Во всех ключевых компьютерных технологиях темпы развития все более ускоряются – будь то мощность процессоров, объемы дисков или пропускная способность сетей, – что позволяет компьютерам лучше взаимодействовать между собой, делает их использование проще и интуитивнее, даже дешевле, а также обеспечивает обработку любых видов информации. И хотя это породит бесчисленные возможности для бизнеса, индустрии развлечений и сферы коммуникаций, применение компьютерных технологий в области образования является наиболее важным и захватывающим.
Предоставляя учащимся доступ к новому информационному миру, позволяя реализовать их творческий порыв и обеспечивая широкие возможности для обмена данными и осуществления совместной работы на большом расстоянии, компьютеры давно служат мощным инструментом обучения. В то же время благодаря интернету широкие массы людей получили доступ к огромному количеству отличных образовательных материалов, что поощряет преподавателей к распространению учебных программ и ресурсов на весь мир. Электронная почта упростила и улучшила обмен информацией между административными работниками, учителями, учениками, родителями и научными работниками в сфере образования, а новые технологии веб-служб создадут еще больше возможностей для совместного обучения. Увеличение финансирования педагогической науки частным сектором, а также государством обещает существенно усовершенствовать способы применения информационных технологий (ИТ) в образовании. В будущем целое поколение молодежи закончит высшие учебные заведения и вольется в ряды работников, обладая глубоким пониманием того, каким образом можно эффективно использовать современные технологии в своей работе.
Но нам предстоит еще долгий путь, прежде чем мы увидим, сколько могут реально сделать информационные технологии – особенно в образовании. Решение бизнес-задач с помощью компьютеров кажется легким делом, если сравнить его с процессом обучения, часто сложным и малопонятным. И здесь новые технологии – только часть решения. Все компьютеры в мире ничего не изменят без наличия увлеченных учащихся, знающих и преданных своему делу преподавателей, неравнодушных и осведомленных родителей, а также общества, в котором подчеркивается ценность обучения на протяжении всей жизни. Идеи и концепции, изложенные в этом документе, являются всего лишь одним шагом на пути к лучшему пониманию того, каким образом информационные технологии могут помочь каждому – от дошкольников до людей, повышающих свою квалификацию, – полностью реализовать собственный потенциал.
Использование новых технологий в процессе обучения имеет две стороны: первая связана с проведением преобразований, а вторая – с шумихой вокруг них. Появление печатного станка произвело революцию с точки зрения доступности образования, что повлекло за собой взрывной рост числа научных исследований. Учителя наконец-то получили возможность создавать информационные материалы и передавать их все большему числу студентов, вступающих в век промышленной революции. Появились учебные классы – отличный путь для распространения знаний и расширения взаимодействия учащихся с преподавателями и друг с другом. Традиционная практика под началом специалистов отшлифовывала умения студента до совершенства.
За короткий период времени объем промышленной рабочей силы вырос, а вместе с ним – и число студентов. Потребность в увеличении масштаба взаимодействий учащихся и преподавателей подталкивала к использованию других технологий: радио, телевидения, компьютеров и интернета. Каждая из них в отдельности не могла увеличить удельную долю специалистов относительно новичков или существенно расширить практический опыт учащихся. Эти технологии породили шумиху о «преобразованиях в обучении», но не дали тех результатов, о которых говорили их воодушевленные сторонники. Вот лишь некоторые из гипотез, которые высказывались в разные периоды времени:
Самым веским доводом в пользу применения информационных технологий в образовании вполне может стать тот факт, что программное обеспечение позволяет индивидуализировать обучение, соединяет все его компоненты и облегчает публикации для целевого и эффективного взаимодействия. В будущем никто не будет владеть контентом как конечным продуктом. Контент имеет молекулярную природу. Так, Массачусетский технологический институт будет безвозмездно предоставлять свои информационные материалы (в настоящее время он уже создал ряд бесплатных онлайновых курсов), затем к нему присоединятся другие учебные заведения со своими интерактивными новшествами, и тогда любой человек сможет получать доступ к необходимой ему доле информации. С помощью фильтра, образованного стандартами, инструментами и шаблонами индивидуальной настройки (как для отдельных людей, так и для групп), можно будет соединять в единое целое учебные материалы, взаимосвязи между ними и контекст Microsoft. Эти объединенные материалы могут использоваться таким образом, что они станут представлять собой точку зрения самих людей в процессе учебы или совместной работы. Задача состоит в том, чтобы получать и создавать знания в нужное время, в нужном месте, нужным образом, на нужном устройстве и для нужного человека.
Теперь попробуем представить себе, какими будут информационные технологии через 20 лет, чтобы лучше увидеть, каким образом можно использовать новые возможности в системе образования. Это позволит мысленно наметить путь к достижению поставленной цели.
