уже не устраивает скорость подачи материала и отсутствие
возможности активно вмешиваться в процесс обучения.
Как видно проблем немало. Поэтому их решение превращает создание ЖК
в
творческий
процесс.
Перечисленные
проблемы
и
их
решение
рассматриваются в данном разделе.
Основная проблема, конечно, традиционная для педагогики – как сделать
обучение
эффективным, но
ее решение
в
условиях
информатизации
образования требует существенного осмысления. Это связано с тем, что,
обладая возможностями неограниченного доступа к информации в Интернете,
многие учащиеся вырабатывают у себя иллюзию знания, и со временем
46
начинают искренне верить, что любое знание найдется в Интернете, стоит
только отыскать подходящий сайт. Авторов искренне позабавила такая
любопытная интерпретация термина «найти решение задачи»; студенты уже
без колебания понимают его, как «найти решение в Интернете». В результате
возникает «клиповое» мышление, которое сопровождается ригидностью
сознания. Справедливости ради отметим, что сами студенты, ощущая
ущербность
подобной
формы
«обучения»,
неосознанно
прибегают
к
психологическим защитам для оправдания отсутствия необходимых ресурсов.
Обучение как расширение когнитивной системы.
Для последующего нам потребуется допущение о наличии у субъекта
определенного содержания сознания, которое служит базисом возводимого им
здания знания. Назовем его когнитивной системой. Далее мы проведем анализ,
чем характеризуется когнитивная система, как развивается и какие состояния
проходит.
Когнитивная система представляет собой пару <, >, первый компонент
 образует ее фактическую составляющую, и состоит из совокупности
объектов, отношений и действий над ними,  = <C, R, F>. Ее второй компонент
 – это логическая часть, которая, во-первых, фиксирует логические
зависимости между элементами множеств C, R, F, и во-вторых, содержит
некоторые заранее не определенные элементы (переменные). Последние
определены над множеством C объектов и необходимы, чтобы формулировать
общие утверждения, например, обобщение.
Пример. При изучении информатики школьник знакомится с основами
математической логики вначале на содержательном уровне. Ему объясняют на
примерах логическую роль союзов И, ИЛИ, частицы НЕ, знакомят с терминами
ИСТИНА, ЛОЖЬ. Затем приводят их формальные аналоги в виде логических
связок
КОНЪЮНКЦИЯ,
ДИЗЪЮНКЦИЯ,
ОТРИЦАНИЕ
и
логических
констант TRUE и FALSE. Наконец, ему преподают основы алгебры
47
высказываний, например коммутативность дизъюнкции и конъюнкции, с
использованием переменных: x  y = y  x и x  y = y  x.
Используя
фактическую
составляющую,
с
помощью
логического
компонента субъект получает новые объекты и новые отношения. То же
относится и к действиям над объектами – их области определения и значений
расширяются. Ранее были сформулированы несколько типов незнания,
возникающие в процессе развития когнитивной системы. Далее мы укажем
подходы к решению двух следующих задач. Первая состоит в том, чтобы
определить какие приемы обучения использовать, чтобы устранить все типы
незнания и вторая, – какими ресурсами должен обладать учащийся, чтобы
справиться с каждым типом незнания. В связи с этим будет показано, что если с
незнаниями начального уровня справляется практически каждый ученик, то
устранение незнание последнего четвертого рода требует от ученика
определенных ресурсов, которыми обладают не все, точнее, они развиты не у
всех.
Пример. Хороший пример расширения фактического компонента дает
изучение языка программирования. Познакомившись вначале с базисными
типами данных, такими как Integer, Float, Boolean, как признаков переменных,
ученика
ставит
в
тупик
необходимость
обработки
в
программе
неограниченного количества однородных данных, например в различных
списках.
После
размышления
ученик
приходит
к
необходимости
существование и такого типа данных, как массив – т.е. нумерованное
множество
однотипных
переменных. Этот
тип
данных
возникает
из
расширения имени переменной, когда к имени добавляется номер. Понятно, что
существование массивов может быть обосновано, основываясь на уже
имеющихся
логических
возможностях
ученика.
Следующий
логически
обоснованный шаг – это включение в понятийную систему многомерных
массивов.
48
Пример. Когда сын одного из авторов получил игрушку, в которой надо
было положить кубик в точности подходящее для этого отверстие, то он
вначале никак не мог понять, что от него требуется. Но когда он понял, то эта
игрушка, вырабатывающая способность устанавливать изоморфизм между
множествами, на длительное время стала для него любимой. Тем самым, он
расширил свою когнитивную систему, включив в нее отношение взаимнооднозначного соответствия, которое не могло быть логически выведено из
имеющихся данных. Это произошло в результате догадки или озарения.
Пример.
Если
использовать
в
качестве
предметной
области
программирование, то можно увидеть, что переход от базисных типов данных к
классам объектов логически обосновать невозможно в рамках существующей
когнитивной системы. Действительно, класс подразумевает наличие в нем
функций обработки объектов этого класса, следовательно имеет некий
активный компонент. В то время как базисные типы данных представляют
собой пассивные элементы хранения, над которыми осуществляют операции
различные функции, которые сами не принадлежат им. Тем самым класс возник
из
идеи
соединения
пассивного
и
активного
начала
в
языках
программирования. Именно поэтому изучение объектно-ориентированного
программирования в школе встречается с непреодолимыми трудностями.
Аналогия здесь с изучением анализа, который трудно понять, не усвоив
представлений о предельном переходе, которое никак не выводится из
школьной математики.
49
Расширение фактической составляющей когнитивной системы.
Назовем когнитивную системы <, > полной, если все получаемые
фактические данные, получаемые из  с помощью  включены в . Тем самым
полная система не позволяет осуществить построение какого-либо нового
объекта, который не известен субъекту. Такая система соответствует
ригидному субъекту, который неохотно включает в свою сознательную систему
новое. Если когнитивная система не полна, то назовем ее открытой. В
открытой системе пара ,  обеспечивает появление нового фактического
знания, что вместе с  образует новый фактический компонент когнитивной
системы. Обозначим это так: ,  |= 1, где   1 и включение здесь строгое.
При этом мы будем характеризовать открытые системы различными
качествами, что позволяет классифицировать различные методы обучения,
мониторинга и психологической конституции ученика.
Пример. Примером открытой когнитивной системы является сознание
ребенка, который включает в круг своего сознания все встреченное им новое.
Пример полной когнитивной системы предоставляют пожилые люди, которые
не признают новых правил поведения в социуме, новой моды, новой лексики и
т.п. Пример полной коллективной когнитивной системы дает консервативное
общество, которое существует в традиционных рамках. Либеральное общество
дает пример открытой коллективной когнитивной системы.
Таким образом, открытая когнитивная система обладает способностью
получать новые фактические данные, не меняя логического компонента. В
данном случае субъект основывается на логических возможностях, которых
достаточно, чтобы выводить существование нового фактического материала.
Можно говорить, что в этом случае происходит расширение когнитивной
системы субъекта, т.е. его обучение. Рассмотрим основные признаки обучения,
50
чтобы описать мероприятия, позволяющие наиболее эффективно его строить и
осуществлять мониторинг.
Из определения открытой когнитивной системы вытекает, что она не
затрагивает обобщения, т.к. при получении новых фактических данных не
возникает новая составляющая логического компонента, а всякое обобщение
приводит к расширению логических возможностей субъекта. Понятно, что
фактический компонент когнитивной системы может расширяться, включая
новые объекты, отношения и действия (т.е. определяя их через имеющиеся
объекты, отношения и действия). В данном случае мы имеем два процесса:
первый – субъект запоминает названия всех новых элементов фактического
компонента, и второй – субъект помещает их в соответствующее семантическое
окружение, т.е. ему становится известен не только термин, но и его денотат.
Теперь разберем, какие методы обучения способствуют различным
расширениям когнитивной системы. Понятно, что обычное запоминание
терминов требует лишь заучивания. Соответственно должны быть построены и
упражнения для удовлетворения необходимости стимулировать и развивать
память обучающихся в соответствующих предметных областях. В свою
очередь, проверка памяти сводится к терминологическим тестам, наподобие
приведенных
в
следующем
примере.
В
данном
случае
происходит
установление незнания первого рода.
Пример. Указать термины, которые используются в программировании
средствами конкретного объектно-ориентированного языка (далее следует
перечисление
терминов
как
из
области
объектно-ориентированного
программирования, так и не принадлежащие ему). Какие ключевые слова
входят в состав условного оператора языка С (далее перечисляются базисные
конструкции
из
встречаются
в
разных
языке
языков
программирования).
программирования
Visual
Basic
Какие
(далее
функции
следует
перечисление типов функций, которые как встречаются, так и не встречаются в
этом языке).
51
Следующий прием обучения состоит в том, чтобы поместить термин в
соответствующий контекст, т.е. установлении связи между термином и его
денотатом. Это обычно сводится к усвоению определений новых объектов и
выработке способности применять эти определения в конкретных ситуациях.
Понятно, что в этом случае одной памяти мало, т.к. простое запоминание
определений без навыка их применения есть иллюзия знания, а не само знание.
Поэтому в упражнениях учащийся должен вырабатывать навык применения
определений для решения конкретных задач. Проверка этого типа незнания
осуществляется тестами, которые требуют от ученика умения применять
определения к фактическому материалу.
Пример. Какие типы данных из перечисленных являются базисными в
языке С++ (далее перечисляются типы данных, как основные, так производные
и или вообще не используемые в языке). Указать наречия в данном
предложении. Указать гипотенузу в данном прямоугольном треугольнике.
Какие клапаны в схеме надо закрыть, а какие открыть, чтобы горючее из бака A
поступало в двигатель, если бак B вышел из строя. Какие слова надо подставить
на место пробелов в приведенной фразе, чтобы она была синтаксически верной
(при этом приводятся несколько возможных как правильных, так и
неправильных вариантов ответов). Как называется отрезок, соединяющий
вершину треугольника с противоположной стороной и делящей ее пополам.
Как видно тестирование в этом случае построено на применении
определений, хотя можно использовать и терминологическое тестирование,
например:
дать определение рекурсивной
функции,
дать
определение
гипотенузы, медианы, высоты треугольника и т.п..
Следующий этап расширения когнитивной системы состоит во включении
в нее нового отношения или действия. В данном случае мы не будем различать
введения новых отношений и действий, эти два процесса логически идентичны.
Обычно новое отношение или действие (на начальных стадиях обучения)
вводится путем определения через имеющиеся.
52
Пример. Понятие массива в программировании определяется через
понятие переменной. Понятие класса объектов в объектно-ориентированном
программировании выводится из понятия структуры. Вычитание в арифметике
определяется через сложение. Понятие наибольшего общего делителя
определяется через понятия делителя и максимальной величины. Понятие
производной функции определяется через понятие предела.
Подобных примеров можно приводить много, но наша цель состоит в
установлении логических средств, которые для этого используются. Обычное
средство введения нового отношения или действия
– использование
утверждения вида: «Если <выполняется условие>, то <вводится понятие>», т.е.
установление каузальных зависимостей.
Пример. Если каждый элемент множества A принадлежит множеству B, то
множество A включено в множество B.
Методика обучения такая же, как в предыдущем случае – заучивание
определений и на примерах вырабатывание навыков их применения.
Тестирование в данном случае должно быть терминологическим, т.е.
запоминание терминов и их применение в различных конкретных ситуациях.
Пример.
Как
называются
теоретико-множественные
операции
над
множествами (далее следует перечисление терминов, в которых встречаются
как правильные термины, так и неверные). Какое отношение выполняется
между множествами A и B (далее следует конкретное задание этих множеств,
либо в виде перечисления их элементов, либо в виде диаграмм Вена и список
отношений, среди которых часть неверных).
Конечно, можно привести и другие формы определения новых отношений
и действий, но условное утверждение является основным. Еще раз подчеркнем,
что при определении нового отношения или действия, указанного в этом
разделе, ученик использует собственные логические возможности, не порождая
новых.
53
Пример.
Какие
данные
в
указанной
таблице
БД
противоречат
приведенному ограничению целостности. Какие данные должны быть
добавлены
в
указанную
таблицу
БД,
чтобы
таблица
удовлетворяла
приведенному ограничению целостности.
Рассмотрим, какие еще методы обучения и мониторинга можно
использовать в этом случае. Так как учащийся не расширяет свой логический
компонент, то предполагается, что на этой стадии обучения ученик уже
сформировал необходимый аппарат установления каузальных (причинных)
зависимостей. Поэтому, основной прием обучения в данном случае состоит в
демонстрировании алгоритмов, которые описывают действия над фактическим
материалом предметной области. При этом основная цель обучения –
выработка устойчивых навыков действия в предметной области, что сводится к
умению применять алгоритмы для разрешения исходных ситуаций.
Пример. Выработка устойчивых приемов программирования задач из
определенной области позволяет человеку справляться с большинством
возникающих при этом задач. До тех пор, пока человек работает в этой области,
он чувствует себя вполне комфортно, выработанные им стереотипы позволяют
справляться с работой эффективно. С другой стороны, при переходе к другой
предметной области может оказаться, что наличия стандартных приемов уже
недостаточно. Для этого обладать когнитивной системой первого рода мало.
Обучение алгоритмам и навыкам действий в предметной области требует и
своих методов мониторинга, особенно автоматизированного. Выявление
способности принимать решения на основе имеющихся алгоритмов должно
тестироваться задачами, описывающими конкретные ситуации и требующие их
разрешения. При этом описание конкретной ситуации не должно допускать
неоднозначного толкования. Последнее требует выработки решения в условиях
неопределенности, что может не вкладываться в уже усвоенные алгоритмы.
54
Пример. Для базы данных «Предприятие» установить всех поставщиков
комплектующих, с которыми еще не закончены договорные отношения. Для
приведенной блок-схемы установить значение выходной переменной, если
значение входной переменной равно трем. Какие действия необходимо
совершить, чтобы возвести каждый элемент массива в квадрат? Составить
программу на языке C++, реализующую метод пузырьковой сортировки
целочисленного массива из 100 элементов.
Понятно, что все перечисленные приемы обучения – это обучение анализу,
они ликвидируют незнания второго рода. Тестирование в таком случае – это
установление незнания второго рода.
Особо следует выделить те моменты в обучении, которые заключаются в
установлении соотношений между имеющимися базисными отношениями. Мы
имеем в виду формулировки теорем и задач на доказательство. С одной
стороны, такое соотношение между понятиями имеет характер логического
высказывания, которое было не известно субъекту, с другой при его
доказательстве не происходит расширение базисного логического компонента
когнитивной системы, так как установление его истинности требует
логического
вывода
с
привлечением
лишь
имеющегося
логического
компонента. Неумение осуществлять такое доказательство классифицируется
как незнание третьего рода.
В данном случае обучение методам доказательства принципиально ничем
не отличается от уже перечисленных средств расширения когнитивной
системы, когда в процессе решения задачи не требуется синтезировать новый
объект, так как сама логическая система не меняется. С другой стороны –
обучить принимать решения в незнакомых ситуациях труднее, чем обучить
применению определений, формул или алгоритмов в конкретных ситуациях.
Здесь зачастую необходимо использование таких средств, которые априорно в
когнитивной системе отсутствуют. Это именно тот случай, когда при поиске
решения
требуется
синтез.
Например,
55
это
может
быть
нахождение:
дополнительных построений в геометрии, упрощающих преобразований в
алгебре, нетрадиционных запросов к базам данных и т.п. Но пока ограничимся
лишь такими ситуациями, когда мы заранее отказываемся от синтеза чего-то
нового. Поэтому будем рассматривать этот тип обучения и установления
незнания третьего рода именно в этом разделе, т.к. расширение логического
компонента когнитивной системы принципиально не сводится к логическим
преобразованиям.
базирующиеся
на
А
даже
самые
известных
сложные
логических
логические
приемах,
построения,
все-таки
ближе
к
алгоритмическим действиям, чем к построению новых логических методов. С
другой стороны, при возникновении потребности в синтезе между этим типом
обучения и обучением, связанным с расширением логического компонента
много общего. Это будет видно из следующего раздела.
Установление незнания третьего рода осуществляется решением задач на
доказательство, основываясь на фиксированных методиках не предполагающих
наличия нестандартных приемов.
Пример. Когда возникает задача установления выполнимости булевских
функций, то для ее решения используются обычные таблицы истинности. В
точности так же установление эквивалентности булевских функций также
можно установить с помощью таблиц истинности. В программировании это
могут быть программы, не использующие сложных типов данных или
нетипичных преобразований.
Таким образом, мы установили, что открытые когнитивные системы
используют для своего развития лишь те ресурсы, которые заложены в них
априорно.
Эти
ресурсы
носят
логико-информационный
характер
и
представляют собой часть содержания сознания. Не то мы видим, когда
приходим к расширению когнитивной системы за счет увеличения ее
логического компонента.
56
Когнитивные системы второго рода.
Во-первых, следует отметить следующую особенность сознания (назовем
ее
локальностью), которая
вытекает из невозможности одновременно
удерживать субъектом в поле сознания более семи (плюс-минус два) объектов и
необходимости адаптации своего сознания для скорейшего принятия решений.
Таким образом, локальность сознания не позволяет оперировать большими
совокупностями объектов или закономерностей, и для своей обработки они
должны быть каким-то образом преобразованы. В связи с этим отметим
следующую особенность человеческого восприятия фактического материала.
При получении большого количества фактических данных у человека
проявляется способность к обобщению, что в наших терминах обозначает
модификацию логического компонента когнитивной системы. При этом
обобщение возникает не в результате логических построений, а иными
средствами, среди которых главную роль играет психическая составляющая.
Пример. Написав большое количество программ, получив в этом деле
достаточный опыт, программист вырабатывает собственные приемы написания
программ, которые позволяют существенно повысить производительность
труда при написании и сократить время отладки. В объектно-ориентированном
программировании
это
сводится,
например,
к
созданию
классов,
с
последующей инкапсуляцией, которые впоследствии могут использоваться при
составлении новых программ. Получается, что класс – это формальное
выражение возникшего опыта.
Когда мы обобщаем экспериментальный опыт из исследуемой предметной
области или вводим обобщения теоретических положений, то такие обобщения
не появляются как логические следствия из уже имеющегося сознательного
материала. На некотором этапе мы обязательно используем догадку,
высказываем гипотезу и в последующем пытаемся ее обосновать, ждем
момента озарения и т.п. В результате логический компонент пополняется
57
новым содержанием, которое не может быть выведено из уже имеющегося
материала.
Пример (из информатики). Составление программы для решения
содержательной задачи почти всегда связано с творчеством, т.к. формальная
конструкция программы не выводится логически из формулировки задачи.
Обычный способ обобщения, в результате которого появляется новое
понятие,
отношение
или
действие
состоит
в
определении
классов
эквивалентности. Напомним, что эквивалентностью называется рефлексивное,
коммутативное и транзитивное бинарное отношение.
Пример (из математики). В геометрии такими отношениями являются
параллельность и равенство отрезков, равенство и подобие треугольников и
т.п., в теории чисел – классы вычетов, в булевой алгебре – эквивалентность
функций и т.п. Эквивалентности играют главную роль в математике, которая не
исследует свойства отдельных объектов, но лишь их классов, обладающих
определенными свойствами.
Пример (из физики). Физики очень часто прибегают к обобщению
опытных данных, чтобы впоследствии создать очередную физическую теорию.
Например, на основе обширного экспериментального материала, они вводят
различные понятия, наподобие элементарных и субэлементарных частиц и
отношения между ними, например орбиты вращения электронов. При этом
определение объекта просто констатируется: если на экране осциллографа (или
иного более современного устройства) появился сигнал такой-то формы, то это
пролетел µβ-мезон, и он никак не может быть µɤ-мезоном, который был
зафиксирован в пятницу третьего дня.
Понятно, что эти примеры можно продолжить, т.к. в опыте каждого
человека они встречаются. Все они дают нам пример расширения логического
58
компонента когнитивной системы, которое принципиально отличается от
рассмотренного в предыдущем разделе. В данном случае знание не может быть
выведено из имеющихся фактических данных с помощью имеющихся
логических средств, т.е. не может быть получено сознательно. Когнитивные
системы, расширяющиеся таким образом, назовем творческими. Итак,
основное отличие творческой когнитивной системы от открытой состоит в том,
что в открытой для получения новых знаний используется уже имеющийся
логический аппарат, а в творческой – сам аппарат расширяется за счет
психического процесса, который пока нельзя назвать до конца изученным. Для
его обозначения можно использовать различные термины: озарения, догадка,
интуиция и т.п., но это лишь термины, которые не раскрывают сути.
Но сейчас нас интересует, какие образовательные приемы соответствуют
выработке новых логических закономерностей, исходно отсутствующих в
когнитивной системе. Из классификации незнаний, приведенной ранее,
вытекает, что творческая когнитивная система позволяет устранять незнание
четвертого рода. Для того, чтобы этот процесс был успешен, ученик должен
обладать
определенными
ресурсами,
которые
условно
можно
назвать
способностью к творчеству. Понятно, что термин творчество весьма широк:
художник, музыкант, писатель, инженер, спортсмен и токарь различаются в
своих творческих проявлениях, но, наверное, можно допустить, что в основе
творческого процесса у всех лежит один базисный механизм – потребность
создания
нового.
Следовательно,
чтобы
ученик
обладал
творческой
когнитивной системой, его обучение должно включать решение нестандартных
задач, независимо от того, к какой области они принадлежат, математике,
физике, литературе или истории. Решение нестандартных задач подразумевает
принятие решений в условиях неопределенности, которая, пусть и будет в
задачах, искусственной, но тренирует творческий механизм, который затем
будет помогать принимать решения в реальных ситуациях.
59
Для мониторинга знаний в этом случае также применяются различные
задачи, решение которых подразумевает, во-первых, самостоятельность в
принятии решений и, во-вторых, интеллектуального напряжения. Понятно, что
в данном случае мы уже вторгаемся в ту область психологии, которая связана с
анализом мотивации, т.к. без соответствующей мотивации ученик не будет
напрягаться
при
решении
трудных
задач,
какими
бы
уникальными
способностями он не обладал. Но анализ мотивации и способы ее
стимулирования лежат несколько в стороне от темы рассматриваемой в данном
разделе, она будет рассмотрена позднее. Непосредственный вывод, касающийся
психологии ученика, у которого мы формируем творческую когнитивную
систему, состоит в том, что для этого необходимо использовать тестирование
наподобие того, которое используется при выявлении IQ. Но здесь решение
задач направлено не на установление IQ конкретного ученика, а на развитие
способностей к неординарному мышлению. А так как в настоящее время
имеется изобилие методик подобного вида для различного типа личностей:
«физиков и лириков», то включение их в образовательный процесс позволяет
выявить ориентацию учеников на ту или иную форму деятельности.
Психические качества, необходимые для развития когнитивных
систем.
Понятно, что всякая когнитивная система для своего развития требует
вполне определенных психических ресурсов. Открытая система, главным
образом, требует способности усваивать алгоритмические действия по
преобразованию тех или иных объектов, обычно сравнительно простые. Для
этого требуется развитие памяти, внимания, терпения, сосредоточенности на
конкретных действиях и умении их использовать. Поэтому на начальных
этапах
обучения,
когда
когнитивная
система
открытая,
необходимо
одновременно с учебными мероприятиями по обучению конкретным знаниям и
навыкам,
одновременно
использовать
приемы
развития
указанных
характеристик. Мы не будем повторять основы психологии, чтобы обосновать
этот тезис, наша цель в логическом обосновании, что устранение конкретного
60
незнания
требует
психологической
определенных
конституции
методик
ученика,
без
обучения,
которой
мониторинга
эти
приемы
и
не
эффективны.
При переходе к творческой когнитивной системе определенности меньше.
Здесь мы можем лишь констатировать, что и обучение и мониторинг незнания
четвертого типа включает решение трудных задач, требующих принятия
нестандартных решений. Дать более четкие формулировки на уровне строгих
понятий мы не можем, т.к. предмет очень непростой, он непосредственно
связан с таким явлением как интуиция. Поэтому мы можем лишь
констатировать, что для формирования творческой когнитивной системы
должна присутствовать мотивация, быть развитой интуиция, смелость и
неординарность при принятии решений. Таким образом, все три упомянутые
составляющие:
психология
ученика,
обучение
и
мониторинг
должны
рассматриваться как единая система, которую необходимо развивать по всем
этим направлениям при создании учебников типа ЖК.
Выводы.
Возвращаясь к теме проектирования учебников типа ЖК следует сказать,
что материал такого учебника должен учитывать особенности излагаемого
материала и, в частности, на развитие какого типа когнитивной системы
нацелено содержание каждого его раздела. Более простые – открытые
когнитивные системы обладают хорошей методической проработкой, но при
переходе к формированию творческой когнитивной системы, возникает
существенная неопределенность. Ее устранение есть залог востребованности
учебника. Здесь мы не затронули вопросов формирования мотивации, проведя,
главным образом, логический анализ когнитивных систем. Но так как без
выработки мотивации вообще все образование останавливается в недоумении:
«А зачем это все нужно?»
61
Глава 4. Дифференциальная модель мотивации
Введение
Современные
обосновывать
математические
многие
явления,
методы
доселе
достаточно
имеющие
вид
развиты,
чтобы
общепринятых
деклараций, и тем самым создавать прочный фундамент теориям, пока
имеющих форму верований или базирующихся на высказываниях авторитетов.
В этой связи авторам хотелось обосновать формирование мотивации с
математических позиций, одновременно прибегая к некоторым физическим
аналогиям. Однако термин мотивация имеет явно выраженную ориентацию на
ассоциированную ситуацию, т.к. не существует просто мотивации, она
возникает по отношению к чему-либо (учебе, работе, виду деятельности и пр.).
Именно в этом аспекте исследуется мотивация. Это накладывает определенные
ограничения на используемый подход, все аспекты предмета, так или иначе,
описываются в терминах ситуации. В конечном итоге удается получить
дифференциальное уравнение, которое описывает формирование мотивации в
зависимости от различных факторов: внутренние – определяемые субъектом, и
внешние формирующиеся окружающей средой. Затем исследуются решения
этого уравнения при разных значениях параметров.
Термин мотивация в современной психологии популярен, главным
образом, благодаря потребности манипулировать большими массами людей,
возникающей в самых различных областях. Примеров – множество: в
педагогике мотивация стала острейшей проблемой, так как учащиеся
катастрофически теряют желание учиться в инкубаторах под названием
учебные заведения; в рекламе – чем больше мотивировать аудиторию, тем
выше прибыль, про политику и говорить не стоит, это банально, и, естественно,
надо упомянуть армию, в которой служить никто не хочет. Эти примеры можно
продолжать, но вывод вполне определенный: в большинстве случаев
обывателей хотят мотивировать, чтобы лучше ими манипулировать.
62
Психология выработала эффективные способы манипулирования, в
первую очередь, в самой коммерциализированной области – политике, и
хорошо продвинулась в рекламе, но стоит с поникшим взором перед проблемой
решения жизненно важных задач, возникающих в педагогике. Прослойка
учащихся, сознательно желающих учиться, близка к нулю, а число
сознательных защитников отечества среди молодежи допризывного возраста
строго равно нулю. Конечно и тяга к учению и патриотизм, в большой степени,
имеют своим источником семью, но нельзя считать, что в этом вопросе
воздействие социума не важно.
В этой работе, опираясь на положения К.Г. Юнга и некоторые работы
авторов, попытаемся с математических позиций описать процесс формирования
мотивации и сформулируем ряд вытекающих из этого положений, получивших
экспериментальное
подтверждение.
Трудность
исследования
мотивации
определяется тем, что мотивация не абстрактное понятие, нельзя мотивировать
субъекта вообще. Мотивация возникает у него по отношению к определенной
ситуации, которая, в свою очередь, зависит от многих условий. Поэтому чем
выше мотивация у субъекта, тем более он вовлечен в ситуацию, тем
интенсивнее она развивается и поэтому более активно мотивирует вовлекаемых
субъектов. С другой стороны, падение мотивации вызывает депрессивное
развитие ситуации, что, в свою очередь снижает мотивацию вновь вовлекаемых
субъектов.
Пример 1. Уже замечено, что в слабых учебных заведениях, например,
