Перспективы развития автоматизированных систем обучения в высшей военной школе

ВОЕННАЯ МЫСЛЬ № 11/1987, стр. 37-45

Перспективы развития автоматизированных систем обучения в высшей военной школе

Генерал-лейтенант К. А. ФЕДОРЕНКО,

доктор военных наук, профессор

Полковник В. В. МАЧУЛИН,

кандидат технических наук, доцент

ОБЪЕКТИВНЫЕ тенденции усложнения вооружения, способов ведения операций и боевых действий, а также руководства войсками вызывают необходимость автоматизации управления. Она, охватывая различные сферы деятельности людей, в том числе и военную, неизбежно входит iB академии, училища, центры подготовки младших специалистов.

В материалах XXVII съезда КПСС, документах, связанных с перестройкой высшего и среднего специального образования, ставятся задачи привести содержание образования в соответствие с требованиями жизни, принять меры по коренному улучшению качества подготовки специалистов, обеспечить связь вузов с производством и производства с вузами. Эти проблемы в полной мере относятся и к военно-учебным заведениям. Решение их зависит от многих факторов, среди которых особая роль принадлежит созданию и внедрению в учебный процесс автоматизированных систем управления ввузами и автоматизированных систем обучения (АСУ ввузом и АСО).

-Кратко остановимся на соотношении между ними и подробнее рассмотрим место и роль АСО в учебном процессе.

Во-первых, будем исходить из того, что выпускники ввуза (академии, училища) должны уметь работать в условиях широкого применения в Вооруженных Силах автоматизированных систем управления войсками и оружием. А для этого им необходимо глубоко понимать физическую сущность процессов, связанных с действием и применением оружия и военной техники, уметь осуществлять постановку задач, их формализацию, алгоритмизацию, программирование, а также самостоятельно решать разнообразные вопросы, которые необходимы в их повседневной деятельности. Подчеркнем, что это могут быть как технические аспекты, связанные с разработкой образцов вооружения, так и задачи моделирования операций (боевых действий). Отсюда следует принципиально важное положение о том, что слушатель (курсант) в процессе обучения должен приобретать знания, а также вырабатывать умения и навыки в условиях, когда автоматизированные системы являются не только объектами изучения, но и, это главное, средством обучения.

Во-вторых, вся деятельность военно-учебных заведений должна осуществляться в тесной связи с войсками. Учить тому, что необходимо на войне, знать потребности частей и подразделений и их состояние, быть образцом для них - вот суть и основа такой связи. Только в этом случае она станет по-настоящему действенной, позволит наладить тесный контакт науки с практикой на основе информационных баз, построенных по единому принципу.

В-третьих, в силу ряда обстоятельств ввуз не может иметь все образцы вооружения, которыми оснащены войска. Однако он должен располагать необходимыми моделирующими средствами, позволяющими изучать соответствующие объекты и связанные с ними процессы.

Исходя из этого, мы считаем, что в ввузах нужно иметь автоматизированные системы, включающие соответствующие аппаратные и программные средства. Причем они должны удовлетворять определенным требованиям, в том числе и по защищенности информации. Естественно, АСУ будут нуждаться в специальном и техническом обслуживании. Отсюда возникают новые вопросы, и их решение далеко не всегда доступно каждому военно-учебному заведению.

В современных условиях перестройки высшей школы возможен кардинальный государственный подход к внедрению вычислительной техники в учебный процесс, переводу всей системы подготовки специалистов на качественно новый уровень, который бы в полной мере соответствовал требованиям ускорения социально-экономического развития страны. Суть его состоит в следующем. АСУ вузов должны создаваться и внедряться как подсистемы автоматизированных систем управления соответствующих отраслей народного хозяйства. Применительно к высшей военной школе как подсистемы автоматизированных систем управления войсками на соответствующих иерархических уровнях (звеньях).

В силу того, что главным стержнем деятельности ввуза является учебно-воспитательный процесс, массовыми подсистемами их АСУ должны стать автоматизированные системы обучения. В них необходимо воспроизводить не только собственно учебное содержание изучаемых дисциплин, но и процесс управления войсками (силами), модернизации и разработки новых систем вооружения, моделирования операций (боевых действий) в различных условиях и объемах.

