Development of an adaptive mass open online course in the framework of training in artificial neural network technologies

Full Text

Постановка проблемы. Современное образование непрерывно развивается и совершенствуется, постоянно внедряются новые образовательные технологии. Начиная с 2011 года повсеместно развивается такое направление, как массовые открытые онлайн-курсы (МООК). Согласно статистике за 2018 год, число студентов, предпочитающих заниматься дистанционно, насчитывает 101 млн. Постепенно число университетов, которые готовы адаптировать свои программы под формат массовых открытых онлайн-курсов, растет; к концу 2018 года их число превосходило отметку в 900 учреждений, в то же время было создано более 11 тыс. курсов по всему миру. При этом активно стало развиваться получение не только дополнительного образования, но и научных степеней бакалавра и магистра; к 2018 году насчитывалось 47 направлений, по которым можно стать дипломированным специалистом [1]. По данным статистики за 2020 год, возможно получить степень магистра по 55 направлениям полностью дистанционно. В отличие от магистерских программ дистанционного обучения, бакалаврских программ значительно меньше, на 2020 год их всего 6 [2]. Рассматривая направления программ, можно заметить, что наиболее востребованными являются курсы в области информационно-коммуникационных технологий, бизнеса и социальных наук. В 2020 году в условиях пандемии интерес к получению образования дистанционно существенно возрос. На этот период приходится основной приток новых слушателей курсов. Рисунок. Статистика участников МООК [Figure. MOOC participant statistics] Рисунок отражает данные, собранные в [3], которые охватывают трех главных поставщиков МООК - Coursera[24], edX[25], Future Learn и компанию Class Central, осуществляющую аналитику по МООК и предоставляющую онлайн-курсы. Согласно рисунку, самым предпочтительным сервисом МООК является Coursera. За 2020 год число новых участников выросло более чем в 2 раза - на 20 млн чел. Основной приток новых слушателей приходится на период пандемии. Похожая динамика наблюдается и на других рассмотренных площадках. Из вышесказанного можно выделить особую значимость онлайн-образования для современного общества. Независимость от очного посещения образовательных учреждений и возможность получить любое высшее образование, не покидая дом, является одним из преимуществ данного направления. Методы исследования. Массовые открытые онлайн-курсы наряду с положительными качествами имеют и ряд отрицательных. К ним можно отнести отсутствие нормативной базы, регулирующей образовательный контент. В связи с отсутствием универсальных методических рекомендаций, постоянной комиссии, в том числе и аккредитации, способной объективно оценить информативность и достоверность курса могут возникать проблемы, касающиеся недостоверной информации и несоответствия уровню знаний учащихся. Наиболее известные провайдеры онлайн-курсов, такие как Coursera, edX и Stepik[26], разработали собственные системы отбора курсов и контента. Администрация данных сервисов предъявляет множество требований не только к организации, структуре курса и качеству контента, но и к манере проведения занятий лектором, оценке его внешнего вида, жестикуляции и правильности речи. Возросший интерес к массовым открытым онлайн-курсам в 2020 году в связи с пандемией повлек за собой не только приток новых слушателей, но и новых лекторов. Все больше образовательных организаций по всему миру занялись не только разработкой собственных курсов на существующих площадках, но и созданием собственных платформ. В связи с этим необходимо рассмотреть положительные и отрицательные аспекты этого вопроса. К положительной стороне можно отнести качественный образовательный контент, разработкой которого занимаются преподаватели высокой квалификации. Такой подход позволяет слушателю углубиться в изучаемую дисциплину и самостоятельно выстраивать свою образовательную траекторию. У студента расширяются возможность для формирования собственного учебного пространства, тем самым он может самостоятельно адаптировать учебный процесс, чтобы удовлетворить свои образовательные потребности. Еще один плюс данной технологии - снижение аудиторной занятости педагогов, что позволит уделить больше времени созданию качественного контента. В то же время существуют и отрицательные стороны внедрения массовых курсов в учебную деятельность. Часть слушателей не оканчивают выбранный курс, также сложно полноценно внедрить онлайн-курсы в образовательный