СПО мотивация учащихся падает к концу первого курса. В последующем
студенты старших курсов с низкой мотивацией принимают непосредственное
участие в формировании низкой мотивации у вновь поступивших.
Здесь мы рассмотрим развитие ситуации, по отношению к которой
формируется мотивация, с двух позиций. Во-первых, объективной, так как
всякая
ситуация
развивается
в
определенном
непосредственно влияет на нее.
63
окружении,
которое
Пример 2. Митинг собирает вполне определенное количество участников,
которое заведомо не может быть больше заранее определенного предела, даже
если это позволяют власти и площадь, на которой проводится митинг. Всегда
найдутся субъекты, находящиеся в оппозиции к митингующим.
Во-вторых, ситуация развивается в том или ином направлении в результате
присоединения к ней или, наоборот, оттока участников. Это же относится и к
отдельному субъекту: он может больше вовлекаться в ситуацию, или, наоборот
выходить из нее.
Пример 3. Тот же митинг, который вначале представлялся единым в своих
устремлениях, со временем начинает расслаиваться «по интересам» т.к. его
лозунги интересны не для всех. В результате такого расслоения возникает
оппозиция,
покидающая
его.
Наоборот,
когда
затрагиваемые
темы
злободневны, то к митингующим присоединяются и те, кто исходно не
планировал в нем участвовать.
Итак, каждая ситуация имеет два аспекта: внешний, связанный с
закономерностями, которые выводятся из ее динамики, и внутренний, который
описывает причины почему ситуация развивается так, а не иначе. Так объект в
физике может обладать массой, скоростью и ускорением. Но наблюдая его,
видим только, по какой траектории он движется, с какой скоростью и
ускорением. И для объяснения его движения необходимо знать его массу и
действующие на него силы. Так же с ситуацией: вначале мы наблюдаем ее
развитие, потом выясняем факторы, способствующие этому развитию.
Исследование ситуации с двух позиций: объективной (наблюдаемой) и
субъективной
(описывающей
силы
развития)
и
представляет
предмет
настоящей главы. Развитие ситуации происходит под воздействием мотивации
субъекта (субъектов). Поэтому, поняв законы развития ситуации, мы сможем
познать законы мотивации субъекта по отношению к этой ситуации.
64
Импульс и сила развития ситуации.
Пусть субъект принимает участие в некоторой динамической ситуации,
которая описывается попарно различными состояниями. Для простоты
полагаем, что состояния линейно упорядочены и ситуация может развиваться
только в двух направлениях: развития (положительном) и деградации
(отрицательном). Последние не имеют оценочного характера, они аналогичны
положительным и отрицательным числам. Поэтому каждое состояние
характеризуется некоторым числовым значением и переходы возможны только
между соседними состояниями.
Переход ситуации из одного состояния в другое за время t обозначим .
Будем называть эту величину – приращением, произошедшим за время t. Не
будем сейчас вводить единицы измерения состояния и приращения. Для нас
достаточно допустить, что  имеет знак + или – и числовое значение.
Пример 4. Ситуация, воспринимаемая субъектом – учебный процесс в
учебном заведении, где он учится. Учебный процесс имеет два направления
развития: прогрессивный – приобретение знаний и депрессивный – сохранение
видимости обучения без усвоения знаний. Числовые значения состояний
вводятся следующим образом: чем больше знаний получено, тем большее
значение имеет состояние. Соответственно, знания либо приобретаются, либо
теряются в силу естественного свойства памяти - забывать.
Пример 5. Ситуация, воспринимаемая субъектом – учебное заведение, в
которое хочется поступить. Налицо два варианта развития ситуации: поступить
– не поступить. Опять можно увидеть оценки ситуации: упорная подготовка
увеличивает готовность к поступлению, время, проведенное за компьютерными
играми, – уменьшает.
Пример
6.
Ситуация
«Спортивная
игра»
развивается
по
двум
направлениям: присоединиться (зритель, участник) – проигнорировать. Эти два
65
направления развития ситуации порождают двунаправленный числовой ряд
значений: совершенствоваться в игре или ее игнорировать.
Пример 7. Ситуация «Рынок» развивается по двум направлениям:
покупать (будем считать его положительным направлением) и продавать
(отрицательным). Нулевое значение – это состояние неприсоединения к рынку.
Чем больше по абсолютной величине значение приращения для игрока, тем
более активно он включен в ситуацию.
Помимо этого охарактеризуем ситуацию параметром M, который назовем
массой ситуации. Определим ее следующим образом: чем больше значимых
для субъекта объектов и субъектов вовлечены в ситуацию, тем больше ее масса.
Замечание, что включенные в ситуацию объекты и субъекты должны быть
значимы для субъекта, важно. Ситуация может включать большое число
участников, но они могут быть не значимы для субъекта. Тогда масса ситуации
для него невелика.
Пример 8. Студентка консерватории с удивлением, близким к ужасу,
наблюдает поведение футбольных фанатов, когда их команда проигрывает.
(Впрочем, их поведением мало отличается и когда их команда выигрывает). С
другой стороны, она легко включается в обсуждение последнего концерта
«Виртуозов Москвы».
Обратим внимание, что масса ситуации подразумевает взаимную
независимость и относительную свободу вовлеченных в нее субъектов. Тогда,
объединение
таких
субъектов,
действительно,
является
характерным
показателем ситуации. Чтобы сделать массу ситуации более значимой могут
использоваться дополнительные приемы: лозунги, транспаранты на митинге;
демонстрирование
полученных
наград
и
поощрений
начальства
или
независимых экспертов; подчеркивание привлекательных черт спортивной
игры; упоминание привлекательности рынка для его участников и т.п. Это
придает ситуации лишь видимость большой массы, что чревато последствиями.
66
Начиная с некоторого момента, это входит в противоречие с действительной
массой ситуации, что оказывает негативное воздействие, т.к. вместо того,
чтобы вовлекать новых участников, происходит дискредитация ситуации и
участники начинают разбегаться.
Пример 9. Ситуация, когда рота солдат шагает строем под командованием
старшины, обладает небольшой реальной массой, но очень большой
видимостью этой массы. В ней солдаты не скреплены единым замыслом или
волей, но лишь авторитетом командира, который в данном случае невелик.
Поэтому при первом же послаблении, они разбегаются для более интересного
времяпрепровождения. С другой стороны, когда та же рота с криком «Ура» под
командованием того же старшины бежит в атаку, то такая ситуация обладает
большой массой – солдаты объединены единством цели и воли. Они навряд ли
разбегутся.
Продолжение примера 4. Масса учебного заведения, в котором учится
субъект, для него складывается из следующих компонентов: солидность,
авторитет учебного заведения, сумма приобретаемых знаний, получаемая в
конечном итоге специальность. Видимость массы учебного заведения создается
путем проведением мероприятий, носящих рекламный характер. Однако, когда
имитация массы вступает в значительное расхождение с ее реальным
значением, учебное заведение стремительно теряет привлекательность со всеми
вытекающими отсюда последствиями.
Продолжение примера 5. Масса учебного заведения, где субъект не
учится, складывается из солидности, авторитета, наличия квалифицированного
преподавательского состава, количества специальностей по выбранному
направлению, возможности хорошего трудоустройства. Видимость массы
также создается мероприятиями рекламного характера.
Продолжение примера 6. Масса спортивной игры складывается из ее
престижности, распространенности, влияния на здоровье, возможности достичь
67
существенных успехов и пр. Видимость массы создают ее фанаты, которые как,
например, в случае с отечественным футболом дискредитируют его. В
результате посещение стадионов во время футбольных матчей обычными
болельщиками становится неприемлемым. В результате масса ситуации
«Участие в футбольном движении» существенно снижается.
Продолжение примера 7. Масса ситуации «Рынок» складывается из числа
активных игроков, принимающих участие в игре, всех денежных средств рынка
и количестве собственных вложенных в рынок средств участника. Видимость
массы создают рекламные мероприятия, которые пытаются подогреть интерес к
ситуации.
Замечание. Понятно, что введенные термины: состояния ситуации, их
приращения и масса носят экспертный характер и определяются субъектом,
исходя из собственных представлений. Это и обусловливает трудность
создания формальной модели мотивации. Однако, если вопрос идет о
качественной модели, которая должна подтверждаться на содержательном
уровне, то сделанные допущения при введении этих определений вполне
адекватны.
Теперь введем понятие импульса ситуации, как произведение M
d
. Мы не
dt
вводим строгого определения производной, полагая, что используется
имеющееся
из
области
нечетких
рассуждений.
Импульс
ситуации
характеризует устойчивость ее развития. Чем больше масса ситуации, тем
вероятнее, что она не деградирует и продолжит свое развитие; чем более
устойчиво развитие ситуации в определенном направлении, тем вероятнее это
движение продолжится.
Продолжение примера 4. Импульс своего учебного заведения, т.е.
заведения,
где
учится
предопределенностью
субъект,
учебного
определяется
процесса.
его
Скорость
солидностью
развития
и
учебного
процесса определяется объемом информации, получаемой (или забываемой) за
68
семестр. Таким образом, солидность заведения вкупе с объемом усваиваемой
информации, определяет импульс учебного заведения для субъекта.
Продолжение примера 5. Импульс не своего учебного заведения
складывается из солидности и скорости подготовки к поступлению.
Продолжение примера 6. Импульс спортивной игры складывается из ее
популярности и скорости переходов между последовательными состояниями:
игнорирующий, зритель, участник.
Продолжение примера 7. Импульс рынка складывается из его массы, т.е.
вовлеченных активов и игроков, и устойчивости движения в одном
направлении.
Рынок
с
выраженным
трендом
имеет
большую
привлекательность своей предсказуемостью. С другой стороны рынок,
демонстрирующий небольшие колебательные движения не интересен для
игроков своей непредсказуемостью.
Импульс демонстрирует только устойчивость развития ситуации, но ее
динамика определяется воздействием ряда стимулов. В физике используется
понятие развивающей силы – производной от импульса. Воспользуемся
физической аналогией и назовем стимулом развития ситуации величину F =
d 2
M 2 . Чем больше масса и ускорение изменения ситуации, тем больше стимул
dt
развития ситуации.
Сила торможения ситуации.
После того, как мы ввели стимул развития ситуации, необходимо
определить из каких компонентов он складывается. Первый фактор, который
его
определяет
–
это
внешняя
сила
торможения.
Обоснование
ее
существования выглядит следующим образом.
Для развития ситуации требуется определенный ресурс, и чем больше
приращение , тем больший ресурс требуется. Для простоты полагаем, что сила
торможения пропорциональна величине отклонения , т.е. имеет вид c. Если 
69
положительно, то c – сила, направленная в обратном направлении по
отношению к , т.е. c < 0. Эту силу необходимо преодолеть ситуации, чтобы
сохранить направление развития.
Если  – отрицательное приращение (т.е. ситуация деградирует), то в этом
случае среда (например, социум) не допускает ее слишком быстрого
негативного развития и соответствующим образом воздействует на ситуацию,
противодействуя ее деградации. Тем самым сила торможения c направлена в
сторону позитивного развития ситуации, т.е. и в этом случае c < 0.
Следовательно, сила торможения формируется в результате наличия
отрицательной обратной связи между средой и ситуацией. При этом понятно,
что чем больше |c|, тем больше эта сила противодействия возникновению
отклонения ситуации. Другими словами, тем больше воздействие на мотивацию
субъекта, противодействующее его вовлеченности в ситуацию.
Продолжение примеров 4 и 5. Поступление в учебное заведение и учеба в
нем требуют от субъекта определенных ресурсов. Чем престижнее учебное
заведение или чем более успешна учеба, тем больше ресурсов требуется для
обучения в нем. С другой стороны, социум негативно относится к субъектам,
декларирующим свое негативное отношение к образованию, заставляя их хотя
бы формально получать различные документы об образовании.
Продолжение примера 6. Социум не поощряет человека, который
декларирует негативное отношение к спорту и ведет нездоровый образ жизни.
Но для того, чтобы участвовать в спортивных состязаниях или просто
заниматься
спортом
на
любительском
уровне,
требуется
привлечение
дополнительных ресурсов, которыми не все располагают.
Продолжение
примера
7.
Однонаправленному
развитию
рынка
препятствует конкуренция. Если цена на товар растет длительное время, то
производить его становится выгодно, его начинают производить больше, в
результате цена снижается. Аналогично, когда цена слишком падает, то
70
производство товара прекращается, падение цены тормозится. Таким образом,
поведение рынка с одной стороны определяется стимулом – желанием
заработать, а с другой давлением собственно рынка, не позволяющем цене
слишком расти или падать.
Таким образом, с одной стороны ситуация развивается под действием
развивающего
стимула,
с
другой
–
ее
развитию
препятствует
сила
сопротивления.
Внутренние ресурсы развития ситуации.
Посмотрим
на
ситуацию
со
стороны
субъекта,
который
может
присоединиться к ней, способствуя ее развитию в том или ином направлении.
Рассмотрим, что движет в таком случае субъектом, для чего найдем истоки
этой движущей силы, в конечном итоге, обуславливающей его встраивание в
ситуацию. Чтобы перейти к таким категориям, как сила, необходимо допустить,
что ситуация ассоциируется у субъекта с источником психических ресурсов,
который позволяет ему совершать действия по развитию/деградации ситуации.
По К.Г. Юнгу таким ресурсом является символ, ассоциированный с ситуацией
и обладающий зарядом психической энергии. Если ситуация не находит
глубинного отклика в виде ассоциированного символа, то она остается на
уровне знака. Знак не имеет энергетического ресурса, поэтому не вызывает
притока психической энергии и, следовательно, не определяет мотивации
субъекта. В лучшем случае он способствует оперативному управлению,
наподобие того, как вагоновожатый управляет трамваем на перекрестке.
Пример 10. Известно, что спортсмены на соревнованиях достигают
лучших показателей, чем на тренировках. Это объясняется тем, что символ
Победитель имеет для них существенное значение, иначе они не стали бы
участниками соревнований.
Пример 11. Один в свое время очень известный тяжелоатлет на
соревнованиях всегда брал больший вес, когда в зале перед помостом сидела
71
красивая женщина. Он получал дополнительную психическую энергию от
символа Анима – идеальная женщина.
Пример 12. При прочих равных условиях студент учится лучше, когда в
семье культивируется культ знаний. Если в ребенке пробудить тягу к
созиданию (символ Создатель), то он вырастает творческим человеком не
зависимо от того, какое места он займет в социуме.
Пример 13. При большом объеме сделок, заключенных на рынке, сам
рынок превращается в символ, который воздействует на мотивацию субъекта
присоединиться к рынку.
Понятно, что символ должен обладать значимостью для субъекта, иначе
его влияние на субъекта ничтожно. Но значимость символа – не может быть
абстрактной, не относящейся ни к чему или относящейся ко всему. Значимость
символа связана с его важностью для субъекта «здесь и сейчас» в ситуации, в
которую вовлечен субъект. Чем более значим символ, тем более он определяет
действия субъекта в ассоциированной ситуации. С другой стороны, по
действиям субъекта в ситуации на длительном временном отрезке можно
определить те символы, которые значимы для него именно в отношении к
ситуации. Длительный временной интервал здесь необходим, чтобы исключить
несущественные флуктуации окружения.
Во-вторых, действия субъекта в ситуации и ассоциированный с ней
символ, который предоставляет ресурсы субъекту для участия в ситуации, не
противоречат друг другу. Т.е., если символ имеет позитивный ресурс, то
участие субъекта в ситуации приводит к ее развитию. С другой стороны,
символ может снабжать субъекта негативной энергией, что приводит к
действиям субъекта по деградации ситуации.
Итак, символ – это источник позитивного/негативного ресурса по
развитию или деградации ассоциированной ситуации. И этот ресурс
пропорционален значимости этого символа. Поэтому, говоря о символе
72
(который имеется у субъекта) всегда будем иметь в виду его значимость
(обозначим ее m).
Пример 14. Символ Родина для одних незначим и, скорее, абстрактный,
чем содержательный. Для других этот символ укрепляется за счет значимых
символов: семья, свобода, благосостояние и др.
Пример
15.
Современная
ситуация
в
РФ
разными
субъектами
воспринимается по-разному, в зависимости от значимости символа Родина.
Разделим субъектов на два условных класса: демократы и сторонников твердой
дисциплины. Понятно, что для обеих разновидностей значимость символа
велика, но их участие в социальной деятельности разнонаправлена и связано с
другими символами. Т.е. значимость символа подвержена влиянию других
символов. Это отчетливо видно по составу митингующих на различных
митингах и сходках.
Пример 16. Один и тот же символ Благополучие может побудить пойти
одного выпускника школы на низко квалифицированную работу, чтобы
почувствовать себя материально независимым, а другого – учиться в
университет, чтобы приобрести престижную работу после его окончания.
Непосредственно
измерить
значимость
символа
для
субъекта
не
представляется возможным, но нам это и ни к чему, нас интересует значимость
символа по отношению к конкретной ситуации, в которую вовлечен субъект. В
связи с этим вспомним, что мы раньше условились измерять динамику
ситуации некоторыми показателями, фиксируя ее отклонение от текущего
состояния. Но ситуация и символ связаны положительной обратной связью.
При позитивном развитии ситуации значимость символа возрастает, и
наоборот, если символ приобретает большую значимость посредством
некоторых внешних воздействий, то его влияние на ситуацию растет в том
плане, что он становится более ресурсоемким, обеспечивая субъекту
дополнительную психическую энергию. Последнюю субъект направляет на
73
развитие ситуации. С другой стороны деградация ситуации влечет негативную
динамику символа, он переходит из состояния большей значимости к меньшей.
Пример 17. По мере приближения к ответственным соревнованиям,
интенсивность тренировок спортсмена, как правило, возрастает. По мере
приближения к экзаменационной сессии посещаемость студентами лекций и
семинаров, при прочих равных условиях, растет.
Мы не можем оценить массу символа лишь на качественном уровне по
шкале: более значимый – менее значимый. Но наша задача состоит в том,
чтобы оценить не значимость символа вообще, а его воздействие посредством
субъекта на ситуацию, в которую субъект вовлечен. Поэтому мы будем
говорить об изменении ситуации, которое вызвано символом, обозначив его .
Положительное значение этой величины обозначает позитивное изменение
ситуации под воздействием символа, негативное – отрицательное и также под
воздействием
символа.
Скорость
изменения
воздействием символа определяется производной
Теперь введём понятие импульса m
состояния
ситуации
под
d
.
dt
d
, здесь m понимается как значимость
dt
символа применительно к ситуации, в которую вовлечен субъект, а  – как
изменение ситуации, вызванной ресурсом, который вызван этим символом. В
результате, чем больше значимость символа и чем более символ способствует
преобразованию ситуации, тем сильнее воздействие символа на ситуацию. При
этом импульс имеет направление и модуль.
По аналогии с физикой производная от импульса m
d 2
dt 2
есть сила,
вовлекающая субъекта для преобразования ситуации, которая вызвана
символом, ассоциированным с ней. Эта сила характеризуется значением и
имеет направление, знак которого совпадает со знаком силы M
74
d 2
.
dt 2
Внешние факторы воздействия на ситуацию.
В исследовании сил, определяющих развитие ситуации, пока не учтен еще
один важный фактор – т.н. контекст k(t), в котором находится субъект и
развивается
ситуация.
Здесь
под
контекстом
понимается
внешняя
составляющая, определяемая характеристиками среды.
Пример 18. Авторитет образования может быть больше или меньше, что
соответствующим образом влияет на желание субъекта получить это
образование. Мода очень сильно определяет то, как одеваются люди.
Общественное мнение может больше или меньше поощрять здоровый образ
жизни, что влияет на причастность субъектов к спорту. Общее политическое и
экономическое состояние страны очень сильно влияет на положение валюты
этой страны, способствуя росту или падению ее котировок на длительном
интервале.
Для построения только качественной теории, достаточно полагать, что
k(t) = c1sin(t + ) + c2t + c3, где синусоида определяется короткими
колебаниями внешних факторов (колебаниями моды), линейный член – это
остаток от синусоиды с более длинным периодом и большей амплитудой
(субъективные жизненные ценности), и константа – длительные социальные
факторы (политическая обстановка). При определении контекста мы исходили
из следующих предпосылок. Контекст сам подвержен влиянию внешних
факторов, которые носят колебательный характер. При этом компонент
c1sin(t + ) определяется колебательными факторами с небольшим периодом
колебания, компонент c2t – определяется факторами с большим периодом
колебания (это остаток от синусоиды с длинным периодом), и c3 – определяется
синусоидой с самым длинным периодом колебания. В разных ситуациях
существенным является влияние одного из этих факторов: с малым, средним
или длинным периодом.
75
Пример 19. Экономическое положение всякой страны подвержено
колебаниям, в зависимости от положения ее экономики. Если страна
развивается поступательно, например, как США или объединенная Европа, то
ее экономическое положение относительно постоянно (влияет третий фактор),
если
политическое
положение
страны
становится
неустойчивым,
то
существенны первый и второй факторы контекста, в зависимости от того,
насколько сильны политические преобразования в стране (например, Украина).
Пример 20. Колебания моды – общеизвестный факт, как и колебания
морально-нравственных императивов на протяжении достаточно длительного
временного отрезка. Колебания отношения к образованию – достаточно
заметны даже на протяжении жизни одного поколения.
Таким образом, факторы, влияющие на развития ситуации образуют сумму
m
d 2
 c  c1 sin( t   )  c2t  c3 , где c < 0, а знаки остальных констант c1, c2, c3
dt 2
определяются соответствующим контекстом. В итоге получаем следующее
d 2
d 2
дифференциальное уравнение M 2 = m 2  c  c1 sin( t   )  c2t  c3 , или после
dt
dt
преобразования ( M  m)
d 2
 c  (c1 sin( t   )  c2t  c3 ) = 0. Мы рассматриваем
dt 2
уравнение на ограниченном временном отрезке.
Теперь установим, какими решениями это уравнение обладает. Для этого
надо установить некоторые соотношения между его параметрами.
Закон превышения.
Исследуем, что происходит при различных параметрах, воздействующих
на ситуацию. Если значимость символа m, ассоциированного с конкретной
ситуацией, больше массы ситуации, то субъект активно включается в
ситуацию. В этом случае мы говорим, что мотивация присутствует. В
противном случае, т.е. когда ситуация по массе превосходит значимость
символа, то субъект – пассивный элемент, управляемый ситуацией. Она
76
развивается по своим законам, которые диктуются субъекту. На языке
дифференциальных уравнений это сводится к следующим случаям.
1. m < M. Это обозначает, что значимость символа для субъекта меньше
массы ситуации. То есть субъект принимает участие (если!) как сторонний
наблюдатель, либо как пассивный элемент, т.к. его импульс недостаточен,
чтобы существенно воздействовать на ситуацию. В этом случае решение
d 2
дифференциального уравнения ( M  m) 2  c  0 есть экспонента, т.к. m – M >
dt
0, c > 0. Поэтому ситуация должным образом не управляется, развивается
самостоятельно, и в итоге либо разрушается либо вырождается.
2. m > M. В этом случае значимость символа, созданного ситуацией для
субъекта больше ее массы. Это имеет место, когда значимость символа велика
и достигаемые с его помощью ресурсы достаточны, чтобы активно влиять на
ситуацию. Это очевидно, когда с ситуаций ассоциируются несколько значимых
для субъекта символов, каждый из которых предоставляет в его распоряжение
d 2
свой ресурс. В этом случае решение уравнения ( M  m) 2  c  0 представляет
dt
собой колебательную функцию, и можно говорить о колебательном развитии
ситуации. Колебательная динамика, даже при постоянных массе ситуации и
значимости символа, весьма симптоматична. Это вполне естественно, т.к.
задействованы две силы развития ситуации – положительная и тормозящая,
периоды которых не совпадают в силу того, что они имеют разное
происхождение.
Следующие примеры подтверждают эти явления.
Пример 21. То, что человек, даже сильно увлеченный идеей, должен
иногда переключаться, говорит о невозможности постоянного напряжения в
попытке разрешить встающие перед ним проблемы.
77
Пример 22. У спортсменов явно выражены годовые циклы подготовки к
соревнованиям, т.к. постоянно поддерживать себя в напряжении, что
характерно на соревнованиях, они не могут.
Пример
23.
Экономика
любой
страны
не
может
постоянно
демонстрировать рост ВВП на длинном периоде истории; обязательны
колебания, вызванные как внешними, так и внутренними факторами, которые
вполне могут считаться случайными, подверженными воздействиям, не
связанным с отдельно взятой страной.
Исследование решений уравнения.
Исследуем решения уравнения ( M  m)
d 2
 c  (c1 sin( t   )  c2t  c3 ) = 0 при
dt 2
d 2
различных параметрах. Вначале рассмотрим однородное уравнение ( M  m) 2 dt
c = 0, которое мы приведем к виду
d 2
+ d = 0. Такое уравнение имеет смысл,
dt 2
если предположить, что контекст нейтральный, т.е. не оказывает никакого
влияния на субъекта. Ситуация гипотетическая, но вполне допустимая. Если d
< 0, то
решение этого
уравнения
-
экспонента, что
соответствует
неконтролируемому развития ситуации. Это согласуется с высказанным выше
тезисом,
чтобы
ситуация
была
под
контролем
субъекта
необходимо
выполнение неравенства M – m < 0. Следовательно, нас интересуют лишь
решения, когда d > 0. Тогда решение уравнения – периодическая функция,
период которой определяется значением d. Чем больше d, тем меньше период
решения, т.к. тем больше частота колебания ситуации из крайности в
крайность. Т.е. увеличение d влечет увеличение частоты колебаний мотивации
субъекта. Но d = c/(M - m), и увеличение d возможно при уменьшении |M – m|,
когда масса ситуации и значимость символа становятся близкими по значению.
Тогда закон колебания мотивации субъекта определяется внешней тормозящей
силой, и субъект не может сильно развить мотивацию в силу внешних причин.
Его собственных ресурсов не хватает для продуктивного воздействия на
78
ситуацию. Колебания, которые демонстрирует решение этого уравнения,
назовем собственными.
Теперь проанализируем физический смысл этого явления в терминах
развития ситуации или изменения мотивации. Если значимость символа
приближается к массе ситуации, превышая ее, то ресурсы субъекта
недостаточны для воздействия на нее. В итоге внешняя тормозящая сила все
время выравнивает ситуацию, не давая ей сильно отклоняться от нулевого
значения. Итог: в таком случае мотивация субъекта не является существенной
движущей силой ситуации, основной движущей силой её развития является
внешняя среда, и субъект находится под ее сильным влиянием. Таким образом,
в этом случае собственные колебания определяются тормозящей силой.
С другой стороны, при уменьшении d собственные колебания системы
обладают большим периодом, что говорит об увеличении возможности
субъекта влиять на ситуацию, противопоставляя собственную мотивацию
внешнему воздействию. В результате ситуация развивается продуктивно под
влиянием субъекта.
Если
( M  m)
рассмотреть
общее
решение
уравнения
d 2
 c  (c1 sin( t   )  c2t  c3 ) = 0, то введение в него контекста также
dt 2
оказывает воздействие на мотивацию субъекта, лишь увеличивая период
колебаний, т.к. контекст обладает большим периодом колебаний в силу своей
природы. Получается, что собственные колебания накладываются на колебания
контекста
и
собственные
высокочастотную
ресурсы
составляющую
субъекта
решения,
собственными колебаниями.
79
могут
определять
которая
лишь
определяется
Заключение
Показано,
( M  m)
что
дифференциальное
d 2
 c  (c1 sin( t   )  c2t  c3 )
dt 2
=
0
обладает
уравнение
решениями,
которые
согласуются с содержательной трактовкой мотивации так, как она понимается в
психологии. Анализируя решение, приходим к выводу, что для того, чтобы
собственные колебания мотивации субъекта в меньшей степени определялись
внешними факторами, необходимо увеличивать значимость символа, который
определяет его мотивацию по отношению к ситуации. На первый взгляд это
элементарный вывод, который вытекает из содержательных соображений, и не
требующий анализа дифференциального уравнения. Однако, этот вывод
подчеркивает значимость символа, как источника мотивации, по отношению к
соответствующей ситуации. Не просто мотивация к обучению как процессу, а
мотивация к обучению для достижения конкретной цели, например, профессии.
Не
просто
воспитание
патриотизма,
а
воспитание
патриотизма
как
определенного качества: значимость семейных ценностей, уверенность в
поддержке
государства,
значимость
основных
морально-нравственных
императивов и т.п. Тем самым, приведенный анализ мотивации субъекта
позволяет внести в исследование этой проблемы большую конкретику.
80
Глава 5. Тестирование и семантический анализ текстов
Мониторинг знаний представляет собой важный фактор образовательного
процесса. Благодаря мониторингу, преподаватель получает ответы на вопросы
об областях знания / незнания своих учеников и делает соответствующие
выводы, что необходимо, чтобы знания учеников расширялись, а незнание –
сужалось. Цель данного раздела состоит в том, чтобы проанализировать
процесс мониторинга, выделить его ключевые моменты и предложить методику
как, по нашему мнению, его следует организовать.
Рассмотрим виды незнания на разнообразных примерах, а также опишем
какими приемами можно воспользоваться, чтобы установить незнание одного
из перечисленных типов. Здесь могут быть как простые способы установления
незнания, так и весьма замысловатые.
Незнание первого рода
Незнание первого рода – это терминологическое незнание и оно
проверяется наиболее простым способом.
Примеры.
Указать термины, которые используются в программировании средствами
объектно-ориентированного языка:
1. Переменные, указатели, программы, типы данных;
2. Прямые, отрезки, треугольники;
3. Присваивание, инициализация, вычисление выражений;
4. Классы, объекты, конструкторы, деструкторы;
5. Рост, вес, цвет глаз.
Правильные ответы: 1, 3, 4.
Какие виды комментариев есть в C++? (Укажите два правильных ответа)




