Реферат: Національний педагогічний університет імені М. П. Драгоманова На правах рукопису cпірін олег Михайлович

Національний педагогічний університет

імені М.П.Драгоманова


На правах рукопису

CПІРІН Олег Михайлович


УДК 378:004.8


Диференційований підхід у вивченні основ штучного інтелекту в курсі інформатики

фізико-математичного факультету вищого педагогічного закладу


13.00.02 - теорія та методика навчання інформатики


Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата

педагогічних наук


Науковий керівник

Рамський Юрій Савіянович,

кандидат фізико-математич­них наук, професор


Київ – 2001

Зміст

^ Зміст 2

перелік умовних скорочень 5

ВСТУП 6

розділ 1 17

Методологічні аспекти та психолого-педагогічні основи реалізації диференційованого підходу у вивченні основ штучного інтелекту 17

1.1. Методологічні аспекти різнорівневого формування знань та вмінь майбутнього вчителя 17

1.2. Психолого-педагогічні основи диференційованого підходу до формування знань та вмінь студентів 26

1.3. Наукові засади відбору змісту навчального матеріалу з основ штучного інтелекту 41

Висновки до розділу І: 49

^ РОЗДІЛ 2 51

МЕТОДИЧНІ засади диференційованого формування знань та вмінь майбутніх учителів з основ штучного інтелекту 51

2.1. Концептуальні положення методики реалізації профільної та рівневої диференціації у вивченні основ штучного інтелекту на фізико-математичному факультеті вищого навчального педагогічного закладу 51

2.2. Особливості методичної системи диференційованого форму­вання знань та вмінь з основ штучного інтелекту на фізико-мате­ма­тич­ному факультеті 72

2.2.1. Компоненти методичної системи реалізації диференційо­ва­ного підходу у навчанні основ штучного інтелекту. 72

2.2.2. Елементи модульної системи організації навчання основ штуч­ного інтелекту. 91

2.2.3. Рейтинговий контроль знань і вмінь у вивченні основ штучного інтелекту. 101

2.3. Зміст і методика вивчення теми “Знання у системах штучного інтелекту” на фізико-математичних спеціальностях 106

Висновки до розділу 2: 128

розділ 3 132

організація та результати педагогічного експерименту 132

3.1. Стан сформованості знань і вмінь з основ штучного інтелекту в студентів фізико-математичного факультету та вчителів інформатики середньої загальноосвітньої школи 132

3.2. Організація та проведення навчального експерименту 138

3.3. Аналіз результатів навчального експерименту 144

Висновки до розділу 3: 156

Висновки 158

^ СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 163

Додатки 178

Додаток А 178

Приклади програм для лекцій з основ шту­ч­ного інтелекту (мова програмування ТУРБО-ПРОЛОГ) 178

Додаток Б 191

Лабораторні роботи спецсемінару “Основи штучного інтелекту” 191

перелік умовних скорочень

ВБД

- внутрішня база даних;

ЕС

- експертна система;

з.о.

- залікові одиниці рейтингового контролю знань;

ІС

- інтелектуальна система;

о.а.

- одиниці активності навчальної діяльності рейтингового контролю знань;

ШІ

- штучний інтелект.


ВСТУП

^ Актуальність дослідження. Перетворення в економічній, політичній і соціальній сферах суспільного життя, бурхливе впровадження нових інформаційних технологій вимагають нових підходів до розбудови як всієї національної системи освіти, так і системи вищої освіти, і висувають на перший план завдання удосконалення змісту вищої педагогічної освіти, сучасних технологій навчання і виховання, які б забезпечували поряд з істотним підвищенням теоретичної і практичної підготовки студентів, подальшу методологічну орієнтацію вищої освіти на особистість студента, пріоритет соціально-мотиваційним факторам у процесі навчання, створення умов для досягнення належного рівня знань та вмінь кожним студентом відповідно до його здібностей.

Завдання якісної підготовки кваліфікованих спеціалістів, що поставлені перед вищою школою Державною національною програмою “Освіта” (Україна ХХІ століття”), та нагальні проблеми вищих навчальних закладів, викликані складним періодом їхньої трансформації, вимагають подальшої орієнтації процесу навчання на збільшення самостійної роботи студентів та підвищення її ефективності. При цьому виникають проблеми вибору відповідних форм та шляхів організації такої роботи, яка б раціонально і збалансовано поєднувала аудиторну роботу викладача та студента з самостійною роботою останнього, дозволяла б тим самим інтенсифікувати та індивідуалізувати процес навчання, досягти студентам з різним рівнем здібностей відповідного рівня сформованості знань і вмінь, сприяти подальшому інтелектуальному розвитку та розвитку творчих здібностей майбутніх учителів.

