SISTEMELE EXPERT, UN NOU CADRU PENTRU ORGANIZAREA CONŢINUTURILOR ÎNVĂŢĂMÂNTULUI ŞI EDUCAŢIEI

 

 

 

Daniela Jeder   &   Sorin Jeder

 

 

 

 

Lumea contemporană prezintă societăţi de tip informaţional care se impun prin tehnologii cu grad mare de complexitate, care au impact asupra mediului cultural şi educaţional prin oferta de posibilităţi de extindere a surselor de cunoaştere.

 

Educaţia este azi dependentă, într-o oarecare mă-sură, de tehnologia modernă, iar formarea capacităţii elevilor de a obţine, de a procesa informaţia devine din ce în ce mai mult un obiectiv fundamental în ceea ce priveş-te adaptarea la cerinţele mediului social.

“Tehnicile moderne, folosite ca instrumente în educarea copiilor şi adolescenţilor, oferă ocazia nemai-întâlnită de a satisface o cerere tot mai răspândită şi mai diversificată, păstrând în acelaşi timp nivelul calitativ. Posibilităţile pe care le oferă noile tehnici, împreună cu avantajele existente în procesul de predare, se dovedesc uriaşe. De exemplu, componentele şi sistemele multime-dia fac posibilă proiectarea traseelor de educaţie individuală pe care fiecare elev le poate parcurge în propriul său ritm; în acelaşi timp, ele mijlocesc şi activitatea de organizare a procesului de acumulare a cunoştinţelor, eliminând greutăţile pe care le întâmpină profesorii la clasele de elevi cu capacităţi de asimilare diferite”.  [i]

 

Trebuie recunoscut faptul că inteligenţa artificială  este un domeniu ce atrage din ce în ce mai mult atenţia specialiştilor, inclusiv din sfera  educaţiei şi că profesorii au nevoie să fie iniţiaţi şi formaţi pe această  dimensiune.

Profesorul rămâne cel care are “capacitatea de a învăţa, de a înţelege, a şti, din experienţă şi de a se descurca în situaţii vechi şi noi”, cel care are capacitatea de ”a colecta informaţia, de a efectua prelucrări, de a pregăti alternative decizionale şi, în final de a lua decizii”, dar tehnologia modernă a dezvoltat sisteme inteligente care ocupă un spaţiu tot mai important şi care pot concura într-o oarecare măsură profesorul.

 

Prin astfel de tehnici şi instrumente de lucru cu elevii se poate rezolva una din marile probleme ale învăţământului, aceea a adaptării la nivelul şi ritmul de învăţare al fiecărui elev. Este cunoscut  faptul că un profesor nu poate să urmărească într-o singură oră de curs modul în care fiecare elev în parte asimilează informaţiile prezentate, maniera în care le poate interpreta sau confuziile şi dificultăţile pe care le întâmpină acesta în învăţare. Profesorul îşi adaptează activitatea unei “medii abstracte” fără posibilitatea de a lucra cu individualităţi.

De aceea, calculatorul, cu posibilităţile sale de înmagazinare a informaţiilor, de prezentare şi chiar inter-pretare, utilizat în activitatea şcolară, devine un mijloc şi o modalitate de lucru ce oferă mari avantaje pentru procesul de predare-învăţare (cum este gradul mare de autonomie a elevilor în parcurgerea  conţinuturilor).

 

Se poate spune că profesorul nu mai este singurul partener de dialog al elevului în activitatea didactică şi că, de fapt, calculatorul, prin intermediul programelor informatice la diferite discipline integrate în planul de învăţământ, poate susţine activitatea profesorului sau o poate suplini, oferind randament şi eficienţă.    

În această privinţă precizăm rolul sistemelor expert în educaţie, încercând să dăm răspunsuri câtorva întrebări: Ce este un sistem expert? Care este maniera în care funcţionează? Cum poate fi utilizat în activităţile instructive şi ce avantaje oferă?