Обучение в ходе реализации проектов и электронные библиотеки с индивидуальной настройкой
Учителя тоже имеют возможность слушать переговоры учеников, а когда возникает необходимость сделать сообщение для всей группы или помочь ей не отвлекаться от поставленной задачи, то они могут подключиться к этим переговорам. Кроме того, на устройства учеников выводится централизованная и постоянно обновляемая информация о том, что ими уже сделано и какие задания им еще предстоит выполнить, а также даются рекомендации, позволяющие узнать больше по данной теме и помогающие выполнить задание. По интернету ученики могут связаться со специалистами, которые оценят качество их проектов с инженерной точки зрения. Перед демонстрацией своей работы школьники также могут обратиться к специалистам, и те помогут им более эффективно показать результаты. Если ученики покупают для своих разработок какие-либо материалы, эти операции заносятся в их электронную финансовую отчетность, одобряются соответствующим лицом, и покупки немедленно доставляются в лаборатории.
Учащиеся работают в многофункциональной визуальной среде, разбирая и собирая объекты на экране, что позволяет им выяснить, почему что-то действует именно так, а не иначе. Представим ситуацию, когда школьники с помощью интеллектуальных визуальных компонентов проектируют что угодно – будь то самолет, мост или электронное устройство, которое другая группа учащихся может реализовать на практике. Работая в имитационных средах с интеллектуальными учебными объектами, ученики начинают понимать соответствующие научные принципы. Каждый изученный ими принцип оценивается и выводится на дисплей, что позволяет школьникам видеть, что они уже освоили и над чем предстоит работать дальше. Механизмы обратной связи обеспечивают ввод данных, что имитирует происходящее в реальном мире. У школьников возникает стимул изучать математику, и они совершенствуют свои навыки общения путем написания и аннотирования своих работ, которые предназначены для изучения другими пользователями.
Сегодня на первом уроке Роберт с товарищами должен сдать совместную работу. Эту презентацию он вместе со своей группой повторит по дороге в школу с помощью своего планшета с двусторонней видеосвязью. Роберт сопоставляет свой график с расписанием своего учителя и выбирает время, когда можно подключиться для индивидуальной встречи с ним. Его календарь автоматически учитывает новую встречу, о чем сообщается всем членам группы, включая учителя. Виртуальный наставник Роберта проверяет по интернету местонахождение его автобуса и сообщает, что тот поворачивает из-за угла квартала. Роберт берет свой планшет и спортивную сумку и направляется к двери.
При посадке в автобус сканируется ученический номер Роберта, вмонтированный в его одежду, и в школу сразу же отправляется извещение, что он сел в автобус и по дороге будет участвовать в видеоконференции. Роберт приезжает в школу с опозданием на 15 минут, но в пути он непрерывно обсуждал со своей группой последние детали презентации, и они вполне готовы. Включается музыка, и, подходя к школе, Роберт слушает свою любимую песню. Он входит в класс и присоединяется к своей группе. Роберт просматривает сводку по истории обсуждения и индивидуальную информацию, которая вводит его в курс дела. Автоматически составляется список вопросов, которые он должен повторить, а затем загорается зеленая лампочка, означающая, что настала его очередь выступать.
В самом конце урока на планшете Роберта появляется напоминание о том, что в этот день у него занятие в группе по естествознанию, которое будет проводиться на открытом воздухе. Сегодня Роберт заканчивает свой индивидуальный учебный проект, который разработан специально для его стиля учебы и позволяет ему применять методику изучения, базирующуюся на личных наблюдениях. Находясь на природе, Роберт изучает воздействие света на растения, используя для экспериментов созданную им виртуальную биосферу.
В режиме реального времени он собирает данные из различных лабораторий по всему миру, что помогает ему в работе с созданной им уникальной экосистемой.
Роберт начинает разговор со специалистами-ботаниками, с которыми он познакомился в интернете. Система распознает, что Роберт плохо понимает ряд терминов, поскольку его уровень взаимодействия выглядит слишком низким. Его вопросы плохо соотносятся с обсуждаемым материалом. Виртуальный наставник немедленно предоставляет вспомогательные ресурсы и сам возникает на экране, готовый показывать и рассказывать. Наставник задает Роберту несколько вопросов и объясняет некоторые понятия, с которыми у того были затруднения. Закончив сессию обучения, Роберт снова представляет свой проект на суд группы и получает оценку «5» – стандартную отметку для всех старшеклассников.
