Функционирование военной организации государства (ВОГ), ее управляющей, силовой и обеспечивающей компонент, представленных элементами сложной антропогенной системы (САС) характеризуется:
- совместной деятельностью больших и разнородных организованных групп специалистов (компонент), взаимодействие которых, может осуществляться в широчайшем диапазоне условий с использованием различных форм коммуникаций и типов информации как между группами внутри организации, так и между взаимодействующими организациями (министерствами, ведомствами, предприятиями, и т. п.);
- компоненты распределенной системы могут функционировать как независимо, так и параллельно с другими компонентами;
- компоненты распределенной системы могут как сотрудничать, так и конкурировать с другими компонентами;
- компоненты САС могут быть широко распределены в пространстве, взаимодействие может быть локальным или удаленным;
- характеризуются отсутствием глобального состояния. Глобальное состояние САС не может быть точно определено.
Растущие потребности взаимодействия субъектов ВОГ определяют интенсификацию информационного обмена [1–4].
Создание условий (организационных и технологических) для обучения/подготовки управленцев государственного и военного управления (федерального/стратегического уровня), специалистов по технологиям управления, экспертов-аналитиков, специалистов по проектированию и формированию проектных команд для нужд министерств и ведомств, как показывают исследования, предполагает использование игровых систем на основе комплекса компьютерных деловых игр (КДИ) с инкрементной моделью жизненного цикла обеспечивающей возможность извлечения и аккумулирования знаний по исследуемым предметным областям и использования их в системах поддержки решения [1–4].
По технологии проектирования КДИ, на этапе целеполагания на подготовку (перепоготовку) специалистов разных категорий, участники игры должны быть сфокусированы на конкретном подмножестве видов совместной управленческой деятельности.
Это подмножество видов управленческой деятельности характеризуется следующим: обмен информации происходит в больших или маленьких группах участников игры (как правило, от двух до нескольких десятков участников), которые сотрудничают в течение относительно короткого периода времени (как правило, от нескольких часов до нескольких дней);
- обмен информации происходит в результате использования информационных технологий, с применением единообразного набора инструментов взаимодействия, поддерживающего функции взаимодействия участников, и образующих среду взаимодействия;
- обмен осуществляется как относительно небольшими блоками информации (от одного слова до нескольких параграфов), так и большими объемами (картография, видео и аудиопоток);
- различным уровнем реакции членов групп участников во время совместной деятельности (как относительно долгим, так и коротким интервалом отклика на сообщение или инструкцию (от нескольких секунд до нескольких часов);
- обмен информацией между участниками находится в сильной зависимости от ролей и сценария игры, чувствительности участников к игровому контексту;
- правдоподобностью контекстуально-зависимой информации, описывающей: взаимоотношения между членами группы участников игры и их характеристики; среду взаимодействия (техническую инфраструктуру и ее компоненты), которые все вместе образуют общее игровое пространство.
В соответствии с основными направлениями деятельности по определению спецификаций и стандартов на системы разработанных для обучения (или обучающие системы) [1–4], построенные на основе новых информационных и образовательных технологий, можно выделить следующие основные направления моделирования и стандартизации для игровых систем обучения и исследования:
- архитектура и общие требования к игровым системам;
- модели общего игрового пространства, обучающихся (группы), среды их взаимодействия (моделей области, объектов видов и задач профессиональной деятельности);
- информационно-образовательных ресурсов (учебного содержания и формы представления);
- форматы данных и метаданных (формат учебных материалов);
- технологических процессов переработки информации;
- системы управления игровой деятельностью.
Разработка открытой архитектуры является основным направлением моделирования и стандартизации, так как другие характеристики игрового комплекса и его функциональные возможности зависят от возможностей и ограничений архитектурной модели.
Сегодня, рамках этого направления, наиболее разработанной и используемой является модель архитектуры для компонентных систем компьютезированного преподавания с учетом возможностей программных приложений интеллектуальных учебных сред и интеллектуальных обучающих систем.
Стандарт на архитектуру игровых систем должен определять:
- рамки, в пределах которых описывается архитектура игровых систем;
- словарь, включая графическое представление, для описания архитектур компонентных игровых систем;
- форматы, протоколы и методы для обмена информацией среди компонентов игровых систем;
- обязательные и необязательные внешние (программируемые) интерфейсы для компонентов игровых систем;
- требования, нормы и соглашения на поведение компонентов игровых систем, внешние сервисы и средства, которые компоненты игровых систем должны использовать для установления связи и поддержки обмена информацией.