процесс в связи с тем, что расписание обучающихся, включающее очные занятия, не предполагают свободного времени для добавления в расписание онлайн-курсов. Другая нерешенная проблема - это аттестация слушателей курса и получение зачетов. Результаты и обсуждение. Наибольшую эффективность массовые открытые онлайн-курсы могут достичь, используя технологии адаптивного обучения. Данная технология предполагает дифференцированный подход к учебному материалу курса: слушатели курса сами выбирают наполнение из предложенных модулей, но при этом не могут продолжить движение по курсу, если не были выполнены контрольные задания. Эффективность онлайн-курса зависит от уровня интереса слушателей к продолжению обучения [4]. Для выявления приоритетных направлений, которые будут интересны студентам, возможно использование тестирования. В таком случае при выявлении наиболее актуальных тем внимание слушателей будет максимально сконцентрировано на прохождении курса. Мотивация к обучению может изменяться в зависимости от различных обстоятельств, например, можно выделить однообразность используемых методов и форм подачи материала. Во избежание потери интереса у студента к выбранному курсу имеет смысл использование тестов на всем его протяжении. В таком случае курс будет адаптироваться под изменяющиеся интересы слушателя и сохранять актуальность на протяжении всего обучения. Усвоение материала является следующим фактором, который необходимо учитывать при подобной форме выстраивания образовательного процесса. Для эффективного усвоения материала обучающимися целесообразно использовать различные формы заданий, что также является необходимым для создания адаптивного массового онлайн-курса. Данный подход использовался при разработке адаптивного массового открытого онлайн-курса в рамках обучения технологиям искусственных сетей. Предлагаемый курс состоит из нескольких разделов, которые предполагают адаптивный подход к каждому их них и содержат обширный банк заданий. Первый раздел «Введение» начинается с тестирования, содержащего вопросы, направленные на выявление интересов слушателя. Согласно результатам входного тестирования в соответствии с уровнем знаний будут подобраны задания с наиболее эффективными формами работы. Данный раздел также содержит несколько вводных тем: «Методические основы нейронных сетей» и «Основные направления искусственного интеллекта». Первая тема содержит основную информацию по нейронным сетям: объект, предмет, цель и задачи нейронных сетей[27] (см., например, [5-11]. Также освещаются некоторые исторические предпосылки возникновения данной области. По завершении изучения темы предлагается пройти тестирование, которое позволит выявить степень усвояемости материала. Если слушатель не проходит тест, ему предлагается вновь ознакомиться с основными моментами темы и пройти тест снова. В случае успеха студент переходит к следующей теме. Вторая тема раздела содержит основные направления развития искусственных нейронных сетей и возможности для их применения. По аналогии с первой темой в конце предлагается контроль знаний. Все последующие темы выстраиваются аналогично и содержат обширный банк заданий. Второй раздел направлен на ознакомление с основными понятиями, необходимыми для работы с искусственными нейронными сетями. Третий раздел связан со структурой нейронных сетей и способами их создания. Четвертый раздел содержит набор задач, для решения которых требуются базовые знания и умения работы с нейронными сетями. Пятый раздел посвящен углубленному изучению искусственных нейронных сетей: модели нейронных сетей, модель формирования нейрона, архитектура нейронных сетей, перцептроны, модель Хопфилда, модель Кохоненна, модель Гроссберга - Карпентера. Также рассматриваются задачи, решаемые при помощи нейронных сетей. Последний раздел курса содержит итоговый контроль, сочетающий в себе не только тестовые задания, но и задания, направленные на оценку сформированности практических навыков слушателя курса. Такой подход к организации курса позволит достоверно измерить знания обучающегося, а студенты смогут сохранить мотивацию к изучению на протяжении всего курса. Заключение. Адаптивное обучение имеет ряд преимуществ, подтвержденных на практике. Использование данной технологии в рамках массовых открытых онлайн-курсов позволит повысить их эффективность и востребованность.

About the authors

Dmitry V. Bordachev

Author for correspondence.
Email: me@privetdmitry.ru

postgraduate student of the Institute of Digital Education

References

Supplementary files