Алгоритмизация программированного обучения

Лев Нахманович Ланда

Структура обучающей программы

Средства программированного обучения

· печатные программированные задания;

· программированные учебники;

· программированные звукозаписи;

· перфокарты с заданиями;

· компьютер и др.

Обучающая программа состоит из последовательности шагов. Каждый шаг включает три кадра:

· информационный - дается необходимая информация об изучаемом знании или действии;

· контрольный - задания для самостоятельного выполнения;

· управляющий - проверка решения и на основе результатов проверки переход к следующему шагу.

Печатается по изданию: Ланда Л.Н. Алгоритмы

и программированное обучение. -М., 1965. - С.4 - 6, 17, 20.

...Встает вопрос о соотношении понятий «программа обучения» и «алгоритм обучения». Понятия эти очень близки, фактически тождественны. Составить программу обучения в смысле программированного обучения (не смешивать с учебной программой) - это и значит составить алгоритм обучения, т.е. такое предписание о способе ведения педагогического процесса, в котором будут точно определены содержание и цель обучения (чему учить и к чему надо прийти в результате обучения), в котором, далее, деятельность обучаемого и обучающего будет расчленена на 'компоненты-операции~ и будет точно указано, какие действия должен произвести обучающий и обучаемый для достижения цели и какие действия должен произвести обучающий в ответ на каждое возможное действие обучаемого. В предписаниями должно быть также указано, когда надо процесс обучения по данному алгоритму закончить (это делается сразу по достижении цели, по получении искомого результата)...

Мы показали, что два понятия – программа обучения и алгоритм обучения – фактически совпадают, что это, по существу, одно и то же, выраженное разными словами. Однако другие два понятия – программированное обучение и алгоритм обучения – не совпадают, более того, они не сопоставимы. Программированное обучение есть практическая реализация некоторой программы, а любая программа (алгоритм) обучения может реализоваться различными средствами. Так, например, обучать согласно некоторой программе (алгоритму) может учитель, может другой ученик, может программированный учебник, может обучающая машина и т. д. Исторически сложилось так, что под программированным обучением стали понимать такое обучение по программе, которое осуществляется путем самостоятельной работы учащегося, т.е. без непосредственного участия учителя, с помощью программированных учебников или обучающих машин...

Для программированного обучения характерны некоторые специфические черты самого алгоритма, а именно: а) что этот алгоритм является алгоритмом, предполагающим оперативную обратную связь для обучающего и учащегося или, по крайней мере, для учащегося (бывают алгоритмы обучения с сильно отсроченной обратной связью или вообще без обратной связи, примером чего могут являться методические разработчики, в которых точно предписывается, что в процессе обучения должен делать учитель, но не указывается, что должны делать учащиеся и как учитель должен реагировать на их действия); б) что этот алгоритм является алгоритмом индивидуализированного обучения, т.е. ориентирован на работу с отдельными учащимися внутри группы или класса, а не нa rруппу или класс в целом (могут быть алгоритмы обучения, которые ориентированы на группу или класс в целом и являются алгоритмами группового обучения)...

Любой алгоритм-предписание состоит, как известно, из ряда указаний о выполнении некоторой системы операцией в определенной последовательности. Эти указания являются алгоритмическими, если у тех, к кому адресованы, они вызывают однозначные, строго определенные, одинаковые операции, и не являются алгоритмическими, если они однозначных операций не вызывают. В этом проявляется такое важнейшее свойство алгоритмов, как детерминированность. Некоторое предписание только в том случае является алгоритмом, когда оно полностью детерминирует некоторый процесс, деятельность и при некоторых одинаковых исходных данных всегда приводит к одинаковым конечным результатам. В связи с этим ясно, почему предписания такого, например, рода, даваемые ученикам, как: 1) проанализируй условия задачи; 2) соотнеси то, что дано, с тем, что требуется доказать; 3) примени известные тебе теоремы; 4) сделай выводы и т.д.– алгоритмами не являются. Каждое из указаний, входящих в состав предписания, является достаточно неопределенным и однозначно не детерминирует деятельности учеников. Разные ученики одно и то же указание могут выполнить по-разному и прийти к разным результатам. Более того, в ответ, например, на указание «проанализируй условия задачи» многие ученики вообще могут не знать, как это делать, и в связи с этим задачу могут не решить.

Сказанное не означает, что алгоритм не может адресоваться к сложным (составным) операциям и что такие сложные (составные) операции не могут рассматриваться в определенных условиях как элементарные. Но необходимым условием рассмотрения какой-либо сложной (составной) операции как элементарной является знание того, кому адресовано предписание о ее выполнении, как ее выполнять и умение ее однозначно и безошибочно выполнять.

Для обучения, и в частности для программированного обучения, крайне важно то, чтобы сложная (составная) операция при необходимости могла бы быть расчленена на другие, более элементарные операции, те, в свою очередь, на еще более элементарные операции и так до тех пор, пока не будут получены столь элементарные операции (самые элементарные операции), которые всегда и всеми будут выполняться однозначно. Это позволит при необходимости изменять уровень сложности обучения, приспособляя его к уровню развития операций у учащегося. Говоря другими словами, очень важно, чтобы при необходимости расчленять сложные (составные) операции на более элементарные можно было задать алгоритм выполнения этих сложных (составных) операций. Тогда основной алгоритм можно рассматривать как алгоритм алгоритмов, или алгоритм некоторого более высокого порядка.

Так, например, можно построить алгоритм разбора предложений по частям речи, в котором такие операции как распознание существительного, глагола, местоимения, прилагательного и других частей речи будут рассматриваться как элементарные операции. Но это можно сделать только в том случае, если ученик будет этими операциями владеть и если при необходимости каждую из них можно расчленить на составляющие ее более простые, элементарные операции и может быть задан алгоритм их выполнения (например, алгоритм распознания существительного, алгоритм распознания глагола и т. д.). Последнее необходимо в том случае, если ученик будет, например, ошибаться в распознании той или иной части речи и процесс распознания не будет для него выступать как единый, всегда верно «срабатывающий» акт.

В свете сказанного ясно, почему приведенное выше предписание о том, как сформировать у учащихся понятие, можно рассматривать как алгоритм (для большинства педагогов указанные там операции являются элементарными, а при необходимости каждая из них может быть легко сведена к системе еще более элементарных операций, которые в свою очередь могут быть описаны алгоритмически) и почему предписание об общей схеме школьного обучения, включающее такие «операции» как «чтение лекций», «проведение консультаций» и т. п., алгоритмом не является...

...Процесс обучения есть процесс решения дидактических задач и представляет собой, по существу, преобразование исходных данных каждой дидактической задачи (т. е. исходного состояния и уровня знаний, умений и навыков ученика) в конечное состояние, определяемое требованиями (целью) обучения. Если это преобразование осуществляется обучающим по некоторым строгим и однозначным правилам – предписанию, аналогичным правилам возведения двучлена в квадрат, то эти правила можно назвать алгоритмом решения дидактической задачи или, что то же, алгоритмом обучения.