Разработка глоссария для информационных обучающих систем является важной дополнительной деятельностью в рамках данной категории моделирования, так как разработка игрового комплекса и определение требований невозможны без соглашения на используемую в этой области терминологию, которая в настоящее время является расплывчатой и частично противоречивой. В частности, для решения этой проблемы рабочей группой Р1484.3 IЕЕЕ разработан и постоянно актуализируется стандарт на глоссарий, который перечисляет и определяет термины, используемые в других стандартах, разрабатываемых комитетом по стандартизации обучающих технологий IЕЕЕ.
Центральной точкой моделирования для игровых систем является построение моделей общего игрового пространства, среды взаимодействия и участника (группы) игры и стандартизация деятельности, связанной непосредственно с ними.
Первоначальная работа по определению стандартов для указанных моделей показывает, что общая архитектура игровых систем и комплект указанных может разрабатываться параллельно.
Очевидно, что модели должны функционировать как компоненты более крупных игровых систем. Требуется спецификация архитектуры, которая определит, как другие компоненты игровых систем должны взаимодействовать с моделью учащегося. В более широкой перспективе стандарты на архитектуру игровых систем необходимы для стимулирования промышленной разработки многократно используемых программных компонентов игровых систем.
Архитектурные стандарты, которыми необходимо пользоваться для разработки игровых систем, представляют аналогичные возможности, того что архитектура брокера общих объектных запросов делает для распределенных объектных вычислений, т. е. должны быть определены руководства (требуемое и рекомендуемое) для реализации компонентов игровых систем, и выделены сервисы системы, которые будут доступны всем компонентам.
Категория моделирования и стандартизации, связанная с построением моделей обучающихся прежде всего, относится к потребности в хранении информации об учащемся на протяжении всего периода обучения (или всей жизни) для обеспечения возможности адаптации учебных материалов к конкретным потребностям или возможностям учащегося. Конечной целью моделирования данного типа является реализация индивидуального подхода к учащемуся и создание наиболее благоприятных условий для его обучения.
В рамках данного направления определяются синтаксис и семантика модели обучающегося, которая будет характеризовать его знания/способности. Стандарт модели обучающегося должен включать такие элементы, как знания, навыки, способности, стили обучения, записи и личную информацию.
Стандарт позволит представлять эти элементы на множестве уровней детализации, что позволит описать различные виды модели учащегося с учетом требований, определяемых областью, объектами, видами и задачами профессиональной деятельности, а также требований работодателя и т. д., а также учтены проблемы конфиденциальности и безопасности.
Важным аспектом моделирования взаимодействия обучающегося с системой является построение идентификаторов обучаемых (см. рабочая группа Р1484.13 IEЕЕ). Этот стандарт описывает синтаксис, семантику, кодирование, регистрацию, и аутентификацию уникальных идентификаторов обучаемых.
Существует мнение, что в качестве дополнительного стандарта, относящегося к модели учащегося, необходимо включить стандарт на системы качества для непрерывного обучения на основе информационных технологий. Данный стандарт должен быть типичным стандартом качества и сосредоточиться на ориентированных на учащегося процессах обучения на протяжении всей жизни. Он определит требуемые элементы ориентированной на учащегося системы качества, т. е. постановка цели, планирование, выполнение, наблюдение, документация, совершенствование непрерывного процесса и т. д. для непрерывного обучения. Он также представит рекомендации для различных уровней технологических возможностей, например, доступ к компьютеру, доступ к Интернет, записи об учащихся и т. д. и интероперабельности данных.
Модели курсов (учебных материалов) используются для унификации требований к их структуре, последовательности представления учебных материалов, упаковке курсов в уникальные оболочки.
В рамках этого направления разрабатывается стандарт на язык взаимообмена и определяются основные компоненты медиа данных для курсов компьютерных обучающих систем (например, видео, аудио, анимации, графика), рекомендуются существующие промышленные стандарты на форматы файлов данных для этих компонентов, определяются (или рекомендуются существующие) тексториентированные языки программирования, описывающие композицию и логическое поведение модулей КОС, а также формат взаимообмена для переноса логики, потоков и ресурсов. Основной целью стандарта является обеспечение переносимости учебных курсов между системами разработки, определение стандартных форматов на содержание, поддержка разработки систем распространения курсов, независимых от содержания.