Актуальним для сьогодення є завдання "формування основ інформаційної культури, достатніх для впевненого та ефективного використання сучасних інформаційних технологій у власній професійній діяльності" [1, 238-239], визначальну роль у вирішенні якого відіграє курс інформатики. Цей курс фізико-матема­тич­ного факультету вищого педагогічного закладу займає особливе місце. Він спрямований на формування необхідних знань та вмінь майбутніх учителів для забез­пе­чення викладання інформатики в середній школі (спеціальність “інформатика”), інформатизації її навчального процесу, впровадження нових інформаційних технологій навчання різних дисциплін та розв’язування інших проблем, зумовлених завданням інформатизації освіти.

Розвиток сучасних інформаційних технологій призводить до перетворення не лише комунікаційної системи суспільства, інформаційних ресурсів, а й перетворює "певною мірою і його базисні структури" [2, 241]. Одним із найважливіших компонентів розвитку сучасних інформа­цій­них технологій є створення та використання систем штучного інтелекту. Попит на такі технології стрімко зростає. Активно розробляються та впроваджуються системи сканування і розпізнавання тексту; нагальними постають проблеми створення універсальних комп’ютерних словників національних мов, машинного перекладу з однієї мови на іншу тощо. Це насамперед пов’язано з розвитком глобальної інформаційної мережі Internet і підвищенням рівня комп’ютери­зації управління всіх сфер людського життя. Вивчення інформатики на фізико-мате­ма­тич­­ному факультеті педагогічного ВНЗ передбачає розгляд питань зі штучного інтелекту, проте зміст і методика їх навчання потребує подальшого вдосконалення.

Методологічні засади дослідження визначено на основі праць філософів, які зробили вагомий внесок у розвиток теорії пізнання – гносеології (Аристотель, Н. Бердяєв, Д. Дьюї, Г. Гегель, І. Кант, Л. Фейєр­бах, Е. Фромм, М. Шелер, Д. Юм та ін.). Їхні праці орієнтують на необхідність сприйняття окремої людини, з одного боку, як індивіда, кожен з яких має певні фізіологічні, психологічні, інтелектуальні та інші відмінності, що визначають його індивідуальність та зумовлюють різний рівень діяльності у процесі пізнання, розвитку та самовдосконалення, а з другого, - як складової суспільства, для якого характерним є взаємовплив загального та індивідуального, перспективний розвиток якого можливий лише за умови врахування і розвитку здібностей, задатків окремої людини, визнання її найвищою цінністю. Формування особистості на таких засадах є досить актуальним для сьогодення.

Роботи в галузі нейропсихології, психофізіології, загальної і вікової психології, педагогічної психології та дидактики (М.М. Амосов, Б.Г. Ана­ньєв, П.К. Анохін, Л.С. Виготський, В.В. Давидов, Д.Б. Ельконін, Л.В. Зан­ков, З.І. Кал­ми­кова, О.М. Леонтьєв, С.Л. Рубін­штейн, Н.Ф.Тализіна) розкри­ва­ють механізми прийняття рішень у діяльності людини, зокрема в навчальній діяльності; психологічні аспекти рівневого формування вмінь; дають розуміння того, що навчання, яке є основним джерелом розумового розвитку людини, може бути максимально розвиваючим лише тоді, коли воно спирається на "зону найближчого розвитку" учасників навчального процесу.

Аналіз досліджень особливостей навчальної діяльності учнів, дидактичних закономірностей формування знань та вироблення вмінь, формування прийо­мів мислительної діяльності (Ю.К. Ба­бан­ський, П.Я. Гальперін, С.У. Гончаренко, В.В. Дави­­дов, Л.В. Занков, В.А. Кру­тець­кий, О.І. Ляшенко, Ю.І. Машбиць, В.М. Осинська, П.І. Сікорський, З.І. Слеп­кань, В.П. Хмель, І.С. Яки­манська та ін.) дозволяє осмислити проблеми рівнів діяльності учнів, мотиваційних характеристик, методів, прийомів, організаційних форм навчального процесу і закласти основу для розуміння проблеми диференційованого навчання у вищій школі. Значний вплив на дослідження здійснили дисертаційні роботи М.І. Бурди, В.Я. Забран­ського, присвячені диференційованому формуванню геометричних умінь учнів середньої загальноосвітньої школи, організації диференційованого навчання математики.