Мы считаем, что все информационные, программные и аппаратные средства АСУ ввуза должны создаваться с позиций принципа их совместимости с АСУВ и АСУО. В этом случае учебный процесс и научные исследования будут максимально приближены к потребностям войск, что даст возможность устанавливать более тесные связи ввузов с войсками по самым разнообразным направлениям деятельности. Так, например, слушатели (курсанты) с первых шагов обучения будут осваивать единые принципы, способы и приемы организации, хранения, передачи и переработки информации, работать в условиях применения реальных информационно-поисковых и расчетных систем, пользоваться общепринятым для войск лингвистическим обеспечением АСУ, изучать особенности различных режимов их функционирования/наконец, приобретать навыки в эксплуатации стандартной для войск терминальной аппаратуры.

Значительно расширяются в этом случае возможности игровых форм занятий. АСУ ввуза как подсистема АСУВ обеспечит проведение военных игр, командно-штабных учений и тренировок в принципиально новых условиях. Командиры и начальники соответствующих органов и учреждений смогут принять участие в учебном процессе без существенных затрат времени и исключения громоздких предварительных согласований. Вовлечение в учебный процесс руководителей из других организаций имеет большое значение для различных курсов подготовки и повышения квалификации специалистов. В этом случае руководство военно-учебного заведения, профессорско-преподавательский состав могут широко привлекаться к различным мероприятиям, проводимым в войсках. Помимо традиционных форм станет возможным проведение с помощью автоматизированных средств координационных советов и совещаний, консультаций, экспертиз, рецензирования и др.

Разработанные в ввузах модели операций (боевых действий), алгоритмы и программы различных видов тренировок, прежде всего по организации работы штабов и др., являющиеся результатом научно-исследовательской деятельности преподавателей, могут с большей оперативностью внедряться в войска. Из всего сказанного можно сделать вывод о целесообразности рассматривать проблему создания автоматизированных систем обучения в общей системе: «АСУ ввуза - АСУВ».

В современной литературе существуют различные мнения по вопросам построения и применения автоматизированных средств обучения на основе ЭВМ. Однако большая их часть посвящена рассмотрению узких направлений без охвата всего круга вопросов, связанных термином «архитектура системы». Прежде чем раскрыть это понятие, определим сущность автоматизированных систем обучения, их место в учебном процессе ввуза. Опираясь на общие принципы построения АСУ, сформулированные В. М. Глушковым, отметим, что АСО как подсистемы АСУ ввуза должны обеспечивать: эффективное обучение слушателей в ходе занятий, а также их самостоятельную работу как по отдельной дисциплине, так и по всему циклу; проведение учебных занятий с использованием средств ЭВТ; организацию научных исследований преподавателей и слушателей; совершенствование новых методик обучения; развитие информационной базы.

Вполне возможно, что этот необходимый перечень не является полным. Однако один из принципов создания АСО состоит в построении их как открытых систем, что означает принципиальную возможность внесения различных дополнений и их совершенствование.

Автоматизированная система обучения (АСО)-это совокупность организованных средств, позволяющих автоматизировать ряд функций деятельности преподавателей и слушателей в процессе обучения. Здесь важно подчеркнуть, что в этом определении речь идет об автоматизация доступных для формализации функций в работе преподавателя и обучаемого. Первый ни в коем случае не исключается из динамики учебно-воспитательного процесса. Он остается главным действующим лицом, причем не за экраном, пусть даже графического дисплея, а перед слушателями в аудитории, классе, на занятиях, проводимых в полевых условиях с применением современных средств управления, во всей многогранной жизни академии и училища. Уместно отметить, что для обучения в условиях полигона, командного пункта должны разрабатываться свои, особые автоматизированные системы. В них центр тяжести будет перемещаться на обеспечение действительной самостоятельности слушателя (курсанта) при оценке обстановки, принятии решения, планировании боевых действий и др.