Вторым важным направлением моделирования и стандартизации учебных материалов является определение последовательностей представления материала в рамках курса. Этот стандарт описывает язык спецификаций и среду для управления сессиями в информационных обучающих системах, т. е. системах автоматизированного преподавания, интеллектуальных учебных средах и интеллектуальных обучающих системах. Этот стандарт определит следующие элементы:
- язык спецификаций, его концептуальную модель, семантику и синтаксис;
- механизмы передачи управления и их кодирование (например, как управляются и проводятся учебные сессии);
- механизмы передачи данных и их кодирование (например, как происходит обмен оценками студентов и учебными планами);
- метод кодирования (шифрования) для хранения и передачи «программ» управления сессиями, т.е. интерактивных планов уроков.
Многие обучающие системы, построенные на основе информационных технологий, инкорпорируют механизмы для адаптации представления урока в соответствии с прогрессом учащегося. Это схема адаптации является основным признаком, который характеризует «индивидуализированное» обучение. Целью данного стандарта является обеспечение общего механизма разработки и обмена такой информацией среди пользователей, преподавателей и разработчиков курсов.
Третьей составляющей моделирования и стандартизации учебных материалов является определение упаковки содержания. Этот стандарт описывает методы упаковки содержания курсов. Под учебным содержанием обычно понимается коллекция компонентов, которые копируются, передаются, покупаются и используются как единый блок. Блоки могут объединяться в более крупные блоки. Этот стандарт описывает формат, кодирование, шифрование, среду, атрибуты и взаимодействия этого содержания. Стандарт описывает не переносимое содержание, а переносимый метод упаковки содержания.
Характер Web-обучения, передачи информации в Интернет, прав на интеллектуальную собственность и электронной коммерции мотивирует потребность в едином блоке передачи для этих обучающих систем. Этот формат упаковки позволяет компилировать не только медиа компоненты (текст, графика, аудио, видео), но также поддерживает общую упаковку метаданных, атрибутов, и дополнительных материалов – все в рамках одного блока передачи. Это также повысит качество обучения, так как пользователь или система больше не будут ответственны за сбор компонентов вместе – общий формат упаковки исключит ошибки и повысить интероперабельность.
Разработка спецификаций на метаданные это важная часть работы организаций в сфере стандартизации. Метаданные являются важной составляющей создания распределенных учебных систем, дающих возможность многократного использования учебных материалов в различных учебных организациях, быстрого и эффективного поиска учебных материалов в сети Интернет как преподавателями, так и студентами, защиты авторских прав и др.
Основным направлением в этой области является разработка стандартов на метаданные учебных объектов. Этот стандарт формализует синтаксис и семантику метаданных учебных объектов, определяемых как атрибуты, требуемые для полного и адекватного описания учебных объектов. Учебные объекты определяются как любая сущность, электронная или нет, которая может быть многократно использована или на которую можно ссылаться вовремя технологически поддерживаемого обучения. Примерами технологически поддерживаемого обучения могут служить компьютерные обучающие системы, интерактивные учебные среды, интеллектуальные автоматизированные обучающие системы, системы дистанционного обучения и коллаборативные учебные среды. Примерами учебных объектов могут служить мультимедиа содержание, учебное содержание, учебные цели, учебное программное обеспечение и инструменты разработки, а также люди, организации или события, ссылки на которые используются вовремя технологически поддерживаемого обучения. Стандарты на метаданные учебных объектов сосредоточены на определении минимального набора атрибутов, необходимых для управления, размещения и оценки этих учебных объектов. Стандарты обеспечат возможность локального расширения основных полей и типов, поля могут иметь статус обязательных или произвольных. Релевантные атрибуты учебных объектов, которые необходимо описать, включают тип объекта, автора, владельца, условия распространения и формат. Где возможно, метаданные учебных объектов могут также включать такие педагогические атрибуты, как стиль преподавания или взаимодействия, уровень класса, уровень мастерства и предварительные требования. Для каждого конкретного учебного объекта возможно иметь более одного набора метаданных. Стандарт будет поддерживать безопасность, секретность, коммерческое использование и оценивание, но только в той степени, в которой будут представлены поля метаданных для определения описательных ярлыков, связанных с этими областями. Стандарт не описывает метод реализации этих характеристик. Эти стандарты будут совмещаться, интегрироваться или ссылаться на существующие открытые стандарты и существующие работы в связанных областях.
Целью разработки стандарта является поддержка глобальной применимости и понимания обучающих технологий. В основном это касается конечных пользователей и представляет особую важность в аспекте межкультурных взаимодействий в рамках распределенных образовательных систем.