// текст комментария
/* текст комментария */
# текст комментария
‘текст комментария
81
 <!-- текст комментария -->
Правильные ответы: первый и второй
Как называется функция, которая может вызывать сама себя?





рекурсивная
инверсионная
регрессивная
шаблонная
встроенная
Правильный ответ: первый.
. Какие ключевые слова входят в состав условного оператора языка С:





if
then
Else
elseif
unless
Правильный ответ: if
Понятно,
что
терминологические
тесты
могут
быть
весьма
разнообразными и с различными подвохами, например с использованием
синонимов и антонимов. Их может быть много даже для одного раздела
учебного материала. Поэтому при составлении контрольного задания из общей
их совокупности надо случайным образом выбирать разумное число. Тем
самым повышается достоверность контроля.
Незнание второго рода
Незнание второго рода связано с неверным анализом, в данном случае с
невозможностью выразить сложные понятия через более простые.
Пример. Параллелограмм – это:
 Четырехугольник с равными противоположными сторонами;
82
 Четырехугольник с параллельными противоположными сторонами;
 Четырехугольник
с
равными
и
параллельными
двумя
противоположными сторонами;
 Все ответы правильные
 Нет ни одного правильного ответа.
Правильный ответ 4-й.
Параллелограмм определяется как четырехугольник, у которого две
противоположные стороны равны и параллельны. Из этого определения
вытекают необходимые и достаточные условия для четырехугольника быть
параллелограммом, которые могут выступать в качестве его определения. Т.о.,
вставляя эти условия в тест, проверяется способность субъекта к установлению
различных соотношений между базисными понятиями ПО.
Пример. Какие из перечисленных типов являются фундаментальными?
(Укажите два правильных ответа).





float
char
integer
string
vector
Правильные ответы: первый и второй
Пример. Какая разница между циклами while и do-while?