Затем Роберт направляется в кафетерий, где забирает заранее заказанный обед и оплачивает его со своего ученического счета. По окончании обеда у Роберта предстоят занятия еще по трем проектам, после чего – свободное время, которое он потратит на изучение китайского языка в одной из школ Пекина. Он подключается к занятию и начинает разговаривать с товарищами по группе с помощью встроенных камер и виртуального интерфейса, позволяющего брать в руки предметы. Школьники гуляют по виртуальному городу, обсуждая то, что их окружает. Когда Роберт неправильно произносит слова, включается система контроля речи и показывает ему правильные движения губ и языка. Роберт повторяет их, и один из виртуальных одноклассников говорит ему: «Великолепно».
После уроков у Роберта тренировка по баскетболу, в течение которой он подключен к датчикам, фиксирующим давление на мяч, траекторию и скорость движения Роберта перед броском. Отдыхая на скамейке, он может с помощью видеоочков (video glasses) увидеть, как бросают мяч профессионалы, а в ходе следующей разминки он просматривает отрывки из своих прошлых игр. Затем Роберт получает сообщение, что его мама задержится на работе, но она уже договорилась о том, что из школы его заберет мама другого ученика. Виртуальный наставник этого ученика оставляет Роберту сообщение с фотографией машины и указанием времени, когда его будут ждать в строго определенном месте с заданными GPS-координатами. После тренировки Роберт приезжает домой и звонит своей подружке. Заказанная еда ждет его в холодильнике, причем количество калорий, белков и углеводов отображается на его личном индикаторе здоровья. Остаток дня Роберт проводит, обсуждая с подружкой анонсы фильмов, чтобы посмотреть один из них в выходные.
Забота о научной репутации может начинаться в старших классах, но в студенческие годы об этом уже думают всерьез. Студенты более широко и глубоко изучают предметы, и им приходится уделять гораздо больше внимания и времени практическому применению уже изученного. В их распоряжении, как и ранее, находится весь набор средств для индивидуальной настройки, совместной работы, обмена информацией и конструирования. Основные учебные технологии строятся на широких возможностях визуализации и программирования, лабораторных системах, управлении проектами и повсеместной доступности инструментов. Студенты должны посещать только действительно нужные им лекции, причем они могут слушать их через свои устройства-наушники или просматривать на интерактивных планшетах с двухсторонней видеосвязью (2-way interactive video tablets). Кроме того, они используют видеосреду с эффектом присутствия, где участвуют в длительных проектах с реальными заказчиками.
Специальные системы в режиме реального времени ведут наблюдение за студенческими проектами, оценивая ход их осуществления путем сопоставления с последовательностью и графиком выполнения действий в компаниях. Студенты получают оценку своей деятельности на основании успешной сдачи проектов, соблюдения сроков, способности работать в группе и по стилю общения, которые отслеживаются в ходе работы. Виртуальные наставники постоянно корректируют взаимодействия студентов в соответствии с их личной электронной информацией (profile) и определяют эффективность их вклада, исходя из объявленных компанией задач. Компании стараются тщательно определять свои потребности в найме персонала, в связи с чем они распространяют по учебным заведениям подробные описания требований в целях обеспечения должного обучения студентов и окупаемости вложенных средств.
Если трудности с освоением материала и выполнением определенных действий все же остаются, студент отправляется обратно к уже пройденному набору объяснений и упражнений, изучаемых с помощью онлайновой среды для видеоконференций. Поскольку не все учебные заведения имеют достаточный бюджет, чтобы реализовать одни и те же возможности, широкое распространение получают интернет-лаборатории, где студенты могут проводить свои эксперименты. Управление инструментальными средствами осуществляется удаленным образом, и студенты ведут совместную работу в лабораторных группах, обучаясь при этом эффективному использованию оборудования.
Видеосессия приостанавливается, и Анна отвечает на вопросы, связываясь с другими участниками проекта для получения пояснений. Она не может разобраться с одним из понятий, и виртуальный наставник предлагает ей более подробную информацию и короткий видеоматериал на эту тему. Наставнику известно, что Анна предпочитает визуальное обучение и лучше воспринимает видео с примерами. После объяснений и дополнительных вопросов выясняется, что у Анны остаются трудности с этой темой, о чем извещается помощник преподавателя, который автоматически назначает встречу, чтобы помочь Анне понять материал.
Через 10–15 минут Анна возвращается к видеоконференции. Система дает ей сводку ключевых моментов, которые она пропустила за это время, включая все вопросы студентов. Анна приостанавливает видео и задает вопрос, на который получает ряд объяснений по теме. Нужный ответ приходит от одного из отраслевых специалистов, с которым она работала раньше. Анна вновь возвращается к видео. Занятие заканчивается в 12:00, и она отправляется пообедать.