Дослідження науковців (М.І.Жалдак, З.І. Калмикова, О.Ю. Ко­мі­­са­ро­ва, Г.С. Костюк, В.А. Крутець­кий, М.С. Лейтес, І.Я. Лернер, Ю.І. Маш­биць, Н.А. Мен­чин­сь­ка, М.І. Шкіль), практика роботи у ВНЗ, досвід викладачів вищої школи свідчать про наявність індивідуальних відмінностей у здібностях студентів, у рівні інтелектуального розвитку; студенти мають різний рівень знань та умінь, різну мотивацію як у вивченні гуманітарних, природничих дисциплін, так і до навчання інформатики, що створює відповідні проблеми для ефективної організації навчального процесу.

Роботи з основ педагогіки та психології вищої школи, у т. ч. порівняльної педагогіки, (А.М. Алексюк, М.В. Бу­ла­нова-Топоркова, Б.Л. Вульфсон, В.М. Галузинський, Е.О. Гри­шин, А.В. Ду­хав­нєва, М.Б. Євтух, С.І. Зінов’єв, І.І. Кобиляцький, Б.І. Ко­ро­тяєв, В.А. Михай­лов­сь­кий, С.І. Самигін, М.А. Соко­ло­ва, О.А. Устенко), вказують на необхідність системи застосування теоретично обґрунтованих підходів до відносин "викладач-студент", "студент-викладач", поряд із цим як обов’язковий із підходів виділяється диференційований підхід. У дослідженнях науковців зазначається, що дидактика вищої школи ще не так докладно розроблена, як дидактика середньої школи. Але, як вказують В.М. Галузинський, М.Б. Євтух, "важливою перевагою сучасної дидактики є те, що вона орієнтує на конкретну роботу з окремими студентами, а не на весь загал їх" [1, 45].

Удосконаленню підготовки фахівців в умовах нових інформаційних технологій, навчанню інформатики студентів педагогічних ВНЗ присвячено ряд досліджень (А.А. Абдукадиров, В.Ю. Биков, А.М. Гуржій, О.В. Євдоки­мов, А.П. Єр­­­­­шов, М.І. Жал­­дак, В.Г. Жи­то­мирсь­кий, Ю.О. Жук, В.А. Ізвозчиков, В.І.Клоч­­­ко, Е.І.Кузнєцов, О.А.Кузнєцов, М.П. Лап­чик, В.М. Мона­хов, Н.В. Мор­­зе, В.О. Петрушин, С.А. Раков, Ю.С. Рамський, В.А. Сапогов, Г.Ю. Циб­­ко, М.І. Шкіль, А.В. Щось, І.М. Яглом, О.І. Янкович та ін), які орієнтують на використання у навчальному процесі передових педагогічних технологій, що передбачають урахування індивідуальних особливостей студентів, закладають фундамент їхньої самоосвіти та саморозвитку; вказують на необхідність поглиблення фундаментальної підготовки майбутніх фахівців з інформатики, вмінь практичного використання педагогічних програмних засобів, систем програмування, прикладного програмного забезпечення, інтелектуальних систем.

Отже, з урахуванням необхідності диференційованого підходу, активним пошуком шляхів його реалізації у вищій школі актуальною постає проблема диференційованого формування відповідних знань та умінь студентів з курсів, що вивчаються у ВНЗ, у т.ч. і з інформатики.

Особливу роль у дослідженні і розробці питань навчання основ штучного інтелекту відіграли роботи: з історії, теорії та практики програ­му­ван­ня штучного інтелекту (А.М. Аверкін, А.А. Бакаєв, І. Братко, Н.Н. Єфі­мов, Ж.-Л. Лорьєр, Дж. Мал­пас, Д. Марселлус, Д.А. Поспєлов, Г.С. Поспєлов, Л. Стерлінг, Дж. Сто­бо, П.Р. Уінстон, В.С. Фролов, Е. Шапіро); з вивчення питань ін­те­лекту­алізації ЕОМ, логічного програмування у педагогічних ВНЗ, з методики вивчення та використання систем штучного інтелекту у середній школі (Н.В. Апатова, Н.Р. Балик, А.Ф. Верлань, М.І. Жал­­­дак, І.М. Забара, І.С. Іваськів, К.М. Любченко, Ю.С. Рамсь­кий, Ю.В. Три­ус); навчальні програми з інформатики для вищих педагогічних та середніх закладів освіти.