Кафедры ввуза существенно различаются по составу изучаемых дисциплин и их месту в подготовке специалистов, а значит, и по используемым ими АСО. Поэтому речь необходимо вести прежде всего о создании типовых кафедральных АСО, хотя возможны АСО межкафедральные, факультетские и др. Типовой кафедральной АСО назовем такую систему, которая ориентирована на использование в учебном процессе совокупности дисциплин, объединяемых общностью научного содержания, спецификой формируемых знаний, умений и навыков. В дальнейшем будут рассматриваться вопросы построения кафедральных АСО и их связи с АСУ ввуза.

Архитектура современных систем включает функциональную, программную и физическую структуру; математическое, лингвистическое и техническое обеспечение, информационную базу. Это основные компоненты. Рассмотрим некоторые из них.

К определению функциональной структуры АСО следует подходить через методологический анализ функций управления, реализуемых в ввузе в целом. В соответствии с общей теорией управления функциональная структура АСО должна обеспечивать сбор и анализ информации; разработку вариантов решений; планирование; доведение задач до исполнителей; контроль готовности к работе преподавателей и обучаемых. Итогом анализа всех функций управления должно стать их распределение по нескольким уровням: руководство ввузом; руководство факультетом; кафедральный уровень; уровень частно-дидактический, связанный с обучением по конкретной дисциплине.

По степени автоматизации для каждого конкретного этапа развития вузовской педагогики, науки управления, психологии, прикладной математики и других наук и научных направлений все функции руководства на указанных иерархических уровнях разделяются на неавтоматизированные, частично автоматизированные и полностью автоматизированные.

Анализ и синтез функциональной структуры АСО имеет главное, определяющее значение. Остановимся на этом вопросе несколько подробнее.

Деятельность преподавателя в обучении по конкретной дисциплине, как правило, складывается из общей подготовки к обучению по дисциплине, подготовки и проведения каждого конкретного занятия.

Общая подготовка включает: анализ учебного плана, программы и целей обучения специалистов заданного профиля; отбор учебного материала и его структурно-логическую обработку; распределение учебного материала по видам занятий; разработку (коррекцию) тематического плана и плана последовательности прохождения учебной дисциплины; изучение исходных и социально-психологических данных обучаемых и др. Целенаправленное, качественное выполнение именно этого этапа работы позволит профессорско-преподавательскому составу на деле претворить в жизнь требования ЦК КПСС и Совета Министров СССР о необходимости углубления фундаментальности подготовки специалистов, преподавания всех дисциплин на уровне высших достижений современной науки, усиления междисциплинарных связей изучаемых предметов.

В комплекс мероприятий по подготовке к проведению учебного занятия входят: определение исходного уровня обученности; разработка планов занятий и общего методического замысла их проведения; выбор способов раскрытия содержания изучаемого материала; формирование (уточнение) совокупности приемов предъявления информации.

Проведение занятий включает: получение и анализ данных о степени усвоения пройденной темы; формулирование целей и создание условий мотивации обучения; предъявление информации; активизация восприятия, осознания, понимания, наблюдения за работой слушателей; реализация воспитательных целей путем воздействия на эмоции и чувства слушателей и др.

Основные элементы деятельности преподавателя и обучаемых в ходе учебного занятия показаны в таблице. Анализируя процесс обучения, уместно поставить вопросы: какие из перечисленных в нем компонентов не поддаются автоматизации, а какие могут и должны быть автоматизированы? Рассмотрим первый этап. Нетрудно заметить, что здесь цели обучения и условия мотивации могут отображаться на экране дисплея. Однако делать это, на наш взгляд, нецелесообразно. Отсутствие преподавателя, который своим поведением может заставить слушателей поверить в необходимость и полезность предъявляемых знаний, безусловно, снижает эффективность обучения. Осознание учебного материала обучаемыми обязательно предполагает установление личного отношения преподавателя к своему предмету, степень его личной убежденности. Это одно из основных положений педагогической психологии.