Разработка спецификаций на системы управления обучением является более сложной проблемой в том отношении, что системы управления учебной деятельностью отличаются в разных странах и разных организациях, поэтому многие из упомянутых организаций стремятся прежде всего разработать интерфейсы к уже существующим системам управления для обеспечения их совместимости с остальными компонентами обучающих систем.
Одним из направлений стандартизации является описание компьютерно управляемого обучения, чем занимается рабочая группа Р1484.11 IEЕЕ.
Этот стандарт включает описание того, что есть в курсе:
- организацию и определение последовательности индивидуальных занятий (сессий или включаемых блоков) в одном курсе;
- запуск или начало учебных блоков с помощью программного обеспечения управления курсом;
- обмен информацией между программным обеспечением, управляющим группой занятий и самими уроками;
- описание задач в курсе и их связывание с уроками и группами уроков;
- отчет об успеваемости студентов.
Отдельно описывается модель взаимодействия инструмента и агента, в рамках стандарта, разрабатываемого рабочей группой Р1484.7 IEEE. Этот стандарт применим к образовательным системам, состоящим из одного (или более) инструментов пользователя и одного (или более) обучающих агентов. Инструменты пользователя являются стандартными программными приложениями, с которыми студент работает в образовательном контексте (такими как электронные таблицы, текстовые редакторы или графические инструменты). Обучающие агенты являются модулями программного обеспечения, способными обеспечить руководство для студентов, использующих такие инструменты для достижения некоторых образовательных целей.
Стандарт описывает пути обеспечения соответствия стандарту существующих инструментов, а также извлечения преимуществ из использования стандарта новыми разрабатываемыми инструментами. В дополнение, стандарт описывает коммуникации между множественными обучающими агентами, которые могут существовать в одной учебной среде.
Основная цель стандарта заключается в определении протокола для управления взаимодействием между программным инструментом и обучающими агентами. Это позволит разработчикам учебного программного обеспечения создавать программные инструменты, совместимые в рамках определенного класса систем.
Преимущества использования стандартов не могут быть в полной мере оценены в настоящее время ввиду их незавершенности, однако Министерство Обороны США уже провело предварительное оценивание результатов проекта АDL и привело следующие оценки:
- исследования показали, что использование обучения на базе технологий АDL уменьшают стоимость обучения на 30-60%;
- сокращают время обучения на 20-40%;
- увеличивают эффективность обучения на 30%;
- увеличивают знания обучающихся и успеваемость на 10-30%;
- и повышают эффективность и производительность работы организации.
АDL также улучшает соотношение цена/эффективность, распределяя учебные компоненты с помощью сетевых технологий в физически удаленные места и создавая компьютерные модели дорогих устройств (тренажеры) для подготовки как операторов, так и обслуживающего персонала.
Таким образом, очевидно, что разработка надежных объектно-ориентированных и платформенно-нейтральных игровых систем для он-лайн и оф-лайн обучения стала целесообразной и осуществимой.
Стандартизация и унификация архитектурных компонентов игровых систем позволит обеспечить их высокую информационную эффективность и уменьшить трудоемкость их проектирования и разработки.
Список источников:
1. Злобин С.М. Архитектурный подход к реализации политики информационного взаимодействия // Сб. мат. науч. семинара «Проблемы научно-методического обеспечения межведомственного взаимодействия при решении обеспечения задач безопасности и обороны Российской Федерации». – М.: ВАГШ ВС РФ, 2017. – С. 58–74.
2. Научно-методические основы функционирования и развития сложных антропогенных и организационных систем военной организации государства: воен.-теор. труд / И.В. Соловьев, С.М. Злобин. – М.: ВАГШ ВС РФ, 2019. – 199 с.
3. Злобин С.М. Требования к информационно-технологической инфраструктуре базовой цифровой игровой платформы при создании адаптивной информационной образовательной среды Министерства обороны Российской Федерации и подходы к их реализации: материалы науч. семинара «Перспективные информационные технологии в системе подготовки должностных лиц органов исполнительной власти, участвующих в решении задач обеспечения безопасности и обороны РФ». – М.: ВАГШ ВС РФ, 2019. – С. 34–47.
4. Методология построения информационных систем военного назначения (в 2-х книгах). Кн. 1. Проектирование информационных систем военного назначения: учеб. пособие / С.М. Злобин, А.В. Шестихин, Г.А. Николаев / под. ред. проф. Соловьева И.В. – М.: ВАГШ ВС РФ, 2019. – 201 с.