Аналіз стану навчання основ штучного інтелекту в практиці вищої педагогічної школи показує, що рівень сформованості відповідних знань та практичних умінь студентів, їхньої самостійності та готовності до подальшої самоосвіти значною мірою не відповідають вимогам сьогодення; в умовах обмеженої кількості годин та традиційної організації навчального процесу відмічається складність, а іноді й неможливість ґрунтовного вивчення вказаних питань під час вивчення інформатики; вчителі інформатики середньої школи вказують на свій недостатній рівень знань, практичних умінь зі вказаних питань, низьку забезпеченість навчально-методичною літературою та слабку матеріальну базу середньої школи.

Проблема диференційованого формування знань та вмінь студентів з інформатики до кінця не розв’язана, а це, в свою чергу, негативно відбивається на впровадженні інтенсивних форм та засобів організації навчального процесу, створенні умов для досягнення студентами із різним рівнем здібностей належного рівня знань та вмінь. Поза увагою дослідників, зокрема, залишилася проблема реалізації профільної та рівневої диференціації у процесі навчання основ штучного інтелекту на фізико-математич­них спеціальностях педагогічних ВНЗ. Відсутня цілеспрямована методика навчання інформатики на основі диференціації за профілем і за рівнем знань та вмінь студентів, яка у поєднанні з використанням логічного підходу до штучного інтелекту має значні дидактичні можливості.

Таким чином, існує протиріччя між об’єктивною необхідністю реалізації профільної та рівневої диференціації у вивчен­ні основ штучного інтелекту, потенціалом декларативного програмування до його навчання в курсі інформатики фізико-математичного факультету і нерозробленістю відповідного науково-методичного забезпечення на цій основі, що породжує актуальну соціально значущу проблему, на вирішення якої спрямоване наше дисерта­цій­не дослід­ження: “Диференційований підхід у вивченні основ штучного інтелекту в курсі інформатики фізико-математичного факультету вищого педагогічного закладу”.

^ Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Обраний напрямок досліджень входить до плану науково-дослідної роботи кафедри математики та інформатики Житомирського державного педагогічного університету імені Івана Франка, кафедри основ інформатики і обчислювальної техніки Національного педагогічного університету імені М.П. Драгоманова як складова їх колективних тем. Він безпосередньо пов’язаний із завданнями, визначеними навчальними програмами для фізико-математичних факультетів педагогічних інститутів “Інформатика та обчислювальна техніка", "Основи інформатики". Тема дисертаційного дослідження затверджена на координаційній раді АПН України (протокол № 8 від 5.12.2000 р.).

^ Об’єкт дослідження – процес навчання інформатики студентів спеціальностей “інформатика”, “фізика” та “математика” фізико-математичного факультету вищого педагогічного закладу.

^ Предмет дослідження – диференційоване формування знань студентів з основ штучного інтелекту, яке виступає важливою складовою і результатом рівневої навчальної діяльності.

^ Мета дослідження полягає в обґрунтуванні, розробці методики навчання основ штучного інтелекту в курсі інформатики фізико-математичного факультету педагогічного ВНЗ на основі диференціації за профілем і за рівнем знань, умінь студентів та експериментальній перевірці її ефективності.

^ Гіпотеза дослідження - якщо у вивченні основ штучного інтелекту враховувати диференціацію за змістом на різних спеціальностях та рівнем програмних вимог на кожній спеціальності фізико-математичного факультету з впровадженням спеціально розробленої методичної системи, яка включає модульну побудову даного курсу, рейтинговий контроль знань і відповідне методичне забезпечення, розроблене дисертантом, то це дасть змогу:

- індивідуалізувати та інтенсифікувати процес навчання;

- студентам, що мають різний рівень здібностей, ефективно досягти базового і підвищеного (спеціальності “математика”, ”фізика”), мінімально-базово­го, базового і поглибленого (спеціальність “інформатика”) рівня знань з основ штучного інтелекту та набути різнорівневих умінь розв’язування задач зі штучного інтелекту з використанням мови логічного програмування ПРОЛОГ.

Відповідно до мети дослідження поставлені завдання:

Проаналізувати психолого-педагогічну, науково-методичну літературу з метою вивчення стану проблеми диференціації у вищих навчальних закладах, спеціальну літературу зі штучного інтелекту, мови програмування ПРОЛОГ.

Сформулювати загальні психологічні і методичні вимоги до процесу диференційованого формування знань та вмінь студентів з основ штучного інтелекту; визначити основні принципи методики реалізації диференційованого підходу у вивченні основ штучного інтелекту на фізико-математичних спеціальностях.

На основі наукових принципів здійснити відбір змісту навчального матеріалу з основ штучного інтелекту. Встановити рівні програмних вимог щодо знань та вмінь студентів фізико-математичних спеціальностей зі штучного інтелекту.