Цикл while может не выполниться ни разу
Принципиальной разницы нет
Цикл do-while - это оптимизированная версия цикла while
Цикл while выполняется быстрее
Правильный ответ: первый.
Пример. В каких из перечисленных фрагментов кода указатели объявлены
правильно? (Укажите три правильных ответа).
 int * p1;
83




int z = 20; int * p3 = &z;
int *p4 = new int;
*char p2;
float p5*;
Правильные ответы: первые три.
Незнание третьего рода
Незнание
третьего
рода
связано
с
неспособностью
субъекта
синтезировать новые, описывающие ПО конструкции по уже имеющимся с
использованием логического аппарата. Это наиболее типичный вид незнания,
который вызван неспособностью субъекта строить логические конструкции с
использованием материала ПО. Для установления этого типа незнания
подходят любые задачи на установление конкретного результата, который
имеет вид числа, отношения между объектами ПО, геометрического
построения и т.п.
Пример. Вычислить выражение: log510 + log5(1/1250);
Решить неравенство: 36 x 
1
.
27
Решить уравнение: log7(6x-15)-log73=log712.
Найти значение выражения 13 sin  , если
cos   
2
; /2    .
13
Пример. В программировании к таким задачам относятся задания на
составление программ, совершающих определенные действия с заданными
объектами (например, упорядочение множества чисел), вычисляющих значения
конкретных параметров (например, когда необходимо вычислить площадь
эллипса, заданного своим уравнением) и т.п.
Каким будет значение переменной k после вызова функции f в main:
84
void f(int &a)
{
a++;
}
void main()
{
int k = 0;
f(k);
}
Правильный ответ: 1.
Пример. Сколько элементов массива инициализирует конструкция:
char *cats[5] = {“Bill”, “Sam”, “Pussy”} ?
 3
 5
 Ни одного
 Это неправильная инициализация
Правильный ответ: первый.
Незнание третьего рода возникает по причине неумения строить
логические конструкции с использованием материала конкретной ПО, или
неумение строить логические конструкции вообще, т.е. в неумении рассуждать.
Причина первого подтипа незнания (это незнание третьего типа для конкретной
ПО) выявляется просто с помощью соответствующего тестового материала. А
неумение логически рассуждать безотносительно той или иной ПО выявляется
более тонкими средствами, например решением логических задач, не имеющих
акцента на конкретные понятийный базис и аксиоматику.
Пример. Какие из следующих конструкций можно принять в качестве
формального аналога множества из 20 целочисленных элементов.
 int Array[20];
 char Array[25];
 unsigned int Array[30];
 unsigned short Array[40];
Правильный ответ: первый.
85
Пример. Какие из следующих конструкций осуществляют заполнение
целочисленного массива четными числами
for (int i = 0; i < N; i++) Array[i] = 2*i;
for (int i = 5; i < N - 8; i ++) *(Array + i) = 2*i;
while(i < N) Array[i] = 2*i;
do *(Array + i) = 2*i; while (i < N);
Правильный ответ: первые два. (В оставшихся операторах будет
заполнен не более, чем один элемент массива Array, т.к. не происходит
изменение индекса i).
Незнания четвертого рода
Проверка умения обобщать на материале конкретной ПО, т.е. выявление
незнания четвертого рода можно проиллюстрировать следующим примером.
Пример. Решение уравнение sin x = ½ это
 /6
 5/6
 /6 и 5/6
 (-1)n /6 + n.
Правильный ответ 4-й. Первые три ответа неполные, в них не учитывается
свойство периодичности тригонометрической функции sin. Последний ответ
правильный, он демонстрирует способность учащегося переходить от частных
решений к общим.
Что касается установления причины незнания четвертого рода, то в
данном случае она может быть из-за незнания материала ПО или из-за
неумения пользоваться логическими приемами обобщения. Если первое можно
выяснить в результате тестирования субъекта, то второе является скорее его
86
общекультурным
недостатком
и
поэтому
требует
выявления
более
акцентированными средствами, например решением определенного типа
логических задач. Особенно подходят для этого тесты установления IQ.
Следует отметить, что это незнание выявить наиболее трудно, в математике
обычно
для
этого
используются
т.н.
задачи
повышенной
сложности
(типичными примерами таких задач служат задачи с параметрами, задачи на
нахождение экстремальных значений, задачи, для решения которых надо выйти
за конкретную ситуацию и воспользоваться общими правилами т.п.)
Принципы построения системы мониторинга знаний
После того, как мы освежили знание теоретической части мы приступим к
решению более практической задачи описания принципов построения реальной
системы мониторинга знаний, созданной на основе сформулированных
положений.
Наряду с традиционными способами контроля знаний в последнее время
тестирование приобретает все большую популярность. Как правило, тест
понимается в следующем смысле. Имеется формулировка задачи и к ней –
ограниченное число ответов, среди которых только часть правильных.
Испытуемому следует выбрать один или несколько правильных ответов. В
более
сложных
тестах
ответы
могут
ранжироваться
от
совершенно
неправильных до абсолютно верных. И, когда ответ дается не полный,
возникает возможность устанавливать пробелы в знаниях. Это более сложная
форма тестирования с обратной связью: его результаты используются для
выстраивания образовательного процесса.
Достоинство тестирования
Достоинство тестирования проявляется лишь в том случае, когда при
создании системы тестов предметная область (ПО) «препарируется» с
максимальной полнотой. Полнота здесь понимается, как свойство тестов
87
покрыть всю предметную область, не оставляя незатронутыми ни одного
существенного раздела. Тесты можно составлять на каждую тему, разделяя их
по направленности на выявление того или иного типа незнания. Для этого,
естественно, необходима квалификация педагога, достаточная для его
представления ПО не только с теоретических, но и практических позиций, и
относительно неплохое знание методики контроля знаний. Действительно,
система тестов для данной ПО подразумевает ее разложение на базисные
(атомарные) понятия и отношения, так как выбираемый ответ должен логически
вытекать из условий теста и определений используемых в нем понятий. А
логика есть наука формальная, не допускающая не строгих умозаключений.
К достоинствам тестирования относят его объективность, хотя, как
представляется, это достаточно спорный аргумент. Его спорность вытекает из
того, что далеко не каждая ПО за приемлемое время представляется в виде
непротиворечивой системы атомарных понятий и отношений. Теоретически это
можно сделать почти для каждого изучаемого в учебном заведении предмета,
но практически, в силу громоздкости материала это вызывает существенные
(пусть и технические) трудности. Именно поэтому преподавание большинства
предметов ведется на содержательном уровне. Но, если система тестов не
обладает
полнотой,
то
говорить
об
объективности
не
приходится.
Фрагментарность тестов порождает иллюзию контроля знаний, но адекватного
контроля не получается.
Немаловажным является тот факт, что ряд предметных областей
невозможно полностью препарировать и создать полную и объективную базу
тестов, частичное решение данной проблемы вытекает из применения
технологии обратной связи.
Полнота тестирования
Следующая проблема, которую необходимо затронуть, – это полнота
тестирования, так как понятно, что наиболее трудные фрагменты ПО,
требующие глубокого анализа и синтеза новых конструкций, на первый взгляд,
88
не поддаются подобному мониторингу. Понятно, что если программиста
попросить написать программу сортировки чисел с выбрасыванием одинаковых
элементов, то давать ему варианты правильных и неправильных программ
бессмысленно. Анализ программы (не имеет значения правильной или
неправильной) занимает гораздо больше времени, чем ее написание. Казалось
бы, что здесь тестирование не работает. Но это не совсем так, если на задачу
взглянут по-другому, и тестировать не искусство программирования, а образ
мышления субъекта. Для этого необходимо подняться на более высокий
уровень и представлять написание программы в виде композиции сложных
примитивов – т.е. умение набирать ее из известных частей более крупных, чем
базисные конструкции языка программирования. Это возможно лишь в случае,
когда ПО достаточно подробно структурирована и непротиворечиво описана.
Естественно, эти рассуждения не относятся к заданиям наподобие «Сочините,
пожалуйста, кантату на день рождения нашего губернатора».
Пример. Рассмотрим аналоги теоретико-множественных операций, если
переформулировать их на языке программирования (здесь С). Первой такой
операцией будет объединение множеств, которая подразумевает какое-то
объединение,
без
указания
конкретного
расположения
элементов
объединяемых множеств. В программировании множеству соответствует
понятие массива (т.е. линейно упорядоченного множества), поэтому, говоря об
объединении множеств, мы должны иметь в виду некоторое конкретное
слияние массивов.
1. Следующая программа
#include <iostream.h>
int main(){
const int N = 10;
const int M = 20;
int sum = 0;
int ArrayA[N] = {3, 4, 5, 4, 4};
89
int ArrayB[M] = {6, 12, 14, 2};
int * ArrayAll = new int[N+M];
for(int i = 0, i < N; i++)
sum +=ArrayA[i];
cout << sum;
return 0;}
 вычисляет сумму элементов массива
 подсчитывает число элементов массива
 упорядочивает массив по возрастанию
Правильный ответ: первый
Как видно, с помощью соответствующих тестов можно проверять
насколько
субъект
может
превращать
содержательные конструкции в
формальные.
Автоматизация мониторинга
Наконец возникает еще одна проблема тестирования – автоматизация
мониторинга. Поясним, что здесь имеется в виду. Мы не рассматриваем такую
сторону автоматизации, как автоматический контроль правильности ответа.
Современные графические средства программирования позволяют сделать
красивый и удобный интерфейс. Интерес представляет другая сторона этого
процесса. Например, когда длительное время используется одна система тестов
и ответы на них фиксированы, то учащиеся очень скоро понимают, какие
ответы правильные. В таком случае почти всегда третья, а иногда уже и вторая
контролируемая группа знает почти все правильные ответы и тестирование для
них
не
вызывает
трудностей.
В
результате
идея
контроля
знаний
дискредитируется. Поэтому необходимо сделать так, чтобы система заданий
для каждого учащегося была уникальной. Это достигается с помощью
случайного выбора необходимого набора тестов из большой совокупности с
сохранением распределения тестов по разделам. Тесты из различных разделов
90
при этом перемешиваются, что в свою очередь повышает требование к знаниям
тестируемого. Действительно, в этом случае после ответа на начальный набор
заданий не возникает пресуппозиции, в результате чего удается легче получать
ответы на последующие задания. Но это и накладывает дополнительные
трудности на формирование тестовых заданий: доступных тестов в базе должно
быть существенно больше, чем число одноразово предъявляемых для контроля.
Реализованная автоматизированная система удовлетворяет следующим
условиям.
1) С ее помощью можно создать контрольные задания, включающие
наборы тестов из выбранных разделов в необходимом количестве.
Задания уникальны для каждого учащегося.
2) Система тестов пополняется и редактируется. То же относится к
отдельному тесту, его можно редактировать.
3) Вся ПО разбивается на разделы и для каждого из них имеется
своя база тестов.
4) Имеется возможность в автоматическом режиме набирать
контрольные задания, указывая лишь сколько тестов из тех или
иных разделов надо включить.
5) Время, отводимое на прохождения теста, огранчено.
6) Возможность добавления сопровождающего изображения для
любого теста.
7) Система включает девять видов тестов.
После приведенного обоснования того, как должна быть построена
система тестирования, мы рассмотрим конкретный пример разбора ПО,
которой в данном случае выступает «Язык программирования С++». Его
итогом будет система тестов по всем существенным разделам ПО. В этой
работе мы не производим лингвистического анализа ПО, результатом которого
91
будет взаимосвязь понятий, мы сделаем это после, когда система тестов будет
помещена в разработанную автоматизированную систему тестирования.
Анализ ПО «Язык С++» и составление тестов
Проанализируем, какие понятия языка программирования С++ являются
базисными. Очевидно, это наборы: ключевые термины языка, типы данных,
функции, классы, комментарии, способы компиляции, семантика ключевых
конструкций. Это перечисление не исчерпывает всего понятийного базиса ПО,
но его уже достаточно, чтобы сделать систему тестов, иллюстрирующие
рассуждения вводной части. Оговоримся сразу, что это самый нижний уровень
тестов, который предназначен для мониторинга знаний о понятийном базисе
ПО. Следующая система тестов, которая будет представлена далее, будет
исследовать взаимосвязи между понятиями, т.е. по уровню сложности
превышать эту.
Первый раздел – это терминологические тесты для выявления незнания
первого типа. К ним относятся тесты 1, 2, 6, 7, 10, 12, 20.
Второй раздел – тесты на типы данных. К ним относятся тесты 10, 15, 16,
17, 19, 21.
Третий раздел – функции: 5, 9, 22.
Четвертый раздел – классы: 13, 14, 22.
Пятый раздел – компиляция: 4, 8, 13.
Шестой раздел – семантика конструкций языка: 11, 18, 19.
Седьмой раздел – комментарии: 3.
Видно, что некоторые тесты входят в несколько разделов, что, впрочем, не
удивительно, т.к. понятия ПО взаимосвязаны. Понятно, что создание
понятийных
тестов,
которые
обладают
громоздкая.
92
полнотой,
задача
достаточно
1. Какое ключевое слово используется для описания пространства имен?
Правильный ответ: namespace.
2. Каким ключевым словом обозначаются встраиваемые функции?
Правильные ответы: inline.
3. Какие виды комментариев есть в C++? (Укажите два правильных ответа)





// текст комментария
/* текст комментария */
# текст комментария
‘текст комментария
<!-- текст комментария -->
Правильные ответы: первый и второй
4. Когда выполняются директивы препроцессора?




До запуска процесса компиляции
Во время компиляции
После компиляции, но до выполнения кода
Во время выполнения кода
Правильный ответ: второй
5. Как называется функция, которая может вызывать сама себя?





рекурсивная
инверсионная
регрессивная
шаблонная
встроенная
Правильный ответ: первый.
6. Какой оператор в C++ используется для нахождения (взятия) адреса?
Правильный ответ: &,
7. Какие ключевые слова входят в состав условного оператора:
93





if
then
Else
elseif
unless
Правильный ответ: if
8. Скомпилируется ли следующий код:
struct Point
{
int p;
void set(int param) {
p = param;
}
}
void main()
{
Point point;
point.set(2);
}
Правильный ответ: нет, так как после объявления структуры надо ставить точку
с запятой.
9. Каким будет значение переменной k после вызова функции f в main:
void f(int &a)
{
a++;
}
void main()
{
int k = 0;
f(k);
}
Правильный ответ: 1.
10. Какие из перечисленных типов являются фундаментальными? (Укажите два
правильных ответа).
 float
 char
94
 integer
 string
 vector
Правильные ответы: первый и второй
11. Какая разница между циклами while и do-while?




Цикл while может не выполниться ни разу
Принципиальной разницы нет
Цикл do-while - это оптимизированная версия цикла while
Цикл while выполняется быстрее
Правильный ответ: первый.
12. В каких из перечисленных фрагментов кода указатели объявлены
правильно? (Укажите три правильных ответа).





int * p1;
int z = 20; int* p3 = &z;
int *p4 = new int;
*char p2;
float p5*;
Правильные ответы: первые три.
13. Скомпилируется ли следующий код:
class Clazz
{
};
 Да
 Нет
Правильный ответ: Да
14. Являются ли конструкторы и деструкторы методами класса?
 Да
 Нет
Правильный ответ: да (это специальные методы класса, которые обладают
рядом особенностей).
95
15. Какой символ или набор символов используется для обозначения
восьмеричной константы?