 

Specialiştii definesc sistemele expert ca “programe concepute pentru a raţiona în scopul rezolvării problemelor pentru care în mod obişnuit se cere o expertiză umană considerabilă” sau “un sistem expert este un sistem care emulează abilitatea de a lua decizii a expertului uman. Termenul «emulează» arată faptul că sistemul este menit să acţioneze în toate privinţele ca un expert uman. Emularea este ceva mai mult decât simu-larea, care cere doar să se acţioneze prin imitarea con-diţiilor realizate”. (Edward Feigenbaum - de la Stanford University)

Alţi autori susţin că sistemele expert pot fi definite ca programe de calculator ce încearcă să încorporeze facilităţile decizionale ale expertului uman pentru a rezolva o sarcină privită în general ca necesitând un anumit grad de expertiză umană, sunt ”programe de inteligenţă artificială sau maşini bazate pe cunoaştere de nivel înalt, comparabilă cu a celor mai competenţi specialişti dintr-un domeniu aplicativ şi în care (aceste programe) pot realiza performanţe de gândire şi intuiţie similare experţilor umani”.[ii]

            Autorii realizează o analogie între sistemul uman şi sistemul expert:[iii] sistemele expert, având ca element fundamental raţionamentul artificial ce se caracterizează prin utilizarea tehnicilor euristice.

Ca şi profesorul, sistemul expert deţine o bază de cunoştinţe în domeniul problemei (tema de studiu respectivă), cu specificarea că aceste informaţii sunt preluate de la experţi umani şi descriu situaţii evidente, fapte reale sau ipotetice, euristici, etc.

Dacă în cazul expertului uman, (al profesorului) aceste cunoştinţe, fapte şi cazuri specifice domeniului sunt prelucrate prin intermediul gândirii (au loc analize, sinteze, comparaţii, generalizări, conexiuni ale datelor, etc.), în cazul sistemului expert vorbim de mecanisme inferenţiale generale care prelucrează cunoştinţele prin apel la raţionamente artificiale dintre cele mai diverse (inducţia, deducţia, abducţia) .

Ca şi profesorul, care caută soluţii situaţiilor problemă cu care se confruntă, sistemul expert apelează la aceste raţionamente pentru a rezolva situaţii cu grad diferit de dificultate şi, asemenea expertului uman, oferă elevilor sau utilizatorilor liste, grafice, texte şi rapoarte listate sau afişate pe ecran, punând astfel diagnostice, oferind soluţii şi sfaturi, formulând concluzii, dând explicaţii şi prezentând planuri de acţiune, toate cu rolul de susţinere a activităţii de învăţare.

Dacă prezenţa profesorului în clasă presupune o comunicare directă, naturală cu elevii, în activitatea cu sistemele expert este nevoie de aşa numita “interfaţă de dialog” care dă posibilitatea celor ce se instruiesc să aibă acces la faptele şi cunoştinţele din bază, să dialogheze cu ceilalţi participanţi la instruire, iar în final să-şi evalueze nivelul achiziţiilor: cunoştinţe, deprinderi, etc.

Folosind tehnologii de realitate virtuală la realiza-rea interfeţei de dialog, sistemul expert poate prezenta în faţa elevilor un profesor virtual care dialoghează cu aceştia, le prezintă conţinuturi, le ghidează activitatea sau îi evaluează.

Dacă în cazul instruirii asistate de calculator de tip tradiţional programele sunt mai simple (adică se prezintă problema sau întrebarea şi elevul răspunde), în cazul sistemelor expert, în funcţie de complexitatea programelor, se poate purta un dialog între elev şi computer, realizându-se o instruire interactivă. 