Вказати умови та можливі шляхи реалізації диференційованого підходу у вивченні основ штучного інтелекту.

Розробити методичну систему і описати методику реалізації диференційованого підходу з використанням елементів модульної системи, рей­тинго­вого контролю знань у вивченні основ штучного інтелекту та експериментальним шляхом перевірити ефективність запропо­нова­ної методики.

Для розв’язування поставлених завдань використано комплекс методів дослідження:

теоретичні: аналіз філософської, психолого-педагогічної, науково-техніч­ної та навчально-методичної літератури з проблем дослідження, теоретичний синтез, узагальнення, моделювання педагогічних процесів;

емпіричні: спостереження навчального процесу, анкетування, тестування, бесіди зі студентами та викладачами; педагогічний експеримент (констатуючий, пошуковий і формуючий етапи); методи математичної статистики.

^ Методологічною основою дослідження стали філософські ідеї про пізнання й відображення дійсності в людській свідомості; системно-структурний підхід до аналізу навчальної діяльності; теорія розвиваючого навчання; психологічна теорія діяльності; загальнодидактичні положення; Державна національна програма “Освіта” (Україна ХХІ століття); Концепція Національної програми інформатизації.

^ Експериментальна база дослідження: фізико-математичний факультет Житомирського державного педагогічного університету імені Івана Франка, Обласний інститут післядипломної педагогічної освіти (м. Житомир), Бердянський державний педагогічний інститут ім. П.Д. Осипенко. Експериментом було охоплено 857 студентів, 108 учителів інформатики середніх загальноосвітніх шкіл, 6 викладачів вищих навчальних закладів (із них у всіх етапах експерименту брали участь 146 студентів та 5 викладачів).

^ Організація та етапи дослідження. Дослідження проводилося протягом 4 років.

І етап (1997-1998 рр.) – вибір та обґрунтування теми дисертації, визначення об’єкта, предмета, мети, гіпотези, завдань; вивчення теоретичного стану досліджуваної проблеми шляхом аналізу філософської, психолого-педаго­гічної, наукової та навчально-методичної літератури; організація й проведення констатуючого експерименту з метою з’ясування ефективних організаційно-методич­них форм ведення навчального процесу у вищому навчальному закладі, визначення поточного стану викладання основ штучного інтелекту у педагогічному ВНЗ, з’ясування рівня знань та вмінь зі штучного інтелекту у вчителів інформатики середньої школи та студентів перших курсів.

ІІ етап (1997-1999 рр.) – теоретичне обґрунтування шляхів та умов підвищення рівня знань та вмінь студентів зі штучного інтелекту відповідно до вимог сьогодення; визначення напрямків та змісту навчального експерименту; розробка методичної системи, методики реалізації диференційованого підходу у вивченні основ штучного інтелекту на фізико-математичному факультеті вищого педагогічного навчального закладу.

ІІІ етап (1998-2000 рр.) – організація й проведення навчального експерименту з метою підтвердження ефективності запропонованої методичної системи, аналіз його результатів.

^ Наукова новизна роботи визначається тим, що вперше запропоновано науково обґрунтовану і експериментально апробовану методичну систему навчання основ штучного інтелекту на фізико-математичному факультеті педагогічного ВНЗ, орієнто­вану на диференційоване формування знань та вмінь студентів; вдосконалено зміст навчального матеріалу з основ штучного інтелекту, що дозволяє вивчати даний розділ в курсі інформатики на основі логічного програмування.

^ Теоретичне значення дослідження полягає в тому, що:

- визначено методичні засади формування знань та вмінь студентів з основ штучного інтелекту на основі логічного підходу до його розгляду;

- встановлено операційний склад умінь розв’язування задач зі штучного інтелекту з використанням мови логічного програмування ПРОЛОГ та різнорівневі вимоги до результатів навчання з основ штучного інтелекту;

- визначено структуру і зміст нового спецсемінару “Основи штучного інтелекту” для спеціальностей “математика”, “фізика” педагогічного ВНЗ

- одержані висновки можуть бути використані для розв’язування проблеми інтенсифікації та індивідуалізації процесу навчання у вивченні інших розділів курсу інформатики педагогічного ВНЗ, пошуку підходів, ефективних форм та засобів навчання основ штучного інтелекту у середній школі

^ Практичне значення роботи:

1) у процесі дослідження розроблена методика, яка:

- дозволяє інтенсифікувати процес навчання основ штучного інтелекту;

- забезпечує диференційоване формування знань та вмінь студентів з основ штучного інтелекту;

- сприяє розвитку у студентів навичок дослідницької роботи та творчого мислення;

- активізує самостійну роботу студентів;

2) результати дослідження стали основою лабораторного практикуму з основ штучного інтелекту та двох методичних посібників для студентів фізико-математичних спеціальностей.