0 в начале константы
0x в начале константы
u в начале константы
UL в начале константы
L в начале константы
Правильный ответ: первый
16. Относится ли тип char к целочисленным типам?
 Да
 Нет
Правильный ответ: Да
17. Какие конструкции являются агрегатными? (Укажите два правильных
ответа)




{1, 2, 3}
“VasyaAndMasha”
1, 2, 3
VasyaAndToma
Правильные ответы 1, 2.
18. Агрегаты используются для:
 Инициализации сложных типов данных
 Инициализации только целочисленных массивов
 Инициализации только символьных массивов
 Определения функций
Правильный ответ: первый.
19. Сколько элементов массива инициализирует конструкция:
char *cats[5] = {“Bill”, “Sam”, “Pussy”} ?
96
 3
 5
 Ни одного
 Это неправильная инициализация
Правильный ответ: первый.
20 Что обозначает сочетание ключевых слов unsigned int?
 Объявление беззнаковой переменной
 Объявление переменной с ограниченным значением
 Объявление указателя на целочисленную переменную
Правильный ответ: первый.
21. Битовое поле это:
 Специальный тип данных, который является последовательностью
битов в переменной типа int или unsigned int
 Логическая переменная
 Битовый массив
 Виртуальный массив с неопределенными элементами
Правильный ответ: первый.
22. Виртуальная функция это:
 Функция, которая может объявляться в различных классах и
правильно
выполняться,
как
только
определяющему ее классу
 Встроенная функция программы
 Функция задуманная, но еще не написанная
 Рекурсивная функция
Правильный ответ: первый.
97
появляется
доступ
к
Разрешена на ли в С++ вложенность управляющих структур (nested
23.
control structure)?
 Да
 Нет
Правильный ответ – Да. (Например, в конструкцию if может быть
вложена конструкция while).
Разрешена ли в С++ вложенность классов (nested classes)?
24.
 Да
 Нет
Правильный ответ Да. (На вложенный класс может ссылаться
заключающий его класс, но не наоборот).
25.
Выражение (expression) в С++ это
 Часть программы, которая приводит к некоторому значению.
 Любая часть программы.
Правильный ответ первый.
26.
Как превратить выражение в инструкцию?
 Необходимо поставить после него точку с запятой
 Необходимо поставить перед ним знак равенства.
Правильный ответ: первый.
Примечание.
Следующие
примеры
являются
правильными
выражениями, превращенными в инструкции добавлением точки с
запятой: x; y = x; y = x = z = 0; y = (x * n + 1) /y2k; func1(); y = func1();
27.
Главная функция main
 Имеется в каждой программе
 Вводится по желанию
Правильный ответ: первый.
98
28.
Данные-члены (data members) – это
 переменные в определении класса
 данные, передаваемые внешними функциями
Правильный ответ: первый.
29.
Деструктор необходим для:
 Для обработки события «удаление объекта»
 Удаления объекта из памяти
 Вызова определенного объекта
 Замены одного объекта другим
Правильный ответ: первый.
30.
Директива (preprocessor directive) – это
 Специальная команда компилятора
 Любая команда, выполняемая перед компиляцией
 Команда, исполняемая перед запуском программы.
Правильный ответ 1.
31.
Оператор break используется
Внутри оператора цикла и оператора switch для обеспечения перехода в
точку программы непосредственно за оператором, внутри которого
находится break
Внутри оператора цикла для обеспечения перехода в точку программы
непосредственно за оператором, внутри которого находится break
Внутри оператора switch для обеспечения перехода в точку программы
непосредственно за оператором, внутри которого находится break
Правильный ответ: первый
32.
Оператор continue
99
Осуществляет переход к следующей итерации цикла, т.е. пропускает все
операторы, оставшиеся до конца тела цикла, и передает управление на
начало следующей итерации
Используется для выхода из цикла
Используется для продолжения вычисления программы в случае
зацикливания
Правильный ответ: первый
33.
Оператор return[выражение]
 Завершает выполнение функции и передает управление в точку ее
вызова, одновременно определяя возвращаемое значение функции;
 Передает управление на начало функции
 Завершает выполнение программы
Правильный ответ: первый, третий. (Отметим, что выражение должно
иметь скалярный тип. Если тип возвращаемого функцией значения
описан как void, выражение должно отсутствовать).
Существенным отличием языка С++ от других языков программирования
является широкое использование указателей – т.е. переменных для хранения
адресов областей памяти. Тем самым указатели входят в четверку определения
переменной, т.к. каждая переменная – это имя, тип, значение и адрес.
1. Указатели предназначены
 Для хранения адресов областей памяти
 Для обозначения имени переменной
 Для обозначения значения определенных переменных
Правильный ответ: первый.
2. Указатель
100
 Не является самостоятельным типом, т.к. всегда связан с какимлибо другим конкретным типом
 Является самостоятельным типом
Правильный ответ: первый
3. Указатели бывают
 Только на объект, функцию и на void
 На произвольную область памяти
Правильный ответ: первый
4. Объявление int (*fun) (double, double)
 Задает указатель с именем fun на функцию, возвращающую
значение типа int
 Задает указатель с именем fun на функцию, имеющую два
аргумента типа double
 Верны оба утверждения
Правильный ответ: третий
5. Оператор int *a, b, *c; описывает
 Два указателя на целое
 Одну целочисленную переменную
 Верны оба утверждения
Правильный ответ: третий
6. Указатель на void применяется
 В тех случаях, когда конкретный тип объекта, адрес которого
требуется хранить, не определен
 В тех случаях, когда функция не возвращает никакого значения
Правильный ответ: первый.
7. Конструкция int a = 5; int * p = &a; представляет собой
101
 Инициализацию указателя
 Инициализацию переменной
 Ни то ни другое
Правильный ответ: первый, второй
8. Конструкция int a = 5; int * p (&a); представляет собой
 Инициализацию указателя
 Инициализацию переменной
 Ни то ни другое
Правильный ответ: первый, второй
9. Конструкция int a = 5; int * p = &a; int * r = p представляет собой
 Инициализацию двух указателей
 Инициализацию переменной и указателя
 Ни то ни другое
Правильный ответ: первый
10. Конструкция int Array[10]; int * t = Array; представляет собой
 Инициализацию указателя
 Инициализацию массива
 Ни то ни другое
Правильный ответ: первый, второй.
10.Конструкция void f(int a){/* тело функции */} void (*pf)(int); pf = f;
представляет собой
 Инициализацию указателя
 Инициализацию целочисленной переменной
 Объявление функции

Ни то ни другое
Правильный ответ: первый, третий
11.Конструкция char * vp = (char *) 0xB8000000; представляет собой
102
 Инициализацию указателя
 Инициализацию переменной типа char
 Ни то ни другое
Правильный ответ: первый
12.Конструкция int * suxx = NULL; представляет собой
 Указатель равный нулю
 Указатель на нулевую константу
 Указатель на целочисленную переменную
Правильный ответ: первый
13. Конструкция int * suxx = 0; представляет собой
 Указатель равный нулю
 Указатель на нулевую константу
 Указатель на целочисленную переменную
Правильный ответ: первый
14.Конструкция int * n = new int; осуществляет
 Выделение участка динамической памяти, необходимого для
размещения целочисленной величины
 Определяет новую целочисленную переменную
 Ни то ни другое
Правильный ответ: первый
15.Конструкция int * m = new int (12); осуществляет
 Выделение участка динамической памяти, необходимого для
замещения целочисленной величины
 Инициализацию выделенного участка значением 12
 Оба указанных действия
 Ни один из ответов не верен
Правильный ответ: третий
103
16.Конструкция int * q = new int[10]; осуществляет
 Выделение памяти под 10 целочисленных величин (массива из 10
элементов)
 Записывает
адрес
начала
выделенного
участка
памяти
в
переменную q (которая в этом случае трактуется как имя массива)
 Оба указанных действия
 Ни один из ответов не верен
Правильный ответ: третий
17.Оператор int * u = (int *) malloc(sizeof (int)); осуществляет
 Такие же действия, как и оператор int * n = new int;
 Выделение участка динамической памяти, необходимого для
размещения целочисленной величины
 Оба указанных выше действия
Правильный ответ: третий
18.Оператор delete n; осуществляет:
 Освобождение памяти, выделенной оператором new
 Освобождение памяти, выделенной оператором malloc
 Удаление из памяти переменной n
 Ни один из ответов не верен
Правильный ответ: первый
19. Оператор free u; осуществляет:
 Освобождение памяти, выделенной оператором new
 Освобождение памяти, выделенной оператором malloc
 Удаление из памяти переменной u
 Ни один из ответов не верен
Правильный ответ: второй
104
Следующий раздел системы тестов содержит тесты на операции с
указателями.
1. С указателями можно выполнять следующие операции:
 Разадресация (или косвенное обращение к объекту (*))
 Присваивание
 Сложение с константой
 Вычитание
 Инкремент (++)
 Декремент (--)
 Сравнение
 Приведение типов
 Правильны все ответы
Правильный ответ: девятый
2. Операторы char a; char *p = new char; * p = ‘A’; a = * p; осуществляют
 Присваивание значений двум переменным
 Присваивание значение одной переменной
 Ни то ни другое
Правильный ответ: первый
3. Какую строку выдает на экран следующая программа
#include <stdio.h>
int main()
{
unsigned long int A = 0Xcc77ffaa;
unsigned short int * pint = (unsigned short int *) &A;
unsigned char * pchar = (unsigned char *) &A;
105
printf(“| %x | %x | %x |”, A, *pint, *pchar);
return 0
}
 |cc77ffaa|ffaa|aa|
 |0Xcc|77ff|aa|
 Ни то ни другое
Правильный ответ: первый
4. Присваивание указателей на объекты указателям на функции (и
наоборот)
 Недопустимо
 Допустимо
Правильный ответ: первый
5. Присваивать значения указателям константам
 Запрещение
 Разрешено
Правильный ответ: первый
6. Присваивать значения указателям на константу и переменным, на
которые ссылается указатель-константа
 Допускается
 Не допускается
Правильный ответ: первый
7. Инкремент (++) перемещает указатель
 к следующему элементу массива
 к предыдущему элементу массива
Правильный ответ: первый
8. Декремент (--) перемещает указатель
106
 К предыдущему элементу массива
 К следующему элементу массива
Правильный ответ: первый
9. Операторы short * p = new short [5]; p++;
 Увеличивают значение p на 2
 Увеличивают значение p на 1
 Ни то ни другое
Правильный ответ: первый
10. Операторы long * p = new long [5]; p++;
 Увеличивают значение p на 8
 Увеличивают значение p на 12
 Ни то ни другое
Правильный ответ: первый
11.Разность двух указателей – это
 Разность их значений, деленная на размер типа в байтах
 Разность их значений
 Ни то ни другое
Правильный ответ: первый
12.Оператор *p++ = 10;
 Выполняет те же действия, что и операторы *p = 10; p++;

Вначале по адресу, записанному в указателе p, записывается
значение 10. Затем указатель увеличивается на количество байт,
соответствующее его типу
Верны оба ответа
Правильный ответ: третий
13.Оператор (*p)++
 Увеличивает на 1 значение, на который ссылается указатель p
107
 Выполняет те же действия, что и операторы *p = 10; p++;
 Вначале по адресу, записанному в указателе p, записывает значение
10.
Затем
указатель
увеличивается
на
количество
байт,
соответствующее его типу
Верны все ответы
Правильный ответ: первый
Существенное значение в языке С++ играет такое понятие как ссылка.
Приведем несколько тестов, касающихся этого понятия.
1. Ссылка представляет собой
синоним имени, указанного при инициализации ссылки
еще одно имя переменной, равноправного с первоначальным
оба ответа верны
Правильный ответ: первый
2. Формат объявления ссылки имеет вид
тип & имя; где тип – это тип величины, на которую указывает ссылка,
имя – имя переменной ссылочного типа
имя & тип; где тип – это тип величины, на которую указывает ссылка,
имя – имя переменной ссылочного типа
ни то ни другое
Правильный ответ: первый
3. Операторы int kol; int & pal = kol; вводят
Альтернативное имя pal для переменной kol
108
Определяют ссылку на переменную kol
Верны оба ответа
Ни один ответ не верен
Правильный ответ третий
4. Переменная-ссылка должна явно инициализироваться при ее
описании, кроме случаев, когда она является параметром функции, описана как
extern или ссылается на поле данных класса
Да
Нет
Правильный ответ: первый
5. После инициализации, ссылке не может быть присвоена другая
переменная
 Да
 Нет
Правильный ответ: первый
6. Тип ссылки должен совпадать с типом величины, на которую она
ссылается
Да
Нет
Правильный ответ: первый
7. Не разрешается определять указатели на ссылки, создавать массивы
ссылок и ссылки на ссылки
 Да
 Нет
109
Правильный ответ: первый
8. Ссылка, в отличие от указателя, не занимает места в памяти и
является просто другим именем величины.
 Да
 Нет
Правильный ответ: первый
9. Операции над ссылками приводят к изменению величины, на
которую она ссылается
Да
Нет
Правильный ответ: первый
Наиболее сложным при начальном освоении программирования является
установление соответствия между содержательными представлениями и
формальными
конструкциями
изучаемого
языка
программирования.
Действительно, содержательная формулировка задачи (спецификация) задается
декларативно и поэтому не содержит алгоритма решения, который затем
представляется в виде программы на формальном языке. Поэтому следующая
группа тестов предназначена для мониторинга возможностей учащегося
осуществлять
алгоритмизацию
содержательных
спецификаций.
Под
алгоритмизацией здесь понимается разработка алгоритма по декларативной
спецификации.
Исходя из этого, задача этих тестов состоит в том, чтобы проверить
способность
студентов
устанавливать
соответствие
между
базисными
содержательными выражениями и формальными конструкциями, которыми эти
выражения заменяются в программе. Для этого мы выделим наиболее часто
110
встречающиеся содержательные термины спецификаций и поставим им в
соответствие конструкции формального языка.
Одним из распространенных терминов, встречающееся в спецификациях,
является «множество». При этом, говоря о множествах, обычно не обращают
внимание на их упорядоченность или неупорядоченность, подразумевая это
следующим из контекста. Но в программировании неупорядоченные множества
представляют довольно редкий тип данных. Например, таблицы в языке SQL не
подразумевают никакого упорядочения без особой на то оговорки. В других
операторных языках и, в частности, в С++ множество приобретает вид линейно
упорядоченной последовательности, хотя конкретный вид упорядочения
определяется в процессе работы программы. Итак, в операторных языках
имеется такое уточнение содержательного термина «множество»:
множество  упорядоченное множество  последовательность  массив.
Тем самым, мы получаем вместо содержательного термина формальное
понятие. Поэтому, содержательно говоря о множествах и каких-либо операциях
над ними, алгоритмист должен иметь в виду массивы и операции над ними.
Следовательно, чтобы проверить представления студента об алгоритмизации
спецификаций, необходимо вначале проверить его представление о том, как он
может транслировать содержательные множества и действия над ними в
соответствующие формальные конструкции. Соединяя понятие массива как
формализации термина множество с понятием типа данных, мы получаем
совокупность понятий, которые образуют определенные классы массивов.
1.
Какие из следующих конструкций можно принять в качестве
формального аналога множества из 20 целочисленных элементов.
 int Array[20];
 char Array[25];
 unsigned int Array[30];
 unsigned short Array[40];
111
Правильный ответ: первый.
2.
Укажите правильную инициализацию массива
 int Array[20] = {11, 2, 3, 4, 5};
 int Array[2] = {1, 2, 3};
 char Array[12] = {S, A, M}
Правильный ответ: первый.
3.
Инициализация переменной – это:
 присвоение ей значения при ее объявлении
 изменение ее значения в процессе выполнения программы
Правильный ответ 1.
4.
Какая конструкция является инициализацией переменной
 int x = 0;
 int x; x++; x = 0;
Правильный ответ 1.
5.
Элементы массива нумеруются
 С нуля
 С единицы
 С произвольного заданного заранее числа
Правильный ответ: первый
6.
Можно ли опускать размерность при описании массив
 Да, если присутствует инициализатор массива, в результате чего
компилятор выделит память по количеству инициализирующих
значений.
 Нет, никогда
Правильный ответ: первый
7.
Идентификатор массива
 Является константным указателем на его нулевой элемент
112
 Представляет собой имя индексируемой переменной
 Верны оба ответа
Правильный ответ: третий
8.
Если Array – это имя массива, то выражение &Array[0]
 Эквивалентно выражению Array
 Обозначает значение нулевого элемента массива Array
Правильный ответ: первый
9. Если Array – это массив, то выражение *(Array + i)
 Представляет собой значение i-го элемента массива Array
 Имеет значение, равное Array[i]
 Верны оба ответа
 Не верен ни один ответ
Правильный ответ третий
9.
Следующий фрагмент программы
const int N = 100, M = 100;
int a[N], b[M];
int *pa = a;
//
или int *p = &a[0];
int *pb = b;
//
или int *pb = &b[0];
for(int i = 0; i < N; i++)
*pb++ = *pa++; // или bp[i] = pa[i];
 Копирует все элементы массива a в массив b
 Упорядочивает оба массива a и b
 Упорядочивает только массив b
Правильный ответ: первый
113
Рассматривая множество с неопределенным числом элементов, мы
приходим к понятию динамического массива. Таким образом, фиксируя или нет
мощность множества, мы получаем формальный аналог ограниченного
множества. Если же размерность массива вычисляется в ходе выполнения
программы, то мы приходим к аналогу не ограниченного множества.
1. Какие конструкции задают массив символов в точности из 10 элементов.
 const int N = 10; char Array[N];
 int N = 10; char Array[N];
Правильный ответ: первый.
2.
Какая из следующих конструкций определяет динамический массив
 short * Array = new short[N];

int * Array[N];
 unsigned int Array[20];
Правильный ответ: первый.
3.
Следующая конструкция
int n = 100; float *q = (float *) malloc(n * sizeof(float);