Acest “dialog tutorial ideal” se caracterizează (conform lui Cerri St. A. în Conceptual modelling sysrems for the design of tutorial dialogues) prin:

            - limbajul folosit de ambii participanţi este unul natural (cum ar fi engleza) şi nu există nici o precondiţie ca unul dintre participanţi să fie restricţionat să dea răspunsuri scurte (de un singur cuvânt);

            - ambii participanţi pot pune întrebări în orice moment;

            - întrebările puse pot necesita unele calcule sau raţionament înainte de a se putea da un răspuns rezonabil;

            - subiectul de conversaţie poate fi schimbat la iniţiativa fiecăruia dintre participanţi (deşi sunt instituite câteva convenţii subtile în această privinţă)

            - este vorbit (sau cel puţin va fi vorbit într-un viitor previzibil).

 

Iată că, după modelul utilizat de profesor în predare, sistemele expert pot realiza, în mare, aceleaşi acţiuni: de transmitere şi de comunicare de informaţii, de explicare, de rezolvare şi soluţionare a problemelor, de corectare şi ameliorare, de călăuzire şi îndrumare a activităţi de învăţare a elevilor.

 

            Dintre caracteristicile fundamentale ale sistemelor expert putem enumera:

            - sistemul expert poate oferi, la cerere, informaţii asupra propriilor raţionamente, justificându-le, arătând de ce a ales o anume ipoteză sau variantă;

            - pe baza expertizei obţinută de la experţi, sistemul expert poate reconstitui raţionamentul uman;

            - se limitează la un domeniu particular numit domeniul problemei;

            - poate judeca cu date nesigure, vagi, proba-bilistice;

            - este extensibil, adică este programat să crească şi poate fi ameliorat continuu;

            - se bazează pe reguli;

            - are capacitatea de a învăţa, se adaptează sau se automodifică;

            - ca nivel de realizare informatică, se bazează pe diferenţa dintre bazele de cunoştinţe şi programul care o tratează, deci cunoaşterea este separată de motorul de inferenţe;

            - poate oferi sfaturi, recomandări, soluţii, poate da informaţii despre situaţia şi cauzele unor fenomene pe baza cunoaşterii incerte;

            - capacitatea de a-şi schimba modalitatea de predare în funcţie de comportamentul elevului defineşte de fapt inteligenţa sistemului.

 

Toate aceste caracteristici sunt indicii valoroase despre importanţa utilizării sistemelor expert în activi-tatea didactică. Ele pun un diagnostic în legătură cu ni-velul pregătirii elevilor, realizează instruirea  şi moti-vează elevii pentru activitatea, de cunoaştere şi desco-perire, de învăţare în general, ceea ce de altfel urmăreşte şi profesorul în clasă.   

Plecând de la aceste observaţii, putem spune că „ într-o societate informaţională, profesorii nu mai pot fi consideraţi singurii depozitari ai cunoştinţelor pe care trebuie să le transmită generaţiei mai tinere. Ei devin un fel de parteneri asociaţi ai unui fond colectiv al cunoaşterii umane, pe care îl organizează aşa cum cred de cuviinţă, plasându-se cu fermitate în avangarda schim-bării. De aceea este necesar ca pregătirea iniţială a pro-fesorilor, ba chiar şi instruirea lor pe parcursul serviciului să-i facă să stăpânească într-adevăr aceste noi instru-mente didactice”.[iv]

Dacă ţările avansate deţin multiple programe de informatizare a învăţământului, la noi e nevoie ca specialiştii să creeze pachete de programe pentru anumite niveluri şi cicluri de învăţământ, în conformitate cu cerinţele şi nevoile actuale şi cele viitoare ale populaţiei şcolare româneşti. În acest sens ”se remarcă tendinţa de abordare integrată a acestei problematici, într-o viziune integrativ curriculară, ca modalitate optimă pentru asigurarea continuum-ului formare permanentă (cadre didactice şi elevi) – achiziţionare de NTIC (Noile Tehnologii Informaţionale şi Comunicaţionale) – elaborare şi dezvoltare de software didactic – cercetare pedagogică şi inovare.” [v]

 

 

 

Note