Основні положення й результати досліджень впроваджено в практику роботи викладачів кафедри інформатики Житомирського обласного інституту післядипломної педагогічної освіти (довідка № 1-179 від 19.06.2001 р.). Матеріали дисертації використовуються під час проведення лекційних і лабораторних занять з інформатики на спеціальності "математика і інформатика", вивчення спецсемінару "Основи штучного інтелекту" на спеціальності "математика і фізика" у Житомирському державному педагогічному університеті імені Івана Франка (довідка № 284 від 11.06.2001 р.), на фізико-матема­тич­­но­му факультеті Бердянського державного педагогічного інституту ім. П.Д. Оси­­пенко (довідка № 57/653-25 від 15.06.2001 р.).

Особистий внесок здобувача полягає у безпосередній участі в проведенні констатуючого, пошукового і формуючого етапів експерименту; в уточненні шляхів підвищення індивідуалізації, інтенсифікації навчання відповідно до вимог сього­дення; створенні методичної системи диференційованого навчання основ штучного інтелекту на фізико-математичному факультеті педагогічного ВНЗ; розроб­ці 48 прик­ла­дів програм мовою ТУРБО-ПРОЛОГ, використання яких дозволяє інтенсивніше проводити навчання основ штучного інтелекту.

Вірогідність одержаних результатів і висновків забезпечується методологічними основами дослідження, відповідністю методів дослідження його меті і завданням, кількісним і якісним аналізом теоретичного та емпіричного матеріалу, результатами педагогічного експерименту.

^ Апробація і впровадження результатів дисертації. Результати дослідження були викладені у виступах на міжвузівській науково-методичній конференції “IX науково-методична конференція Військового факультету радіоелектроніки при Житомирському інженерно-технологічному інституті” (м. Житомир, 1997 р.); всеукраїнських науково-практичних конференціях "Психолого-педагогічні фактори підвищення професійної майстерності вчителя-вихователя" (м. Житомир, 1995 р.), “Освітні стандарти та зміст шкільних і вузівських курсів інформатики” (м. Бер­дянськ, 1997 р.); на міжнародній науковій конференції "Шоста Міжна­родна Наукова Конференція імені академіка М. Кравчука" (м. Київ, 1997 р.) на звітних науково-практичних конференціях ЖДПУ імені Івана Франка (1998-2001 р.р.); Всеукраїнському науково-методичному семінарі з питань використання засобів сучасних інформаційних технологій у навчальному процесі (Київ, НПУ імені М.П. Драгоманова, 2001 р.); шляхом публікації результатів дослідження.

Основні положення й результати дослідження впроваджено в практику роботи викладачів кафедри інформатики Житомирського обласного інституту післядипломної педагогічної освіти. Матеріали дисертації використовуються під час проведення занять з інформатики, спецсемінару “Основи штучного інтелекту” на фізико-математичних спеціальностях Житомирського державного педагогічного університету імені Івана Франка, у вивченні спецкурсу “Логічне програмування та штучний інтелект” на фізико-математичному факультеті Бердянського державного педагогічного інституту ім. П.Д. Оси­пенко.

Публікації. З досліджуваної проблеми надруковано 10 наукових праць, із них 2 методичних посібники, 5 статей – у збірниках науково-методичних праць та наукових журналах, 1 стаття - у колективній монографії, 2 роботи – у збірниках матеріалів і тез конференцій.

^ Структура дисертації. Дисертація складається з переліку умовних скорочень, вступу, трьох розділів, висновків, списку використаних джерел, додатків. Загальний обсяг основного тексту дисертації становить 162 сторінки, на 9 сторінках подано 13 таблиць та 7 рисунків, на 36 сторінках розміщено 2 додатки. Список використаних джерел становить 202 найменування і поданий на 16 сторінках. Робота в цілому викладена на 223 сторінках.