Создает динамический массив из n элементов

Выделяет память под массив размера n

Верны оба ответа
Правильный ответ: третий
4.
Память, зарезервированная под динамический массив с помощью
new[]
 Должна освобождаться оператором delete []
 Не освобождается до конца выполнения программы
Правильный ответ: первый
5.
Память, зарезервированная под динамический массив с помощью
функции malloc
114
 Должна освобождаться посредством функции free
 Освобождается после прекращения работы с массивом
 Не освобождается до конца выполнения программы
Правильный ответ: первый
Таким образом, содержательный термин «множество» имеет в языке С++
в качестве формального аналога понятие массив. Исследовав различные
аспекты этого термина, мы указали их формальные аналоги в языке
программирования. Понятно, что список тестов, касающихся различных
аспектов понятия массив, можно продолжить. Мы не делаем этого сейчас,
памятуя, что нельзя объять необъятное и т.к. наша задача состоит в разработке
полной системы тестов, как непротиворечивого описания ПО. При этом
полнота полностью на совести автора.
Следующий раздел посвящен разбору всевозможных операций над
множествами. Понятно, что операций над множествами можно предложить
большое число, но мы начнем с операций, которые являются базисными в
теории множеств: объединение, пересечение, разность и т.д. Но прежде, чем
обращаться к аналогам теоретико-множественных операций,
необходимо
рассмотреть конструкции заполнения и просмотра массивов.
1.
Какие
из
следующих
конструкций
осуществляют
целочисленного массива четными числами
for (int i = 0; i < N; i++) Array[i] = 2*i;
for (int i = 5; i < N - 8; i ++) *(Array + i) = 2*i;
while(i < N) Array[i] = 2*i;
do *(Array + i) = 2*i; while (i < N);
115
заполнение
Правильный ответ: первые два. (В оставшихся операторах будет заполнен не
более, чем один элемент массива Array, т.к. не происходит изменение индекса
i).
2. Какие из следующих конструкций позволяют найти в целочисленном
массиве первое отрицательное число и напечатать его.
for (int h = 0; h < k; h++) if (Array[i] < 0) {cout << Array[i] << endl;
break;}
for (int h = m; h < k; h++) if (Array[i] < 0) {cout << Array[i] << endl;
break;}
for (int h = m; h > k; h--) if (Array[i] < 0) {cout << Array[i] << endl;
break;}
Правильный ответ первый. (Второй ответ неверный, т.к. просмотр массива
осуществляется не обязательно с первого элемента. Третий ответ неверный, т.к.
просмотр массива осуществляется от его конца к началу. В этом случае мы
находим последний отрицательный элемент).
3. Следующая программа
#include <iostream.h>
int main(){
const int n = 10;
int i, sum;
int Array[n] = {3, 4, 5, 4, 4};
for(int i = 0, sum = 0; i < n; i++) sum += Array[i];
return 0;}
 вычисляет сумму элементов массива
116
 подсчитывает число элементов массива
 упорядочивает массив по возрастанию
Правильный ответ: первый
4. Следующая программа
#include <iostream.h>
int main(){
const int n = 10;
int sum = 0;
int Array[n] = {3, 4, 5, 4, 4, 6, 8};
for(int i = 0; i < n; i++)
if (*(Array + i) != 0) sum++;
cout << sum;
return 0;}
 выдает на экран число ненулевых элементов массива
 подсчитывает общее число элементов массива
 упорядочивает массив по возрастанию
Правильный ответ: первый
5. Следующая программа
#include <iostream.h>
int main(){
const int n = 10;
int Array[n] = {3, 4, 5, 4, 4, 6, 8};
for(int i = n -1; i > 0; i--)
117
*(Array + i) = *(Array + i - 1));
return 0;}
 Осуществляет сдвиг элементов массива вправо
 Осуществляет сдвиг элементов массива влево
 Упорядочивает массив
Правильный ответ: первый
6. Следующая программа
#include <iostream.h>
int main(){
const int n = 10;
int Array[n] = {3, 4, 5, 4, 4, 6, 8};
for(int i = n -1; i > 0; i--)
Array[i] = Array[i – 1];
return 0;}
 Оставляет нулевой элемент массива без изменения
 Заменяет нулевой элемент другим
 Выбрасывает последний элемент массива
Правильный ответ: первый, третий
7. Следующая программа
#include <iostream.h>
int main(){
const int n = 10;
int Array[n] = {3, 4, 5, 4, 4, 6, 8};
118
for(int i = 0; i < n - 2; i++)
*(Array + i) = *(Array + i + 1));
return 0;}
 Осуществляет сдвиг элементов массива влево
 Сдвигает элементы массива вправо
 Упорядочивает исходный массив
Правильный ответ: первый
8. Следующая программа
#include <iostream.h>
int main(){
const int n = 10;
int Array[n] = {3, 4, 5, 4, 4, 6, 8};
for(int i = 0; i < n - 2; i++)
*(Array + i) == *(Array + i + 1);
return 0;}
 Оставляет без изменения (n-1)-й элемент массива
 Заменяет (n-1)-й элемент некоторым другим
 Выбрасывает 0-й элемент массива
Правильный ответ: первый, третий
Теперь мы рассмотрим аналоги теоретико-множественных операций,
если переформулировать их на языке массивов. Первой такой операцией будет
объединение множеств, которая подразумевает какое-то объединение, без
указания конкретного расположения элементов объединяемых множеств. В
программировании множеству соответствует понятие массива (т.е. линейно
119
упорядоченного множества), поэтому, говоря об объединении множеств, мы
должны иметь в виду некоторое конкретное слияние массивов.
1. Следующая программа
#include <iostream.h>
int main(){
int sum = 0;
const int N = 10;
const int M = 20;
int ArrayA[N] = {3, 4, 5, 4, 4};
int ArrayB[M] = {6, 12, 14, 2};
int * ArrayAll = new int[N+M];
for(int i = 0, i < N; i++)
{sum += ArrayA[i];
cout << sum;
return 0;}
 вычисляет сумму элементов массива
 подсчитывает число элементов массива
 упорядочивает массив по возрастанию
Правильный ответ: первый
120
Пример – программирование на SQL
Следующая предметная область, которую предстоит рассмотреть, – это
программирование на языке SQL. Эта предметная область выбрана потому, что
SQL, в том или ином виде, используется во всех современных СУБД и поэтому
его знание крайне необходимо при изучении дисциплин, связанных с созданием
и эксплуатацией автоматизированных информационных систем.
Известно, что язык SQL состоит из следующих частей:
• DDL (Data Definition Language — язык определения данных);
• DML (Data Manipulation Language — язык манипуляций данными);
• DQL (Data Query Language — язык запросов к данным);
• DCL (Data Control Language — язык управления данными);
• команды администрирования данных;
• команды управления транзакциями.
Это естественно позволяет разбить систему тестов на соответствующие
разделы.
Раздел DDL – тесты 1, 3, 4, 6, 9, 10, 12, 14
Раздел DML – тесты 3, 4, 10
Раздел DQL – тесты 2, 5, 6, 7, 8, 10
Раздел DСL – тесты 10, 11
Оставшиеся два раздела более специфические и для первоначального
тестирования не подходят. Поэтому для них тесты не приведены.
1. Дана таблица, созданная с помощью SQL-выражения:
CREATE TABLE STUDENTS (
121
ID INTEGER PRIMARY KEY,
FIRST_NAME VARCHAR(50) NOT NULL,
LAST_NAME VARCHAR(50) NOT NULL,
ADDRESS VARCHAR(100))
)
Какие запросы позволят добавить запись в эту таблицу?
1. INSERT INTO students(id, first_name, last_name) VALUES (1, 'Name',
'Surname');
2. INSERT INTO students(id, first_name) VALUES (2, 'Name');
3. INSERT INTO students VALUES (3, 'Name', 'Surname', NULL);
4. INSERT INTO students VALUES (4, NULL, 'Surname', NULL);
Правильный ответ: 1.
Пояснение: Колонки FIRST_NAME и LAST_NAME имеют ограничение
(constraint) NOT NULL. Это значит, что в них нельзя записать значения NULL.
Соответственно запросы 2 и 4 не верны.
2. Какие из запросов вернут все записи, не содержащие значение NULL в
колонке value:
1.
2.
3.
4.
5.
SELECT * FROM table WHERE value IS NOT NULL
SELECT * FROM table WHERE value != NULL
SELECT * FROM table WHERE value <> NULL
SELECT * FROM table WHERE value IS NOT empty
SELECT * FROM table WHERE value LIKE NOT NULL
Правильный ответ: 1.
Пояснение: Значения NULL не могут сравниваться с помощью операторов = и
<>. Вместо этого необходимо использовать IS и IS NOT.
3. Все перечисленные ключевые слова относятся к DML (Data Manipulation
Language): INSERT, CREATE, DELETE, UPDATE.
 Нет
 Да
Правильные ответы: Нет
Пояснение: CREATE относится к DDL (Data Definition Language).
4. Какие из перечисленных ниже языков содержит SQL: (укажите два
правильных ответа)
122
1.
2.
3.
4.
5.
6.
DML
DDL
XML
XSD
DTD
XSL
Правильные ответы: 2, 5.
Пояснение: DML - Data Manipulation Language. Он с одержит такие выражения
как SELECT, INSERT, UPDATE и DELETE. DDL - Data Definition Language.
Содержит выражения CREATE, ALTER и DROP.
5. Дана пустая таблица DATA_STORE с колонками id и name. На id стоит
автоинкремент, а name имеет тип varchar(40). Какие из следующих запросов
корректно отработают: (укажите три правильных ответа)
1.
2.
3.
4.
insert into publisher (name) values ('OREILLY');
insert into publisher (name) values ('O Reilly');
insert into publisher (name) values ('O-Reilly');
insert into publisher (name) values ('O'Reilly');
Правильные ответы: 1, 2, 3.
Пояснение: Символ внутренней одиночной кавычки необходимо
заэкранировать - 'O\'Reilly'
6. Следующие SQL-выражения создают таблицу и заполняют ее данными:
create table table1 (column1 integer);
insert into table1 values(1);
insert into table1 values(2);
insert into table1 values(3);
insert into table1 values(4);
insert into table1 values(5);
Какую операцию нужно написать вместо троеточия, для того чтобы результат
запроса
select * from table1
where column1 ... 3
and column1 < 5;
был таким:
123
1
2
Правильные ответы: <,
7. Верно ли составлен следующий запрос:
SELECT EMP_NAME, SUM(SAL) FROM EMPLOYEE;
 Нет
 Да
Правильный ответ: Нет.
Пояснение: Необходимо использовать конструкцию GROUP BY.
8. Предположим, что создана таблица persons с колонками id, name, age. Какой
запрос найдет средний возраст всех людей с возрастом не менее 18-ти лет?
1.
2.
3.
4.
5.
select avg(age) from persons where age >= 18
select avg(age) from persons having age >= 18
select avg(age) from persons where age >= 18 group by name
select avg(age) from persons having age >= 18 group by name
Это может быть сделано только с использованием подзапросов
Правильный ответ: 1.
Пояснение: Второй и четвертый запросы не корректны, так как ключевое слово
having используется в конструкции "group by ... having ...". Третий запрос
вернет средние возрасты всех людей с одинаковым именем.
9. Какое ключевое слово используется для изменения объектов базы данных?
1.
2.
3.
4.
5.
ALTER
CHANGE
INTERCHANGE
MODIFY
VARY
Правильные ответы: 1
10. Для каких целей используется SQL?
 это язык структурированных запросов к реляционным БД
124
 это универсальный язык программирования, применяемый для создания,
модификации и управления данными в реляционных БД
 это информационно-логический язык.
 Все ответы правильные
Правильный ответ: четвертый
11. Что означает SQL?





Structured Query Language
Supreme Query Language
Structured Questionnaire Level
Server Question Level
Super Quick Language
Правильный ответ: 1.
12. Сеанс SQL
 это время обработки SQL Запроса.
 установления и завершения пользовательского сеанса,
включающего обмен мультимедийным содержимым.
 это период взаимодействия пользователя с реляционной БД
посредством использования команд SQL.
Правильный ответ: третий*
11. Какие из перечисленных терминов относятся к разделу DCL? (Укажите 4
правильных ответа).
 ALTER PASSWORD
 GRANT
 REVOKE
 CREATE SYNONYM
 SELECT
 INSERT
125
Правильные ответы – первые четыре
13. Язык определения данных (DDL)
 используется для построения запросов к реляционным базам данных
 дает пользователю возможность манипулировать данными внутри
объектов реляционной БД.
 дает пользователю возможность создавать различные объекты БД и
переопределять их структуру, например, создавать или удалять таблицы.
 позволяет осуществлять контроль над возможностью доступа к данным
внутри БД.
Правильный ответ: третий
14. Какие из перечисленных терминов относятся к языку DDL? (Укажите 6
правильных ответов).
 CREATE TABLE
 ALTER TABLE
 DROP TABLE
 CREATE INDEX
 ALTER INDEX
 DROP INDEX
 SELECT
 ORDER BY
Правильные ответы – шесть первых
13. Какие из перечисленных терминов относятся к разделу DML? (Укажите три
правильных ответа).
126
 INSERT
 UPDATE
 DELETE
 ALTER
Правильные ответы – три первых
14. Ключевое поле (primary key) — это
 Столбцы, данные в которых однозначно идентифицируют каждую
строку данных в таблице
 Первый столбец таблицы
 Столбцы с наиболее важными данными
 Столбец, в котором данные не повторяются
Правильный ответ – 1-й
15. Самыми общими типами в SQL являются:

символьные строки;

числовые строки;
 значения даты и времени
 Денежный
 Верны все перечисленные ответы
Правильный ответ: пятый
Замечание. Это только начальная часть тестов, реализованная автором в
качестве иллюстрации в его попытке построить математическую теорию
создания тестов. Она относится лишь к понятийному базису предметных
областей. Здесь не тестируется логические способности, скорее здесь
тестируется степень усвоения базисных конструкций предмета, без чего
невозможно переходить к дальнейшему проникновению в его суть.
127
Интеллектуальное тестирование
Можно сказать, что тестирование выдвигается на ведущие позиции среди
методов проверки знаний, умений и навыков, как учащихся, так и работников
предприятий. Регулярность тестирования
персонала предприятий
стала
хорошей модой и сейчас воспринимается как признак того, что менеджмент
предприятия
заинтересован
в
высоком
уровне
квалификации
своих
сотрудников. Как следствие тестирование при приеме на работу также является
признаком того, что требуются только высококвалифицированные сотрудники.
Это все не может не радовать в связи с общим состоянием нашего образования.
С другой стороны, вспоминая классический анекдот: «Съест-то он съест, да кто
ему даст!» эти кадры кто-то должен готовить, что вновь поднимает проблему
обучения именно высококвалифицированных кадров! Но это к слову, поэтому
вернемся к тестированию.
В учебных заведениях тестирование по сравнению с обычными формами
контроля также становится все более предпочтительным по многим причинам.
В большой степени эта тенденция возникла в силу удобства использования и
относительной легкости подготовки тестовых заданий, а также имеющейся в
настоящий
момент
иллюзии,
что
использование
тестов
повышает
объективность контроля знаний, умений, навыков. Не оспаривая второй части
этого тезиса, авторам хотелось бы остановиться на таких его положениях, как
удобство использования и легкость подготовки тестовых заданий. Для этого
обратим внимание, что всякая система тестов, в первую очередь, обладает
таким свойством как полнота. Автор теста, в любом случае должен подготовить
все ответы на вопрос, т.к. если будет предложен верный ответ, который не
предусмотрен в данном тесте, то правильность оценки будет поставлена под
сомнение.
Пример.
Как
правило,
подобные ситуации
часто
встречаются в
математическом тестировании, когда испытуемому предлагают найти ответ на
конкретный вопрос и предлагается несколько вариантов ответа. Например,
128
найти
ту
или
иную
подстановку,
чтобы
выполнялась
определенное
соотношение. Если задача проста, то в тесте приводятся все решения. Если
сложная, то автор может не знать всех решений и в ответах к тесту он не
сможет указать все решения. А смышленый ученик, получив правильный, но не
известный автору ответ, будет обижен системой тестирования в результате
снижения общей оценки.
Выходов из данной ситуации видится два.
Первый – связан с разбором всех возможных решений с использованием
синтаксического анализатора и выяснении является ли приведенный ответ
правильным.
Разработка
синтаксического
анализатора
–
это
только
формулировка задачи, которая лежит на поверхности и видна сразу. При более
вдумчивом анализе проблемы мы неизменно приходим к необходимости
проводить и семантический анализ. В результате задача достижения полноты
тестов становится сложной, в общем случае она сводится к нахождению смысла
фразы. Известно, что эта проблема весьма непростая, до сих пор не имеющая
удовлетворительного решения. Но не будем сбрасывая ее со счета, т.к. в
последующем убедимся, что эта проблема возникает вновь и опять в
тестировании.
Второй способ решения проблемы неполноты ответов состоит в том, что
тестируемый, в случае получения нового решения, не предусмотренного
тестом, обращается непосредственно к разработчику теста и представляет свой
вариант ответа. Этот новый вариант в системе тестирования может быть оценен
существенно выше, чем правильные ответы из числа предложенных или
известных. Плюсом такого решения проблемы неполноты служит то, что оно
требует лишь технических усилий.
Пример. В настоящее время многие учебные заведения проводят
олимпиады по профилирующим дисциплинам, которые удобно осуществлять в
виде тестирования. При этом на первом (заочном) этапе задания следует
129
выставлять в соответствующем разделе на сайте учебного заведения. Но
олимпиадные задания должны обладать, как минимум, относительной
сложностью. А сложные задания вполне могут характеризоваться тем, что
авторы не знают всех допустимых решений, располагая лишь некоторыми.
Поэтому такая олимпиадная система тестирования должна предоставлять
возможность обращения к авторам для пополнения ответов.
Пример.
Тестирования
сотрудников
на
предприятиях,
постоянно
обновляющих свое оборудование, например, на предприятиях атомной
промышленности, также требует модификации тестирующих заданий. А
высокая динамика изменения заданий требует существование соответствующей
службы, которая на предприятии, как правило, отсутствует. Следовательно,
пополнение и изменение тестовых заданий надо возложить на самих
тестируемых, которые предложат новые решения. Если проводить аналогию, то
можно отметить, что построение, например ОС Linux происходило именно
таким образом. В ее построении принимали участие тысячи программистов,
присылающих свои собственные решения в некоторый центр, отвечающий за
модификацию и распространение ОС. В результате надежность Linux
существенно выше, чем у ОС Windows.
Предоставив
тестируемому
возможность
пополнять
множество
правильных ответов, разработчики уходят от проблемы соблюдения полноты
тестирующего материала. И тогда получается, что в силу открытости системы
тестирования,
тестируемый
становится,
в
определенном
смысле,
соразработчиком тестов.
Еще одна проблема, возникающая при разработке тестирующих систем,
это собственно их создание. Поясним, что мы имеем в виду. Всякий автор,
разрабатывающий учебный курс, не откажется от того, чтобы его материал был
снабжен тестами для каждого раздела. Но их ручная разработка требует
дополнительных ресурсов, хотя бы в силу того, что они должны обладать
упомянутой выше полнотой. Однако, и это является еще одной задачей,
130
решение которой мы приводим ниже. При создании курса автор может так
представлять материал, что некоторые тесты легко получить автоматически.
Рассмотрим эту проблему чуть подробнее. Понятно, что если бы мы имели
систему, которая по предложению могла бы автоматически формулировать к
нему
различные
автоматически.
Но
вопросы,
это
то
связано
система
с
тестирования
упоминавшийся
строилась
уже
бы
проблемой
семантического анализа. А в ближайшем будущем нам явно не грозит
появление такой во всех отношениях приемлемой системы. Поэтому следует
предложить нечто, что помогло бы исключить или, по меньшей мере, облегчить
задачу семантического анализа.
И тут можно пойти по пути разработки форматов фраз, которые в
последующем использовать для генерирования по ним соответствующих
тестов. Наиболее подходящим семейством таких предложений являются
определения, т.к. терминологические тесты представляют собой самое
распространенное семейство. Но тогда возникает вопрос классификации
определений, т.е. задание таких их форм, которые позволяли бы формулировать
определения понятий из достаточно широкой области.
Попробуем провести такую классификацию на самых общих примерах и
покажем, что действительно эти формулировки позволяют легко строить
терминологические тесты. С этой целью вначале приведем несколько типичных
определений, а затем покажем, как по ним строятся сами тесты. Мы не
приводим конкретных приемов преобразования определений в тесты, а лишь
описываем принципы их создания. Более конкретно все высказанные здесь
положения в той или иной степени реализованы в системе тестирования,
разработанной А.В. Аржаковым.
131
Типы определений и построение тестов.
В этом разделе приведем несколько типичных определений и покажем, что
они легко преобразуются в тесты с открытым ключом.
Определение. Информатизация общества – это социальный процесс,
связанный со значительными изменениями в образе жизни населения.
Уточнение определения. Информатизация общества включает ликвидацию
компьютерной неграмотности, формирование культуры использования новых
информационных технологий и др.
Тест к определению.
Вопрос: Как следует назвать социальный процесс, связанный со
значительными изменениями в образе жизни населения, который включает
ликвидацию
компьютерной
неграмотности,
формирование
культуры
использования информационных технологий и др.
Ответ: Информатизация общества (Открытый ключ)
Вопрос: Информатизация общества включает
Варианты ответа: ликвидацию компьютерной неграмотности,
Формирование культуры использования
информационных технологий
И другие варианты из смежных определений
(тест с множественным выбором)
Определение. Информатизация общества — это социально-экономический
и
научно-технический
информационных
процесс
потребностей
создания
и
условий
реализации
132
прав
для
удовлетворения
граждан,
органов
государственной власти, органов местного самоуправления, организаций,
общественных объединений на основе формирования и использования
информационных ресурсов
Вопрос: Как называется социально - экономический и научно-технический
процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных
потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти,
органов местного самоуправления, организаций, общественных объединений на
основе формирования и использования информационных ресурсов
Ответ: Информатизация общества (Открытый ключ)
Определение.
Информационное
общество
–
общество,
в
котором
большинство работающих занято производством, хранением, переработкой и
реализацией информации, особенно высшей ее формы – знаний. Цель
информатизации - улучшение качества жизни людей за счет повышения
производительности и облегчения условий их труда.
Вопрос: Как называется общество, в котором большинство работающих
занято производством, хранением, переработкой и реализацией информации,
особенно высшей ее формы – знаний.
Ответ: Информационное общество (Открытый ключ)
Определение. Информация – это сведения об объектах реального мира, о
каком-либо событии, процессе, над которым можно производить следующие
операции: восприятия, передачи, преобразование и использование.
Вопрос: Каким термином называются сведения об объектах реального мира,
о каком-либо событии, процессе, над которым можно производить операции:
восприятия, передачи, преобразование и использование.
Ответ: Информация (Открытый ключ)
133
Определение. Первичная информация – выражение некоторого факта,
поведения, т.е. того, что характеризует определённое событие, ситуацию,
состояние.
Вопрос: Каким термином называется выражение некоторого факта,
поведения, т.е. того, что характеризует определённое событие, ситуацию,
состояние.
Ответ: Первичная информация (Открытый ключ)
Определение.
Обработанная
информация
–
результат
переработки
первичной информации или ранее обработанной информации.
Вопрос: Как называется результат переработки первичной информации или
ранее обработанной информации.
Ответ: Обработанная информация (Открытый ключ)
Помимо тестов с открытым ключом, которые можно построить из
приведенных определений, аналогично составляются ещё по два «обычных»
тестовых заданий с выбором единственно верного варианта ответа на каждое
определение. Для этого, система в ответах перечисляет неправильные ответы.
Вопрос: Как называется социальный процесс, связанный со значительными
изменениями в образе жизни населения
Варианты ответа: Информатизация общества
Развитие общества
Демократизация общества
Индустриализация общества
Информирование общества
Аналогично на основе приведенных определений можно создавать тесты
на сопоставление, заполнение пропусков и иные. Конечно, проблема
автоматического
генерирования
тестов
134
новая,
и
сейчас
далека
от
общепризнанного решения. Но уже первые эксперименты позволяют говорить
о неплохой перспективе ее решения. При этом, сложность задачи не идет ни в
какое сравнение со сложностью проблемы семантического анализа. Ее удается
существенно снизить за счет упрощения формулировок определений и
поясняющих предложений. Чем синтаксически проще суждения, по которым
автор намеревается создавать тесты, тем проще эти тесты извлекаются
системой генерирования тестов.
Современное состояние системы тестирования
Система
тестирования,
которой
располагают
авторы,
постоянно
развивается, изменяется и модифицируется. На момент написания функционал
тестов включал девять видов: заполнение пропусков – данный вид тестов
охватывает широкий спектр задач от «дописать определение» до дописать
программу.
o
Следующий вид базируется на «заполнении пропусков», но тут уже
присутствует выбор слов, которые нужно использовать для заполнения
пропусков, один из таких примеров это расстановка артиклей в английском
языке.
o
Третий вид – упорядочение слов (элементов) в соответствии с заданным
порядком Данный вид тестов предоставляет возможности для фантазии автора:
можно составлять задачи от простых расставить слова по порядку до более
сложных например расставить неравенство среди чисел в разных системах
счисления. Например (элементы): < < < < < 0 13(10) 2F(16) 52(10) 52(8)
1001001(2).
Ответ: 0 < 13(10) < 52(8) < 2F(16) < 52(10) < 1001001(2).
Помимо прочего, такие упражнения поддерживает мульти-ответ, т.е. несколько
верных комбинации ответа.
o
Четвёртый и пятый виды это тесты на сопоставление текст-текст и текст-
картинка соответственно. Данный вид тестов подойдёт для сопоставления
135
термин-определение, дата-событие, картина-художник(название) и многие
другие.
o
Обычный тест с выбором одного верного варианта ответа с любым
количеством вариантов ответа.
o
Тест с выбором нескольких (двух и более) верных ответов.
o
Тест с открытым ключом, где ответ вводиться с клавиатуры, этот вид
тестов допускает задание нескольких верных вариантов ответа.
Например: Вопрос: 2+2=? Ответ: 4. Но если учащийся гуманитарий, то ответ
может быть «четыре». Можно конечно загнать таких «любителей» в рамки
уточняющим вопросом 2+2=? (Ответ дать числом в цифровом формате.), но
нам этого не требуется, зачем нам ставить рамки в таких мелочных вопросах,
мы просто впишем в верные ответы 4 и «четыре».
o
И последний вид тестов, так называемые HotPoint – это вид тестов в
котором
учащемуся
необходимо
определить
зону
на
рисунке/изображении/схеме отвечающую вопросу. Например, на изображении
мозга указать, где находится гипофиз или же на схеме автомобиля указать, где
находиться топливный насос.
Каждый тест может сопровождаться графическим изображением.
Представляемая система тестирования поддерживает возможность
«перекрёстного» тестирования из разных тем, разделов и предметов. Что
позволяет получать статистику, которая впоследствии используется для
предметного анализа знаний и незнаний учащегося.
Разрешается использование таймера, который ограничивает время на
прохождения теста.
Также присутствует система «Паспорт ученика». Она отвечает за показ
статистики и продвижений учащегося/группы/курса по предмету/компетенции.
Доступна и для просмотра учеником, но только его личных данных.
136
Глава 6. Об одной образовательной концепции
Введение
Нынешние студенты не отличаются рвением к познанию нового (впрочем,
не без исключения). О помощи мотивированным студентам в образовательном
процессе мы уже говорили. Однако, хотелось бы обратить внимание и на
других студентов, многие из которых идут в профессиональное образование
лишь для получения «фантиков» в виде дипломов. Поэтому лишь небольшая
часть выпускников работает по полученной специальности.
Множество студентов и школьников под благовидным предлогом
покупают
(или
персональные
выпрашивают
компьютеры,
у
родителей)
смартфоны,
разнообразные
планшеты,
нетбуки,
гаджеты:
ноутбуки,
электронные книги и многие другие. Но после покупки девайсов мотивация к
обучению зачастую падает ещё сильнее, так как появляется отвлекающий
фактор в виде игр. После приобретения гаджета на него, как правило, ставятся
разнообразные игрушки, и хорошо, если это шахматы или развивающие
головоломки, но чаще это разнообразные action’ы, стратегии, RPG и так
называемые «таймкиллеры», (от одного названия становится не по себе!).
Именно такие студенты, у которых нет мотивации к обучению, но
сформировалась зависимость от игры, вызывают беспокойство, как педагогов,
так и родителей.
Общее описание
По нашему мнению, чтобы заинтересовать не мотивированных студентов,
следует создать игру, в которую они играли бы с удовольствием, достигая при
этом обучающего эффекта. Привлечь пользователей в новый игровой мир
сложно, даже для новых игровых проектов, не говоря уже об образовательных.
Но это направление выглядит привлекательным и уже осуществляются первые
шаги в «игровом» образовательном процессе. Но без хорошо проработанной
концепции и достойного воплощения такие проекты очевидно провальны.
137
В настоящее время сформировался вид массовых многопользовательских
ролевых
онлайн-игра (англ. Massively
multiplayer
online
role-playing
game, MMORPG) — компьютерная игра, в которой жанр ролевых игр
совмещается с жанром
массовых онлайн-игр. MMORPG могут быть
представлены в том числе и в браузерном виде, однако основной чертой жанра
является взаимодействие большого числа игроков в рамках виртуального
мира. Так как жанр MMORPG имеет большую аудиторию среди игроков, то
рассмотрим предлагаемую концепцию именно на этом примере. Для игр
MMORPG присущи следующие аспекты:

Выбор персонажа: раса, класс, внешний вид;

Его «прокачка» (улучшение навыков присущих всем персонажам);

Выбор специальных навыков, которые могут зависеть от расы или класса,
или же от выбора игрока;

Так называемое «одевание» персонажа, приобретение экипировки
улучшающей те или иные характеристики персонажа, а так же «крутого»
внешнего вида персонажей;

Изучение профессий для персонажа;

Навыки работы в команде от 5 до 40 человек или более;

А так же изучение тактик для победы на тех или иных игровых событиях.
В реальном мире человек выполняет те же шаги, с той или иной степенью
успеха. Вероятно, этим и обусловлена такая популярность RPG и MMORPG в
частности.
Понятно желание обычного человека выделится из толпы, быть
уникальным, а ещё лучше «легендой». Это куда проще сделать в игре, кликая
по клавишам и отсиживая все части тела, нежели в реальном мире, совершая то
или иное действие. Данная ситуация лишь усугубляется, и пока не ясно как ее
изменить, необходимо превратить её в благое дело.
Отметим, что люди играя в игры указанного жанра, приобретают умения и
знания, не заучивая их специально, они от раза к разу сами сохраняются в
138
памяти. Многие умения и знания по прошествии двух-трёх повторений
запоминаются, а при достаточно долгой игре таких умений накапливается
очень много. И даже после большого перерыва вернувшись в игру, практически
все навыки возвращаются, это как навык езды на велосипеде, никогда не
забывается.
Так почему бы не совместить игру с обучением полезным навыкам. Для
этого необходимо создать игру, в которой для тех же действий: прокачка,
«одевание», получения достижений и т.д. студент стал бы получать не навыки в
виртуальном мире, а навыки необходимые в реальной жизни. Сейчас не все
навыки
можно
получить
таким
образом,
но
как
видится
авторам,
приобретенные так знания не будут отличаться от знаний приобретенных
иными способами. Но приобретение знаний в игре будет приятнее, чем
бесконечное заучивание.
Наличие в системе открытого игрового мира необходимо, причём самый
идеальный вариант – это бесконечное количество вселенных, которые не
ограничивали бы вариативную часть игровой реальности. Но переходы между
такими вселенными должны быть естественны и не выделяться на игровом
уровне. Как один из вариантов – это создание единого персонажа, который
перемещался бы между вселенными, назовём их – играриумами. Играриум, как
часть системы, должен также осуществлять образовательный процесс, но в
меньше части чем остальная система, поэтому выход из играриума не должен
вызывать негодования пользователей. Однако система не должна позволять и
безвозвратно уйти в играриум.
В данную общую концепцию впишется и следующая: по мере погружения
пользователя в систему, о нём будет собираться статистическая информация в
том числе и по психологическому профилю. На ее основе можно подбирать
группы так, чтобы команды были психологически совместимы. Таким образом
в последующем могут формироваться команды, которые будут стабильно и
эффективно работать, в том числе и над реальными проектами.
139
Хорошим дополнением ко всему этому будет система достижений, которая
присутствует почти в каждой игре. Достижения вносят разнообразие в игровой
процесс, зачастую заставляя нестандартно подходить к решению той или иной
задачи. Получения достижений для людей с определённой психологической
конституцией становится чуть ли не первоочередной задачей. Да и
большинство игроков не откажутся получить то или иное достижение,
выделяясь из массы игроков. Поэтому если получения достижений перевести в
образовательное русло, то это положительно скажется на развитии умений и
знаний. Но данная концепция имеет как плюсы, так и минусы, которые сейчас
мы и рассмотрим.
Проблемы
Первая проблема, с которой придётся столкнуться при разработке такой
системы – это декомпозиция предметной области для её переложении в
виртуальную реальность. Проработка информационного контента может занять
достаточно много времени.
Вторая, но не менее важная проблема – это получение практического
опыта и умений работы с реальными физическими объектами. Несмотря на
невозможность физического контакта с изучаемыми инструментами можно
говорить о полезности системы, т.к. при хорошей декомпозиции и воплощении
объекта в виртуальной реальности, обучающиеся смогут исследовать объект,
опробовать его в работе, изучить все его возможности, не причиняя вреда
физическим устройствам. С появлением технологии полного погружения
данная
проблема
исчезает,
работа
с
виртуальными
объектами
будет
запоминаться на уровне мышечной памяти.
Третья проблема, которая возникает при создании такой системы – скорее
техническая, нежели концептуальная. Как уже упоминалось, важным аспектом
является разработка качественного продукта, иначе воплощённая концепция не
заинтересует конечных пользователей.
140
Не менее важная проблема это подача образовательного контента в
рамках системы. Образовательный контент должен подаваться на протяжении
всего взаимодействия пользователя и системы. Но в таком количестве, чтобы
не сделать из системы скучную образовательную игру. Подача материала
может быть как в виде стандартной для всех игр такого жанра системы
«квестов» (от англ. quest – поиск), так и альтернативных методов подачи
материала.
Игровые проекты такого жанра являются большими и сложными.
Поэтому на наш взгляд возможность реализовать такой проект сразу со всем
контентом и подсистемами весьма сомнительна. Подход, которым пользуются
многие производители игр, подходит лучше. Это отладка игрового ядра на
уровне альфа-тестирования, и разработка контента уже после запуска, что
позволяет постепенно погружаться в новую игровую систему, подогревать
интерес
публики
очередным
проведением разнообразных
добавлением
акций. Также
контента
и
обновлениями,
важным является
создания
заинтересованного коммьюнити, которое поможет разработчикам понять
направление развития проекта.
Однако, если создаётся система, которой будут пользоваться, то
необходимо проработать психологически аспекты так, чтобы она не вызывала
отторжения у пользователей своей обучающей стороной, но при этом, не
утратила своей главной цели – образовательной.
Преимущества
Главным преимуществом такой системы является то, что пользователи
незаметно для себя начнут приобретать полезные знания и умения. Так как в
большинстве случаев мотивация к игре намного выше, чем к образовательному
процессу, а проблема мотивации на наш взгляд – это самая серьёзная проблема
образования.
Ведь
когда
есть
проблема
с
техническим
оснащением
образовательного процесса, то выходы находятся, но если у студента нет
141
мотивации к обучению, то ему безразличны другие проблемы, не важно есть
компьютерный класс или его нет, и т.п.
Но на этом преимущества предлагаемой концепции не заканчиваются.
В игровой форме моно выявить, к каким профессиям у человека имеется
предрасположенность, попробовав те или иные обучающие подвселенные. В
итоге можно понять, нравится тебе заниматься тем или иным видом
деятельности.
Система так же, как и любая другая игра будет развивать навыки
командной работы. Для одних это навыки лидера, для другого это профильные
навыки. А как уже говорилось, с возможностью подбора команды по
психологическим профилям, эффективность такой команды будет весьма
высока. Если же подключить к этому процессу работодателя, то кроме знаний и
умений пользователи смогут получать финансовые выплаты за выполнения
разнообразных работ.
Важным плюсом также является, что это будет онлайн версия – т.е. всегда
актуальные знания.
142
Глава 7. Краудформинг
Введение
Первоначальный проект «Депозитарий живых книг» в настоящее время
развился до проекта «У.М.К.А.» - Учебные Материалы Краудформинг
Авторства, который пересматривает концепцию подачи учебного материала, а
также включает другие упоминаемые ранее концепции.
Приходится констатировать, что у молодёжи сильно развито клиповое
мышление. Большинство студентов не могут долго сосредотачиваться над
анализом ситуации, например, при решении математической задачи, когда она
трудна. Основываясь на данной проблеме и некоторых других, и строится
«У.М.К.А.». Ещё одна проблема, которая послужила построению «У.М.К.А.» связана с актуальностью лекционных курсов. В эпоху дистанционного
обучения уже невозможно применять способ обычного конспектирования
лекций, которые обветшали уже с момента написания. Авторы не имеют ничего
против лекций, по классическим предметам, например, по анализу или
линейной алгебре. Но категорически против использования таких лекций по
проблемам современного общества, которые меняются ежегодно, а некоторые и
ежедневно.
Некоторые
преподаватели,
посчитав,
что
рукописные
листки
действительно не современно, оцифровали свои лекции, и с гордостью считают,
что они идут в ногу со временем, и применяют передовые технологии. К
сожалению, это не так, и данное решение никоим образом не затрагивает
проблематику актуальности преподаваемого предмета.
Но есть и еще один фактор – устаревает манера подачи и той
информации, которая не потеряет свою актуальность ещё десятки лет. А с
преобладанием у студентов клипового мышления и особой любви к книжкам с
картинками, данная проблема встаёт достаточно остро.
143
Многослойные учебные пособия» (МУП)
Как показывает практика, студенты гораздо лучше воспринимают
мультимедийно-визуальную информацию. Читая один и тот же текст, с
сопровождающей
картинкой
и
без
неё
видно,
что
студенты
лучше
воспринимают тот материал, который иллюстрируется мультимедийным
контентом. У них происходит всплеск инициативы по изучению материала при
удачно подобранном изображении.
Таким образом, следует констатировать, что студенты гораздо лучше
запоминают мультимедийную информацию, и ассоциированный с ней текст. На
чём и базируется
предлагаемая концепция, которая учитывает также
популярность среди молодёжи социальных сетей, комиксов и демотиваторов.
Один из самых лучших способов запоминания это ассоциативная память.
Если не считать людей с феноменальной памятью, то ассоциативная память
присуще всем, и запоминание по ассоциации происходит лучше. И при
ассоциации с чем-либо действительно интересным человек, может запомнить
уже реально нужную информацию.
Что наводит на мысль о возможности использования этого свойства
памяти как психологической основы обучающего процесса. Если быть точным,
то
следует,
что
данная
особенность,
конечно
же,
используется
в
образовательном процессе. Наша концепция предлагает использовать новую
технологическую оболочку для этой особенности памяти. Среди молодёжи
популярны комиксы и демотиваторы, т.е. визуальное изображение с небольшим
количеством текстовой информации. Как правило, они содержат шутки,
остроумные высказывания и высказывания на злобу дня.
Авторы предлагают вынести базовые понятия предметной области на
уровень таких картинок и демотиваторов. Поскольку преподаватель хорошо
знает свою предметную область, то создание ассоциативного изображения для
базовых понятий не вызовет больших проблем. На данном этапе, могут
144
возникнуть несколько проблем. Одна из них это – разница поколений, между
преподавателем и студентами. Поэтому у студентов может быть другой взгляд
на ассоциации, поэтому для них они просто будут непонятными в силу разницы
знаний и понятийного базиса. Но приведённая проблема достаточно легко
решается применением технологии краудформинга (полностью термин будет
раскрыт несколько позднее).
Основываясь на изложенном материале, мы можем разложить учебные
материалы на следующие слои:
1)
только
Слой комиксов и демотиваторов. В данном слое студент занимается
анализом
предоставленной
информации.
Тем
самым,
получая
ассоциативно связанный понятийный базис предметной области.
2)
Второй слой это частично слой синтеза и анализа. Работая в данном
слое студент, должен сам синтезировать ассоциативный материал, который на
первом слое он только анализировал. Тем самым мы используем технологию
краудформинга. Многие нынешние студенты талантливы, но безынициативны,
а предложенный вид синтеза может их заинтересовать простотой и чувством
собственный значимости (ведь они участвуют в создании обучающего
материала), ну и, конечно же, гарантирована положительная оценка от
преподавателя за добавление качественного контента. Но всё-таки это
студенты, и пока им нельзя полностью доверить создание нового контента.
Публикация возможна только после одобрения модератором, в роли которого
будет выступать автор учебного курса.
3)
Третий слой МУП это уже более привычные электронные обучающие
ресурсы, где студенты проводят более серьёзную аналитическую работу,
приобретают практический опыт, развивают свои умения и навыки, а также
получают более глубокие теоретические знания по предметной области.
Проходя разнообразные рубежные контроли усвояемости материала, студент
145
может проследить какие разделы предметной области он знает плохо, и
восполнить соответствующие пробелы.
4)
Заключительный – это слой синтеза, представляющий собой
написание курсовых работ, создание прикладных программ, и многое другое,
где требуется сочетание знаний, навыков и самостоятельного мышления.
Данная концепция представляется авторам обоснованной, хотя бы потому,
что если даже студент остановится на второй ступени, он, несомненно, получит
представление об изучаемой предметной области.
Краудформинг – методика формирования интеллектуальной элиты
Информатизация цивилизации имеет как многие положительные
аспекты, так и много негативного. Сейчас несколько слов о негативе, который
имеет общая информатизация. Легкий доступ к разнообразной информации
оказывает негативное воздействие на весь образовательный процесс, особенно
в той части обучающихся, которые еще не привыкли решать задачи
самостоятельно и более надеются на подсказки преподавателей, на простое
применение формулы или исчерпывающий ответ, найденный в сети. В
результате сформировалось целое поколение учеников, которые ни в коей мере
не рассчитывают на свои силы даже при решении задач средней сложности. И
естественно, что у таких учеников, которые становятся студентами СУЗов и
ВУЗов вырабатывается стойкая антимотивация к обучению (Обучение здесь
понимается не как процесс присутствия на дежурных мероприятиях, а на
способности приобретать новые знания и навыки). Процесс антимотивирования
очень прост: если нет нужного ответа в Интернете, то его еще не придумали
умные дяди и тети и тем более этот ответ я найти не смогу. (Назовем это
явлением синдромом «мудрости предков»). В результате резко упало качество
профессионального образования, настолько, что это становится социально
опасным явлением. Примеры этого явления регулярно демонстрирует
146
телевизор – самый главный авторитет общества, когда смакует, например,
падение отечественной ракеты в непосредственной близости от места запуска.
Понятно, что отсутствие мотивации не тождественно низкой общей
самооценки, у ученика может быть очень высокая самооценка в спорте, но
пониженная в профессиональной области, хотя условия его жизни не
позволяют ему отказаться от получения профессиональной подготовки и уйти в
профессиональный спорт. Тем не менее, он осознает свою профессиональную
несостоятельность, и с каждым годом это осознание оказывает все более
негативное воздействие на его самооценку как профессионала. Хотя он может
успешно социализироваться в какой-либо другой области непосредственно не
связанной с профессией, приобретению которой он посвятил несколько лучших
лет жизни. Как правило, на фоне этого явления пышным цветом расцветают
разнообразные защиты, все такие, в такой стране живем, поступлю в институт –
буду хорошим студентом и пр. Т.е. проблема не решается, но лишь
откладывается на неопределенное время или вовсе игнорируется.
В последнее время было предложено огромное количество методик
обучения, по своей численности превышающее все методики, выработанные за
последнюю сотню лет. Однако, эти методики, скорее придают новые формы
образованию, не воздействуют на мотивацию учеников. (В этом отношении
учебник по математике Магницкого является кладезем мудрости, утраченной в
последние тридцать лет). Различные игровые формы обучения так и остаются
только игрой; разнообразные технические средства, используемые педагогами,
суть гарнир в отсутствие главного блюда – обучения с полным набором
требований и полной отдачей; популярное тестирование непонятно что больше
дает позитива или негатива. Зачастую, тест, требующий от студента малейшего
анализа, вводит его в ступор. Использование информационных технологий, на
которые возлагались, да и по сю пору возлагаются большие надежды, ставит
больше вопросов, чем придает эффективности обучению. Короче, образование
погрязло в реформах, но на предприятия приходят специалисты, которых
147
необходимо срочно переучивать, иначе они нанесут значительный ущерб
производству.
Так как хроническое отсутствие качественного образования – это
предпосылка к тому, что страна не сможет занять прежних позиций в науке и
промышленности. И, более того, отсутствие массового слоя качественных
специалистов – социально опасное явление. Все выглядит так ужасно, что
авторы испугались сами! Какие же образовательные методики можно
предложить, чтобы попытаться решить основную проблему отечественного
образования – повышения мотивации к обучению, а не нахождению «опыта
предков», которым изобилует Интернет.
По известному закону психологии - мотивация возникает у ученика,
когда он, убедившись в своих способностях справляться с простыми задачами,
постоянно укрепляет самооценку путем решения все более сложных задач. И
так происходит до того момента, когда наступает предел этому в силу
ограниченных возможностей каждого человека.
Теперь что может предложить нам современные информационные
процессы общества? Если основной чертой информатизации является создание
информационного
пространства,
то
попытаемся
использовать
это
для
выработки мотивации к образованию. Для этого, во-первых, надо дать каждому
учащемуся отправную точку в его развитии. Это не может быть стандартное
выполнение ученических заданий, т.к. в этом случае слишком быстро
проявляется синдром «мудрости предков». Ученика уже на начальном этапе
надо увлечь необычной задачей, в которой, несмотря на синдром, он сможет
проявить себя и встать на путь постоянного развития.
Понятно, что цель должна быть вполне серьезной, чтобы у ученика
возникало чувство причастности к серьезным делам. И как представляется,
такой общей целью может быть проект, в котором обязательно участвует один
или
несколько
преподавателей,
а
ученик
148
вначале
выполняет
сугубо
вспомогательную роль. Он выполняет посильную задачу, например, сделать
обзор имеющегося материала по определенной тематике. Это очень близко к
той деятельности, которой он привык заниматься, что важно на первом этапе.
Это может быть поиск задач с решениями, которые учитель предполагает
вставить в коллективное учебное пособие. Или можно попросить ученика
поискать в сети системы тестов по изучаемому предмету для того, чтобы в
последующем создать собственные банки тестов. Как известно, создание
хорошей системы тестов – это непростая задача. Одним из самых трудных
этапов проектирования системы тестирования это поддержания актуальности и
правдивости базы тестов. Решать данную проблему, как видится авторам,
эффективнее всего при помощи краудформинговых технологий. Простых задач
в рамках коллективного проекта очень много. Студенту всегда найдётся задача
по плечу.
Теперь основная идея концепции - мы называем ее краудформингом,
что имеет определенные корни в таком явлении
как краудсорсинг.
Краудформинг предполагает коллективную работу, которую выполняет
коллектив по реализации единого проекта. Очевидно, что привлечение
учеников в проект не предполагает, что каждый из них сделает нечто
заслуживающее внимание педагогической или научной общественности.
Главное не в этом, каждый участник проекта будет вовлечен в коллективные
творчество, а роль руководителя состоит в том, чтобы эти частные задачи как
мозаику вставить в общие рамки. И тут ему помогают ученики и
информационные технологии.
После того, как будут решены задачи нижнего уровня, которые
формулируются простейшим образом, и сводятся к тому, чтобы что-то найти,
наступает следующий этап – обобщение. Из группы учеников выделяются
наиболее активные, на которых возлагается задача обобщения материала по
однородным темам и придания разнородным кускам более или менее товарного
вида. Например, просмотреть все представленные задачи с решениями на
149
умножение в столбик и исправить ошибки в решениях. Задача более сложная,
чем простой поиск, но имеет много общего с решением задач по аналогии с
известными. Т.е. переход от задач нижнего уровня к следующему – это не
качественный рост сложности, скорее количественный, поэтому следует так
подбирать задачи следующего уровня, чтобы это не вызывало у студентов
элементарного неверия в своих силах. Выстраивая движение в рамках одного
проекта по этапам, можно сформировать команду лидеров, которые уже сами
могут быть генераторами идей и двигать проект, быть может в совершенно
новом направлении.
Но такая методика так и останется благим пожеланием, если нет
механизма принуждения к обучению. Принуждение – это неотъемлемая часть
образования, рассчитывать на сознательность студентов, конечно, можно, но
это не имеет места в массовом образовании. И такими средствами принуждения
являются независимые экспертизы, например, когда проект является предметом
рассмотрения на внутренней или внешней конференции. Здесь каждый студент
отчитывается о проделанной работе, чтобы у слабого не было возможности
комфортно существовать в тени сильного. На старших курсах экспертную
оценку может проводить независимый эксперт из среды работодателей тех
производств, куда в последующем придут выпускники учебного заведения.
Теперь главная особенность краудформинга. В настоящее время все
студенты слабые и сильные имеют одинаковые шансы на трудоустройство
после окончания учебного заведения. Это демократично, но для страны весьма
накладно. В то же время, когда в дипломе одновременно с оценками будет
перечень проектов, в которых студент принимал участие и приведена его роль в
этих проектах, то совершенно очевидно, что представляет собой выпускник. И
тогда
произойдет
естественный
отбор
–
самостоятельно
мыслящие,
мотивированные выпускники и на производстве сохранят свои качества,
слабые, которые в учебном заведении были балластом, и на производстве будут
играть роль вспомогательного персонала. Сейчас не так: на производство
150
приходит выпускник с хорошим дипломом, который хорошо запоминает, но не
умеет мыслить самостоятельно, и пройдет немало времени прежде чем смекнут,
что такой выпускник, по сути, пустое место, но с большим самомнением.
Краудформинг – система мониторинга обучающихся
Ущербность тестирования общеизвестна и не подвергается сомнению.
Одно только ЕГЭ выпило все соки, как из школьников, так и из
преподавателей, вынудив преподавателей вместо того чтобы развивать в
школьниках навыки синтеза, обучать их «отгадыванию верного ответа».
Использование
тестирования
как
методики
окончательного
контроля
сомнительно, ибо данная методика не всегда отображает реального положения
знаний ученика, а демонстрирует удачу или умение работы с тестом, а не
реальные знания. Но не будем об общеизвестных проблемах тестирования.
Рассмотрим проблематику тестирования, приняв, что тестирование есть, и оно
никуда не денется.
Использование тестирование в чистом виде, вопрос, четыре варианта
ответа и один правильный, малоэффективно. С другой стороны если
разнообразить виды тестирования, то эффективность такой системы тестов для
промежуточного контроля, или для мониторинга знаний, повышается.
Приведём несколько видов тестов:

Обычный тест: вопрос, варианты ответов – нефиксированное число
больше двух и один из них является верным.

Множественный выбор: вопрос, варианты ответов – нефиксированное
число больше двух и верных ответов больше одного.

Открытый ключ: вопрос и сколько угодно верных ответов. Такие тесты
характерны для технических специальностей и - для гуманитариев.
151

Заполнить пропуски: вопрос и отрывок текста с пропусками, которые
необходимо заполнить. В том числе такой вид тестов должен поддерживать
мультиответ для каждой пропущенной лексемы.

Заполнить пропуски выбором: вопрос и отрывок текста, как и в тестах вида
«заполнить пропуски», но учащемуся предлагается на выбор несколько лексем
для заполнения пропусков.

Расставить по порядку: вопрос и неограниченное количество верных
комбинаций. При загрузке такого теста происходит разбиение одной из верных
комбинаций на лексемы и перемешивание массива этих лексем. После
выполнения учащимся данного теста система сверяет ответ учащегося со всеми
существующими верными готовыми комбинациями. И найдя наилучшее
совпадение проставляет оценку за данный тест.

Соотношение текст-текст: вопрос и неограниченное количество
однозначно связанных понятий в формате текст-текст.

Соотношение текст-изображение: вопрос и неограниченное количество
однозначно связанных понятий и изображений в формате текст-изображение.

Hotpoint: вопрос и изображение с зонной на ней, которая отражает ответ на
поставленный вопрос в рамках изображения.
Все тесты по желанию составителя могут сопровождаться изображениями. А
так же присваиваться балл в зависимости от сложности теста. Присвоение
баллов позволяют производить ранжирование тестов, что является очень
полезной
функцией
системы
тестирования.
Использование
системы
ранжирования очень разнообразно.
С течением времени практически любая система тестирования устаревает
и теряет актуальность. А также система может содержать ошибки,
возникнувшие по разным причинам, в том числе и при опечатке во время
заполнения системы тестов или при существовании иного верного ответа,
152
например, который не был указан в пуле верных ответов для теста с открытым
ключом. Избавиться от данной проблемы позволяет применение краудфомингтехнологий. Технологию краудформинга можно применить, если позволить
студентам, с помощью форм обратной связи, отсылать сообщения об ошибках в
тестах или с предложениями новых тестов. Такая система позволяет автору
системы тестов всегда держать тесты в актуальном и достоверном состоянии.
Система в автоматическом режиме позволит студентам, нашедшим
ошибки в системе, и после их подтверждения модератором, он же автор тестов,
получить максимальный балл за данный тест, если в него закралась ошибка.
Размещение такой системы как Интернет-ресурс позволит расширить круг
пользователей. Так как сайты не привязаны к определённой операционной
системе и соответственно аппаратной платформе, то есть обеспечивается
режим мультиплатформенности системы.
У.М.К.А.
Основываясь на идеи краудформинга, МУП и других, появилась
концепция У.М.К.А., реализованная в виде сервиса. Рассмотрим те качества
учебного процесса, которые мы приобретаем, реализовав описанные идеи.
153
Рис. 10. Главное окно сайта У.М.К.А.
Во-первых, учебные пособия становятся многослойными, что позволяет
ориентироваться на разный уровень студентов. Уровень пособий варьируется
от примитивного анализа, до глубокого синтеза.
Во-вторых, система мониторинга знаний характеризуется весьма
широкими возможностями настроек, а так же с разнообразными видами тестов.
В-третьих, система становится мультиплатформенной в результате
предоставления ее на условиях аренды, как SaaS систему.
В-четвёртых, благодаря модели SaaS, краудформингу и обратной связи
сервис всегда содержит актуальную и достоверную информацию.
В-пятых, становится реальной реализация идеи «Век живи – век учись»,
т.к. возможна организация образования без отрыва от производства.
154
В-шестых, мы реально подходим к возможности создания тестов на
основе семантического анализа глоссария, строящегося в автоматическом
режиме на основе семантического анализа текста.
В-седьмых, система предоставляет удобный конфигуратор для создания
и редактирования всего учебного материала (МУП’ы, тесты и др.)
В-восьмых, система позволяет настройки 3 и 4 уровня МУП’ов в
соответствии с психологическими конституциями студентов.
В-девятых, система позволяет организацию связей курсов базовыйспециальный, что необходимо для устранения незнаний связанных с базовым
курсом. И получения более узкой специализации на основе изученных курсов.
В-десятых,
присутствует
система
отображения
статистики,
с
разнообразным количеством фильтров и настроек.
Рис. 12. Просмотр статистики.
В-одиннадцатых, существует подсистема получения практических
навыков без отрыва от теоретического материала.
В-двенадцатых, имеется подсистема откатов примеров. Поэтому при
работе с примерами у студентов есть возможность их изменять, после чего
предусмотрен откат в первоначальное, эталонное состояние.
155
Наконец, и это очень важно для преподавателей, система выступает в
роли виртуального электронного издательства.
Рис. 11. Функционал сайта.
В качестве дополнения хотелось бы отметить наличие программного
обеспечения, которое помогает не в самом образовательном процессе, а в его
организации. Это программы: составления билетов, расчёта форм учёта часов
преподавателя, расчёт часов тарификации и другие.
156
Глава 8. Информационные системы, как инструмент
организации спортивных тренировок.
В качестве одного из приложений идей, сформулированных авторами,
была создана информационная система, которая должна развивать мотивацию
спортсменов к достижению новых результатов. Спортом занимаются почти все
в молодом возрасте. Для одних это средство поддерживать себя в тонусе, для
других – более амбициозных, – средство выделиться за счет собственных
физических возможностей. Конечно, выделиться с помощью интеллектуальных
достижений, труднее, т.к. для этого требуется постоянное движение вперед за
счет интеллектуальных усилий, в то время, как в спорте – выделившись один
раз, можно поддерживать свой статус лидера относительно небольшими
усилиями. Сразу следует оговориться, что это не относится к спорту высших
достижений, где ежедневные многочасовые изматывающие тренировки –
обычное дело! Например, знаменитый советский пловец В.В. Сальников 4кратный олимпийский чемпион, многократный чемпион мира, Европы и
рекордсмен мира, Заслуженный мастер спорта СССР, вспоминает, что его
ежедневные тренировки составляли не менее 7 часов.
Известно, что мотивация развивается, когда субъект убеждается в своей
способности решать относительно простые задачи, и переходит к решению
более сложных. После того, как он убеждается в успешности и их решения,
происходит следующих шаг и так до тех пор, пока не будет достигнут предел
возможностей. На начальных шагах занятий спортом этот процесс очень
нагляден, в силу физиологии человека. Стоит начать регулярно поднимать
тяжести, как уже через несколько дней виден эффект, то же относится к
лыжным гонкам, или занятиям теннисом. Поэтому нас интересует именно этот
этап, когда практически каждое занятие приносит определенный эффект.
Естественно возникает идея продемонстрировать этот эффект самому студенту,
чтобы он не только оценивал свои достижения по количеству подтягиваний или
отжиманий, времени на стометровке, или количеству поднятых тяжестей. И тут
157
очень привлекательным выглядит демонстрация спортсмену всех показателей,
полученных им на тренировках, чтобы он смог действительно оценить
позитивную динамику, что и способствует укреплению его мотивации. Создать
такой суммарный профиль, отражающий
динамику, в состоянии только
информационная система.
Требования предъявляемы к такой информационной системе, суть
следующие:
 Предоставление возможностей тренеру выбирать те параметры, по
которым будет оцениваться траектория движения спортсмена
 Надёжность хранения данных и легкий доступ к ним;
 Дружественный интерфейс, в том числе визуализация и настройка
отчётной документации.
Подобная система будет полезной, лишь при условии, что она производит
анализ динамики на основе замеров показателей или помогает это делать. Тем
самым по обобщенным данным за определенный период пользователю системы
становится понятным как изменяются его показатели, что позволяет либо их
удерживать, либо улучшать. Тем самым, информационная система, обеспечивая
такую обратную связь, способствует совершению следующего шага в
направлении достижения спортсменом следующего уровня в своем развитии,
т.е. фактически способствует развитию мотивации к достижению новых
спортивных достижений.
Если бы использование такого относительно простого метода, давало бы
общие результаты, то в СУЗах и ВУЗах не было бы отстающих студентов.
Однако, тут имеется принципиальное отличие: величину мышц или стройность
походки может оценить каждый, а вот оценить интеллектуальные достижения –
могут только люди того же уровня, менее развитым непонятны достижения,
более развитым эти достижения не представляются интересным. Так что
158
формирование мотивации в области интеллекта – задача, которая носит более
социальный характер, нежели вид индивидуальной психологической проблемы.
Однако. Вернемся к нашей спортивной информационной систем. В
соответствии с указаниями, система может предоставить как и текстовый
материал
с
инструкциями,
так
и
более
наглядный
видео
материал,
показывающий какие виды тренировок и в каких количествах нужны
пользователю для улучшения результативности.
Кроме предоставления инструкций система может показать сравнительную
оценку показателей пользователя с теми или иными показателями, в том числе
и с показателями профессиональных спортсменов, тем самым демонстрируя,
каких результатов он добился, и каких может добиться, если будет выполнять
рекомендации тренера.
С технической точки зрения отметим, что система обеспечивает,
индивидуальный аккаунт для каждого спортсмена, благодаря архитектуре SaaS,
доступ к системе может осуществляться из любого места. К тому же все данные
хранятся на сервере, следовательно, вся информация актуальна и позволяет
осуществлять управление тренировочным процессом не только в рамках
спортивного зала.
159
Список литературы
Аржаков
1.
А.
В.,
Попов
С.
В.,
Методическое
пособие
«Компьютерная среда обучения в образовательном учреждении СПО». – М.:
2010. Под научной редакцией канд. пед. наук, доцента Переверзева В.Ю.
Майоров
2.
Э.М.,
Попов
С.В.,
О
проекте
«Живая
книга»,
Информатика и образование, №6, 2009.
Попов С.В., О знании, незнании, иллюзии и мониторинге,
3.
Информатика и образование, №6, 2010.
Попов С.В., О психоинформационной когнитивной концепции.
4.
Информатика и образование, №6, 2011.
Аржаков
5.
А.В.,
Попов
С.В.,
электронных учебников типа Живая книга,
Раздоров
И.Н.,
Депозитарий
12 Международная научно-
практическая конференция, Москва 2012 г.
Аржаков А.В., Меленцова Т.А., Раздоров И.Н., Депозитарий Живых
6.
книг,
Десятая
открытая
Всероссийская
конференция
«Преподавание
информационных технологий в Российской Федерации», Москва, МГУ им.
М.В. Ломоносова, 16-18 мая 2012, 281 -283.
7.
Фрейд А., Психология Я и защитные механизмы — Москва:
Педагогика-Пресс, 1993. — 68 с.
8.
Попов С.В. Основы теории решения задач, М.:МИФИ, 1996, 250 с.
9.
Попов С.В. Логическое моделирование, М.: Тровант, 2006, 256 с.
10.
Аржаков А.В., Попов С.В., Компьютерная учебная среда в
профессиональном учебном заведении, http://ito.edu.ru/2009/Petrozavodsk/IV/IV0-19.html
160