Пока она едет на велосипеде в ресторан, из чипа, находящегося в ее кепке, раздается сообщение. Кафедра медицины объявляет о проведении донорской кампании, и Анна дает распоряжение записать ее на сдачу крови. Ее электронное расписание автоматически обновляется, чтобы впоследствии напомнить ей об этом мероприятии. За обедом с парой друзей Анна ведет виртуальное совещание с другими участниками проекта в области градостроительного планирования. Она давала себе слово не заниматься несколькими делами сразу, когда встречается с друзьями, но сроки поджимают, и с этим ничего не поделаешь. Увы! Принцип «Время – деньги» не утратил своей силы и в XXI веке.
Анна получает от своего виртуального менеджера проекта, профессионального архитектора генплана из местной компании, отличный отзыв на их совместную работу. Здесь и комментарии заказчика, и маркетинговый видеоролик, и графическая имитационная модель, демонстрирующая парковое благоустройство в новом жилом районе, над проектом которого она работала. Все устные распоряжения, направляемые ею менеджеру проекта, автоматически записываются и рассылаются всем коллегам по работе.
Занятие по архитектуре начинается в 13:30, и Анна присутствует на нем лично, поскольку сегодня они работают с реальными строительными материалами. Программным обеспечением для трехмерной имитации можно воспользоваться в учебном киоске, что позволяет Анне подредактировать свой проект, создавая модели и экспериментируя с различными физическими материалами, прежде чем приступить к работе в мастерской. С помощью своих повсеместных рабочих интерфейсов (ubiquitous working interfaces) она находит специалиста по строительным материалам, задает ему небольшой вопрос для справки, вносит изменение в свою виртуальную модель и отправляет в мастерскую перечень необходимых материалов. Чтобы подготовиться получше, Анна, используя интерфейс своего курса, запрашивает прежние проекты и просматривает комментарии своих преподавателей – как рукописные, так и в виде видеороликов с индивидуальной настройкой. Она такая старательная… Есть вещи, которые никогда не меняются.
Обязательное занятие в университете можно прослушать с помощью телеконференции, и, поскольку Яна в это время едет в аэропорт, занятие записывается и пересылается на ее беспроводное аудиоустройство, с которым она будет работать в самолете. Просматривая и изучая материал, она следит за тем, как информация автоматически поступает в ее систему оценки, которую она заполнила данными о том, с какой целью изучает этот курс. Яна определяет, какой материал будет ей полезен, изучает самоформирующиеся «карты целей» и соотносит эту информацию со своими текущими проектами. При этом автоматически генерируется электронное письмо, которое она может отправить своим коллегам, клиентам и преподавателю, сообщая о своих новых идеях, которые могут быть им интересны.
На мобильный телефон Яны поступает сообщение от преподавателя с напоминанием о первом онлайновом проекте, который он желает обсудить. К сообщению прилагается краткий план исследований, перечень людей, с которыми предлагается установить контакт, и пояснения о том, как этот проект связан с ее текущим проектом, который она указала в качестве причины для изучения курса. Преподаватель просматривает список ее заданий и дает ряд рекомендаций, каким образом наладить эффективную работу со своей виртуальной группой.
Через несколько дней Яна возвращается из Чикаго и отправляет своему начальнику электронное письмо с предложениями по уменьшению ресурсов, необходимых для их проекта. В результате первого занятия на курсе и оценки последовательности действий она придумала хитроумный метод решения одной из имеющихся проблем. Уже видны результаты – здорово! Яна решает выполнить упражнение в форме вопросов и ответов, чтобы найти способ рациональнее изучить остаток материала вместо просмотра видеофильма. Она принимает решение работать вместе с парой коллег, которые всегда делятся информацией на интересующую ее тему. Она возвращается домой и проводит выходные с детьми.
Неделей позже выясняется, что она так хорошо справилась с текущим экзаменом, что система оценки рекомендует ей переключиться на другой уровень взаимодействия, о чем также извещает ее преподавателя и коллег. Яна способна быстро перейти к совместной работе в приложениях из трехмерного комплекса, который имитирует реальную обстановку и доступен с ее ноутбука. «Намного проще работать над тем, что ты видишь», – думает она про себя. Яна начинает разбирать виртуальную модель печатной платы, над которой она работала, и трехмерная среда объясняет ей, какие функции были удалены. Она добавляет новый набор микросхем, который запрограммировала в ходе проекта на занятиях, и печатная плата показывает гораздо меньшее время отклика. Яне нравится первая неделя ее курса по полупроводникам.
Всего за одну неделю учебы Яна уже продемонстрировала навыки, достаточные для карьерного роста путем полностью индивидуального образования, которое доступно в удобной форме и оставляет за ней выбор устройства, личного уровня обучения и его длительности. Теперь Яна планирует записаться еще на один курс.
Дополнительную информацию о технологиях и решениях Microsoft в сфере образования можно найти на веб-узле по адресу http://www.microsoft.com/rus/education/ (на русском языке).
© Информационное общество, 2003, вып. 3, сс. 57-63.