розділ 1

Методологічні аспекти та психолого-педагогічні основи реалізації диференційованого підходу у вивченні основ штучного інтелекту

^ 1.1. Методологічні аспекти різнорівневого формування знань та вмінь майбутнього вчителя

Національна освіта переживає нині складний етап свого реформування. "Існуюча в Україні сис­тема освіти перебуває в стані, що не задовольняє вимог, які постають перед нею в умовах розбудови української державності, культурного та духовного відродження українського народу”, - зазначається в Державній національній програмі "Освіта" ("Україна XXI століття"). - Це виявляється передусім у невідповідності освіти запитам особистості, суспіль­ним потребам та світовим досягненням людства, у знеціненні соціаль­ного престижу освіченості та інтелектуальної діяльності..." [3,5]. Разом з тим у програмі вказується, що саме "вища освіта має стати могутнім фактором розвитку духовної культури українського народу, відтворення продуктивних сил України" [3,33]. Перед вищою школою поставлене завдання переходу до такої системи підготовки фахівців, яка відповідно до здібностей особистості має задовольняти її потреби і можливості у здобутті відповідного рівня освіти. Для реалізації вказаного завдання серед іншого передбачається широке використання новітніх педагогічних технологій, впровадження модульної побудови навчального матеріалу, створення можливостей для диференціації та індивідуалізації навчально-виховного процесу.

Розгляд питань відбору, розробки та ефективного впровадження у навчально-виховний процес ВНЗ відповідних технологій має базуватися на всебічному і ґрунтовному аналізі досягнень зарубіжної та вітчизняної філософської, психолого-педагогічної науки, вивченні досвіду методистів та практиків.

Філософське осмислення процесів різнорівневого формування майбут­нього вчителя як суб’єкта і об’єкта навчально-пізнавальної діяльності дозволяє здійснити теорія пізнання - гносеологія, яка постає методологічним фундаментом нашого дослідження. Підтверди­ти те, що знання є своєрідним відбитком предмету чи природного явища у свідомості людини, з’ясувати механізм того, як нове знання відкладається у свідомості та додається до вже відомого, про вторинність передачі наукових знань у процесі навчання по відношенню до відкриттів у науці, проаналізувати формування умінь людини у процесі її діяльності, з філософської точки зору зрозуміти сутність і призначення людини дозволяють роботи античних філософів (Аристотель, Платон), філософів епохи Відродження (Г.В.Ф. Гегель, К.А. Гель­вецій, І.В. Гьоте, І. Кант, Ф.В. Шел­лінг, Ф. Шлегель), філософів другої половини ХІХ та ХХ століття (М.А. Антонович, Н.А. Бердяєв, Р. Оу­ен, В.С. Солов­йов, Л. Фейєр­­бах, Е. Фромм, М. Шелер). Відомий німецький філософ Ф.В. Шеллінг вважав одним із найважливіших принципів діалектики природи висхідну систему ступенів ("потенцій"), які характеризуються полярністю та динамічною єдністю протилежностей, доводив, що самороздвоєння і саморозвиток абсолюту здійснюється через його самопізнання. Ф. Шлегель стосовно сутності людини зазначав, що як природна істота людина тим досконаліша, чим більш самостійною та індивідуальною вона є [4, 188].

Значною мірою вплинули на методологію досліджень людської діяльності у про­цесі пізнання, суттєво наблизили її до сучасного розуміння роботи В. Гегеля та І. Канта. І. Кант робить висновок про пряму залежність рівня інтелектуальних, розумових здібностей людини та її фізіологічного розвитку, будови тіла. Він говорить, що у міру того як формується тіло людини, досягають відповідного ступеня досконалості і її інтелектуальні здібності [5, 249]; вказує на розвиток внутрішнього потенціалу людини як на філософськи обґрунтовану закономірність, що людина була б найогиднішою з усіх істот, якби її не звеличувала надія на майбутнє і якби силам, що містяться в ній, не передбачалось повного розвитку [5, 250]. Для розуміння людини як сутності В.Гегель з позицій ідеалізму виділяє в ній внутрішнє (людина за своїм поняттям є природна можливість, здібність, задаток) та зовнішнє (людина за своїм безпосереднім існуванням є сама по собі природним, зовнішнім своєму поняттю), і вказує, що тільки від рівня розвитку людини залежить її місце у суспільстві, лише через удосконалення свого тіла і духу вона вступає до володіння собою і стає власністю самої себе і по відношенню до інших [6, 27]. Філософ акцентує увагу на тому, що наявність різнорівневих груп людей у суспільстві об’єктивно зумовлена суб’єктивно-різним рівнем розвитку людей, диференціацією процесу переходу таких груп людей від природності людини до дійсно морального стану [6, 29].

Варто зазначити, що сучасні методологічні аспекти рівневого формування знань та вмінь студентів, організації відповідної навчальної діяльності у вищій школі мають враховувати закони діалектики (заперечення заперечення, переходу кількості у якість, єдності та боротьби протилежностей), її чисельні матеріалістичні категорії, але, як відмічає ряд науковців (В.С. Лутай, В.А. Яб­лонсь­кий, В.М. Галузинський, М.Б. Євтух), такі підходи до методології "слід будувати на ширшій основі" [1, 20], тобто не відкидати науковий аналіз, розглядати можливість використання інших філософських теорій, вчень та думок для удосконалення навчального процесу у ВНЗ.