Далее идет предъявление учебного материала (второй этап). Вполне очевидно, что противопоставление возможностей человека и ЭВМ недопустимо. Поэтому речь следует вести прежде всего о расширении возможностей преподавателя, который с помощью ЭВМ на различных видах учебных занятий, в том числе и на лекциях, может демонстрировать процессы и явления, которые недоступны любым другим средствам. Так, рассматривая математические зависимости, связанные с движением летательного аппарата от места старта до цели, он, имея соответствующие программы, с помощью ЭВМ может воспроизвести в различных масштабах времени и в цвете не одну, а целое семейство траекторий. В этом случае преподаватель имеет возможность анализа при выборе варианта полета летательного аппарата с точки зрения преодоления противовоздушной обороны противника. Существуют и другие неординарные способы предъявления учебного материала. К сожалению, как свидетельствует практика, значительная часть преподавательского состава ими еще не владеет.

Перспективы развития автоматизированных систем обучения в высшей военной школе

АСО обладает широкими возможностями при формировании знаний, умений, навыков (третий этап). Получив на лекциях, семинарах логически выстроенные, методически обработанные теоретические знания с реальной демонстрацией существа процессов, на лабораторных и других видах практических занятий слушатель может теперь закрепить свои знания, сформировать на требуемом уровне и в нужном объеме необходимые умения и довести их до нормативных. Что же касается приобретения опыта творческой деятельности слушателей, то использование АСО в этих целях трудно переоценить.

Гораздо сложнее, на наш взгляд, решить вопрос об автоматизации контроля степени усвоения слушателями учебной дисциплины. Следует помнить о различии этапов контроля. Применение ЭВМ для текущего контроля (самоконтроля), как показывает практика, чрезвычайно эффективно. Преподаватель получает возможность с любой степенью детализации по заданным параметрам знать, на каком уровне усвоения материала находится слушатель (курсант). Он имеет в этом случае информацию для коррекции обучения по дисциплине в целом и для работы с каждым обучаемым. Реализуется индивидуализация обучения.

Особо выделяется итоговый, контроль, в ходе которого требуется оценить как глубину понимания содержания дисциплины, так и степень ее усвоения. На наш взгляд, целесообразность автоматизации этого этапа вызывает существенные сомнения.

В итоге анализа деятельности преподавателей и слушателей (курсантов) в.процессе обучения хотелось бы сделать одно сопоставление: АОС - АСО. В широкой литературе применение ЭВМ в учебном процессе обычно связывают с автоматизированными обучающими системами (АОС). При этом подразумевают, что, во-первых, АОС содержат готовые алгоритмы: предъявления слушателям с помощью ЭВМ учебного материала; приема и анализа ответов слушателей на поставленные задания; управления процессом обучения по дисциплине.и оценки знаний. Во-вторых, преподаватель готовит учебный материал в соответствии с требованиями инструкций конкретной АОС, но непосредственно в динамике обучения может и не участвовать, выполняя роль консультанта.

В ряде ведущих учебных заведений страны этот путь внедрения средств автоматизации обучения используется при изучении отдельных дисциплин. Перспективными считаются АСО, содержащие необходимое для данного цикла дисциплин методическое, программное и информационное обеспечение, а также терминальные средства, удовлетворяющие психолого-педагогическим требованиям. Задача АСО состоит в обеспечении применения целесообразных с позиций научного содержания и методик обучения способов и форм предъявления информации; реализации рациональных совокупностей приемов формирования умений и навыков на заданном уровне. Преподаватель должен знать дидактические возможности средств АСО, быть ознакомлен с опытом их применения. При этом каждый преподавательский коллектив, исходя из подготовленности и обеспеченности учебного процесса, сам решает вопрос о сфере использования АСО в целях повышения эффективности обучения.

Программная структура АСО включает общее и специальное программное обеспечение (ОПО и СПО). Не останавливаясь на общем программном обеспечении, кратко раскроем содержание СПО. По существу, вся автоматизированная система создается ради реализации алгоритмов, заложенных в СПО, которые являются отображением функций, допускающих частичную или полную автоматизацию.