З цієї точки зору цікавими постають ідеї "онтологічної" гносеології (ця теорія виходить з того, що нам дано дещо до всякої раціональної рефлексії, до по­ділу на суб’єкт і об’єкт), викладені російським філософом-ідеалістом М.О. Бердяє­вим. Ураховуючи матеріалістичну критику положень його трактування теорії пізнання, слід звернути увагу на викладення філософських проблем розуміння сутності, призначення та розвитку людини, що діяльність, "творчість" людини зумовлена тим, що вона є істотою, невдоволеною собою і здатною себе переростати. Як істота, що здатна переборювати себе, людина є суперечливою і парадоксальною, яка об’єднує у собі полярні протилежності [7, 56]. Але не тільки індивідуальні особливості окремої людини впливають на організацію її життєдіяльності і ступінь розвитку, - соціальні процеси здійснюють різнорівневий вплив на індивідуальність окремої людини та груп людей. М.О. Бердяєв говорить, що коли намагаються вирішити питання про вдосконалення людського життя, "занурюючись у шлях індивідуального вдосконалення", то бачать необхідність "шляху соціальної зміни та удосконалення"; коли ж вирішують це питання, "занурюючись у шлях соціальної зміни і вдосконалення", то відчувають необхідність внутрішнього вдосконалення людей [7, 49]. Філософ робить висновок про те, що ми повинні боротися за нове суспільство, яке визнає найвищою цінністю людину, а не державу, суспільство, націю [7, 51].

Значний вплив на розвиток вітчизняної методології вищої школи, на певну переорієнтацію методологічних засад щодо навчальної діяльності студентів мали ті філософські теорії та психологічні концепції, на яких ґрунтується вища освіта далекого зарубіжжя. Насамперед це стосується вчення філософа-прагматиста та освітянина Джона Дьюї, одного з провідних представників прагматизму, що розробив теорію інструменталізму в педагогіці, за якою всі логічні зв’язки ідей, концепцій, теорій є "інструментами" пізнання, "ключами до ситуацій"; у розгляді людської діяльності суспільство поділяється на "групи" та "особистість" [8]. Ще одним із методологічних аспектів навчального процесу зарубіжної вищої школи (особливо американської) постає екзистенціалізм – вчення про те, що у процесі формування особистості все залежить від індивідуума. Характерною особливістю таких теорій є те, що вони зменшують роль цілеспрямованого впливу на людину, замінюючи її саморозвитком індивідуальних особливостей, цілковитою відповідальністю за себе.

Дидактичні закономірності як універсальні явища, які є невід’єм­ними від процесу, що вивчається, і нерідко виступають як міри здійснення законів педагогіки представляють методологічні основи, тобто фундаментальні істини для розвитку педагогіки вищої школи. Однією із сучасних методологічних закономірностей є "закономір­ність взаємозв’язків у реальному житті" [1, 22]. Серед таких взаємозв’язків слід вказати на взаємозв’язок суб’єктивних прагнень майбутніх фахівців з об’єктивними потребами суспільства і вищої школи як його важливого інституту, взаємозв’язок направленості відносин "викладач-студент" та "студент-викладач", взаємозв’язок курсової (групової) навчальної діяльності студентів та індивідуальної діяльності окремого студента, взаємозв’язок самостійної та аудиторної роботи студента, взаємозв’язок встановлених загальних строків, вимог, темпів вивчення дисциплін та індивідуальних особливостей процесів засвоєння, систематизації навчального матеріалу, формування вмінь та навичок у студентів тощо.

Зважаючи на те, що дидактичні закономірності можуть забезпечити ефективне викладання лише за умови дотримання дидактичних принципів, і на те, що "принципи завжди містять у собі функціональне значення законів, ... відображають дидактичні закони і закономірності" [9, 396], деякі з таких принципів ми розглядаємо як методологічні аспекти різнорівневого формування знань і вмінь студентів та організації їхньої відповідної діяльності:

принцип урахування вікових та індивідуальних особливостей (А.М. Алек­­сюк, І.І.Кобиляцький), що передбачає наявність у студентів різного темпу просування у навчанні, різного рівня сформованості знань, умінь, інтелектуальних навичок;

принцип доступності знань (С.М. Архангельський, А.М.Алексюк), з