Анализ предназначения АСО, состояния развития аппаратных и программных средств вычислительной техники позволяет сделать вывод, что их программная структура должна включать следующие основные разделы (рис. 1): информационно-справочный, создаваемый на основе адаптации соответствующих информационно-поисковых систем (1); информационно-расчетный, согласующийся с информационно-расчетной системой, используемой в АСУВ (2); модельного обеспечения, ориентированного на особенности вида ВС, объекта вооружения и их применение (3); алгоритмов формирования знаний и умений (4); алгоритмов контроля усвоения учебного материала (5); диалогового обеспечения (6); учебные системы автоматизированного проектирования (САПР) (7); другие компоненты (8).

Перспективы развития автоматизированных систем обучения в высшей военной школе

Следует обратить внимание на широту и общность разделов СПО. Для конкретных циклов дисциплин могут выбираться их различные совокупности. Например, кафедре гуманитарного направления достаточно воспользоваться версией информационно-справочной системы (1), а кафедре теории проектирования и эксплуатации объектов вооружения могут потребоваться все разделы от (1) до (8). Подчеркнем, что применение АСО создает благоприятные условия для самостоятельной работы слушателей. Наличие в СПО разделов (4) и (5) позволяет выполнять задания, в том числе по самостоятельному овладению учебным материалом, вырабатывать требуемые умения. Самое главное состоит в том, что слушатель получает возможность работать в тех же условиях, которые существуют (должны существовать) в реальной деятельности специалиста.

В настоящее время ставится задача формирования взаимоцелесообразных отображений функций обучения, разделов СПО и видов учебных занятий. Для этого требуется разработать алгоритмы обслуживания типовых видов занятий, которые дают возможность без существенных затрат производительности ЭВМ включать в работу компоненты разделов СПО (1) - (8) в произвольных сочетаниях.

Чрезвычайно важной частью АСУ, ее информационной основой являются базы и банки данных. Действительная автоматизация управления на всех иерархических уровнях требует единой информационной базы. Это один из основополагающих принципов создания и применения АСУ. Он в полной мере распространяется на АСУ ввуза и их АСО. Идея построения и управления базами данных во многом согласуется с передовыми методами отбора и структурно-логической обработки учебного материала, которыми должен овладеть каждый преподаватель. Так, в единых базах данных может предусматриваться несколько разделов. Например, первым может быть раздел структурно-логически обработанной информации. В нем даются определения всех объектов информации от некоторого первичного элемента до самого общего для данной системы. Последующие разделы связываются с описанием свойств объектов и отношений между ними.

Перспективы развития автоматизированных систем обучения в высшей военной школе

Завершая рассмотрение архитектуры АСО, кратко отметим особенности ее физической структуры. На рис. 2 приведена обобщенная структурная схема систем, которые разрабатываются на современном этапе и будут применяться в 90-е годы в ввузах с развитой учебно-материальной базой. Структура ориентирована на профилирующую кафедру технического ввуза с достаточно широким циклом учебных дисциплин. Функционирование подобной системы может быть организовано, по нашему мнению, в следующем порядке. В информационно-вычислительном комплексе (ИВК) АСУ ввуза размещается вся информационная база и все разделы (1) - (8) СПО. Кафедральный ИВК по мере необходимости получает (выбирает) требуемую информацию и компоненты разделов СПО для обеспечения работы преподавателей и слушателей. Если в ИВК АСУ ввуза реализованы идеи интеграции ресурсов (вычислительной производительности), то часть задач в интересах кафедры может решаться с привлечением дополнительных для нее вычислительных средств.

Непосредственно к кафедральному ИВК подключаются все терминалы и терминальные пункты АСО, распределенные по аудиториям, классам и лабораториям. В этом случае существенно повышаются возможности всей системы ИВК. Если ряд терминалов и терминальных пунктов оснастить собственными вычислительными средствами, снижаются потери производительности. Такие терминалы и пункты обладают возможностями хранить и перерабатывать большой объем информации на высоком уровне. Получив необходимую информацию от ИВК, они могут обеспечивать потребности слушателя или преподавателя на длительное время, что чрезвычайно важно для проведения всего объема работ.

Иногда высказывается суждение о том, что АСУ ввуза и АСО - это разные системы. АСУ связана с управлением, а АСО - с обучением. При этом понятие «обучение» рассматривается с позиций отдельной учебной дисциплины (частно-дидактический уровень). Однако в педагогике есть и другие уровни. На высшем уровне обучение рассматривается как процесс образования в соответствующем учреждении под руководством специально подготовленных лиц. Управление этим процессом в целом по одному или нескольким учебным планам и призваны обеспечить АСУ ввузов. Отсюда возникает необходимость единой информационной базы. Ее хранение, развитие, использование может обеспечивать только мощный ИВК. Организация базы, виды переработки информации, регламент доступа и другие вопросы должны находиться только в сфере компетенции руководства ввуза. Основными же потребителями информации являются слушатели (курсанты) и преподаватели. Их массовый непосредственный доступ к ИВК АСУ в силу ряда причин невозможен и нецелесообразен. Преподаватели и обучаемые должны работать в условиях кафедральных (межкафедральных) АСО так, как это было описано выше. Следовательно, если принять во внимание лишь принцип единой информационной базы, то следует признать, что АСО может быть только подсистемой АСУ. В противном случае над АСУ и АСО в ввузе потребуется поставить еще некую систему, что противоречит логике отношений в больших системах.

Перспективы развития автоматизированных систем обучения в высшей военной школе

Как было отмечено, АСО рассмотренной структуры будут функционировать в 90-е годы. Перспективными на 2000 год, по прогнозам АН СССР, являются вычислительные системы пятого поколения. На рис. 3 показана обобщенная схема ядра АСО, к использованию которой должны готовиться ввузы.

В заключение уместно сделать ряд замечаний относительно особенностей сфер использования АСО. К целесообразным сферам следует отнести: демонстрацию труднодоступных для непосредственного наблюдения процессов и явлений с помощью их математических моделей; исследование объектов, процессов и явлений на различных видах практических занятий и в процессе подготовки к занятиям; решение задач проектирования; формирование умений и навыков различного характера; всестороннее обеспечение игровых форм занятий; информационно-справочное обеспечение всех видов занятий и самостоятельной работы; проведение мероприятий педагогической психодиагностики и диагностики функционального состояния.

На наш взгляд, нецелесообразно использовать их для предъявления больших массивов информации, которые могут быть отработаны по книгам; управления познавательной и практической деятельностью по дисциплине в целом без участия преподавателя; изучения материала, связанного с необходимостью воздействия на эмоции и чувства слушателей; осуществления итогового контроля, где требуется выявить глубину понимания содержания учебного материала слушателем.

И наконец, последнее замечание. Высшая военная школа в настоящее время не имеет возможности для разработки универсального специального программного обеспечения. Поэтому преподавательский коллектив может разрабатывать алгоритмы, раскрывающие только сущность соответствующих дисциплинам процессов и явлений (если их еще нет в АСО) и необходимые информационные массивы. Обусловливается это положение как разнообразием научного содержания учебных дисциплин, так и широкими методическими возможностями его раскрытия. Шаблон здесь недопустим.

.Внедрение в учебный процесс автоматизированных систем вызывает объективную необходимость овладения профессорско-преподавательским составом всеми компонентами компьютерного образования: формализацией и алгоритмизацией задач соответствующей сферы деятельности или научно-практических дисциплин; средствами общения с ЭВМ, включая языки программирования и другие компоненты лингвистического обеспечения; знаниями о принципах построения и функционирования аппаратных и общепрограммных средств ЭВТ, что существенно влияет на эффективность применения всей вычислительной техники.

Савельев А. Я. Обучающие машины, системы и комплексы: Справочник.- Киев: Высшая школа. - 1986.

Г л у ш к о в В. М. Введение в АСУ. - Киев. Техника. - 1974.

Правда.- 1987. - 25 марта.

Кантор И. М. Понятийно-терминологическая система педагогики. - М.: Педагогика, 1980.


Для комментирования необходимо зарегистрироваться на сайте

  • <a href="http://www.instaforex.com/ru/?x=NKX" data-mce-href="http://www.instaforex.com/ru/?x=NKX">InstaForex</a>
  • share4you сервис для новичков и профессионалов
  • Animation
  • На развитие сайта

    нам необходимо оплачивать отдельные сервера для хранения такого объема информации