Сайт Информационных Технологий Оренталь.ру - купить туалетную воду в москве.

Каталог >> ИИ >> Искусственный или естественный язык общения в АОС

Г.В.Петрова, И.А.Семёнов

Искусственный или естественный язык общения в АОС

  • Введение
  • Адаптивные АОС
  • Каким быть диалогу
  • Фразеологизмы, как одна из форм неопределённости в человеческой речи
  • Проблемы семантической структуры слова
  • Языки общения и управления
  • Заключение
  • Литература

  • В стремлении к обучению мы день за днём что-то приобретаем.
    Лао-Цзы

    Введение

    За последние столетия накопилось огромное количество знаний, а за последние десятилетия наблюдается существенное увеличение их объёмов, что приводит в свою очередь к увеличению сложности их изложения в учебных заведениях. При этом в последних наблюдается недостаток высококвалифицированных преподавательских кадров. Большие трудности часто возникают при оперативной подготовке, изготовлении и распространении учебных пособий различных видов. Указанные факторы негативно сказываются на качестве подготовки обучаемых. В связи с этим большое внимание уделяется применению прогрессивных методов обучения с использованием революционных информационных технологий.

    Программы предназначенные для передачи обучаемому знаний и для оценки текущего его уровня знаний относительно уровня знаний некоего эталона (за эталон могут быть взяты знания преподавателя), получили название “Автоматизированные обучающие системы” (АОС).

    Место АОС уже давно показано в современной системе образования. Также показано и то, что их внедрение не направлено на подмену человека-педагога или традиционных учебных пособий, а, напротив, призвано заполнять и расширять их возможности. Так Н.А. Бердяев говорил: “ … мои способности обнаруживались лишь тогда, когда умственный процесс шёл от меня, когда я был в активном состоянии и творческом состоянии, и я не мог обнаружить способностей, когда нужно было пассивное усвоение и запоминание, когда процесс шёл извне ко мне”. Таким образом, пассивно, без желания ознакомиться с изучаемыми материалами, эффекта обнаружения способностей не будет. И “бездушный” компьютер с АОС в этом плане не помощник, а вот “человек эмоциональный” понимающий природу подобных себе может привлечь к предмету искреннюю заинтересованность, если он конечно человек понимающий суть проблемы обучения, а не только преподаваемого материала.

    Процесс создания сценария будущей АОС преподавателем – процесс творческий и потому должен быть освобождён от всяческих рутинных операций для максимальной сосредоточенности на элементах и отношениях предметной области. Этот процесс представляет собой не что иное, как приобретение знаний у эксперта-преподавателя, являющегося дважды экспертом: в профессиональной области и в области педагогики.

    Адаптивные АОС

    В настоящее время эксплуатируются АОС, построенные на различных технических и программных средствах, и продолжается поиск новых принципов и методов их конструирования.

    В зависимости от характера учебных занятий, на обеспечение которых ориентирована АОС, принято выделять следующие системы: лекторские, ассистентские, репетиторские [3] и справочно-консультирующие системы. Каждый класс систем этого ряда отличается способом представления предмета обучения и формой обучения, которые имитируют подобную деятельность преподавателя.

    Лекторская система представляет традиционную АОС и имитирует лекционную форму обучения, предоставляя обучаемому знания о предметной области, объединённые на основе жёсткого плана. Контроль основывается на тестировании обучаемых путём сравнения ответов с заранее подготовленными эталонами.

    Ассистентская создаёт благоприятную среду обучения, когда учебный материал о предметной области отсутствует, путём предоставления необходимой информации в виде сообщений – ссылок на бумажные материалы или другие информационные системы.

    Репетиторская должна приближаться к интеллектуальной АОС. При этом обучение ведётся индивидуально, с наибольшей адаптацией к обучаемому.

    Справочно-консультирующая система предназначена для выдач справок и консультаций по конкретно сформулированным вопросам, как правило, конкретной предметной области.

    Каждая из приведённых видов обучающих систем имеет специфические недостатки. Кроме того существуют недостатки общие для всех видов АОС:

    1. ориентация на узкий круг задач;
    2. потребность многих обучающих систем в специализированных технических средствах;
    3. замкнутость обучающих систем;
    4. как правило, АОС в недостаточной мере способны адаптироваться к индивидуальным потребностям и возможностям отдельных обучаемых.

    Развитие обучаемых систем в направлении устранения отмеченных недостатков возможно путём придания им свойств адаптации к целям и условиям обучения.

    Адаптация имеет ряд аспектов:

    1. приспособление к текущим потребностям конкретного обучаемого;
    2. приспособление к текущему состоянию обучаемого;
    3. приспособление к выбранной для изучения проблемной области;
    4. приспособление к решаемой задачи.

    Использование адаптивных систем должно позволить передачу обучаемому опыта и навыков преподавателя. Этот личный опыт проявляется также и в поясняющей информации, которая легко структурируется и детализируется относительно конструктов преподавателя. Индивидуализация обучения для каждого обучающегося должна быть заложена в самой сути метода и заключатся в том, что каждый обучаемый может в соответствии с той стратегией, которую он считает целесообразной, использовать те или иные конструкты. Система не должна навязывать ему своей стратегии и так преодолевается одно из “узких мест” современных адаптивных АОС.

    Человек склонен к эвристическому обучению. Поэтому подобные системы должны обладать хотя бы в зачаточном состоянии “самосознанием”, и таким образом они способны управлять своим поведением, автоматически расширяя свой запас эвристических правил, запоминая новые правила и применяя их к самим себе.

    Каким быть диалогу

    Где начинается сознание, там начинается и диалог.
    Бахтин М. М. Проблемы поэтики Достоевского. М., 1979.

    Обеспечение диалогового взаимодействия обучающегося и компьютера является необходимой предпосылкой эффективного применения АОС. Однако, как показывает опыт, в большинстве обучающих систем такое взаимодействие организовано отнюдь не лучшим образом и обусловлено это не только ограниченными возможностями компьютера, но и тем, что диалог строится с нарушением принципов построения диалога.

    Возникает банальный вопрос о том, каким же быть диалогу обучаемого с компьютером? К сожалению единственного мнения по этому вопросу нет. Многие считают, что следует как можно более его приблизить к диалогу обучаемого с преподавателем и по средствам общения и по способу организации. В пользу данного подхода приводят обычно следующие доводы: такое общение удобно, поскольку оно свободно от ограничений искусственного языка, доступно, поскольку не требует специального обучения, наконец, по своей выразительности приближается к человеческому общению. Кроме того, оно в наибольшей мере обладает педагогической направленностью, позволяющей эффективно достигнуть основные цели обучения.

    Признавая необходимость строить общение с учётом основных психологических принципов, тем не менее нельзя согласиться с предложенным подходом, и способы общения обучаемого с преподавателем нельзя механически переносить на общение обучаемого с компьютером. Преподаватель, как известно, является центральной фигурой учебного процесса, фактически он осуществляет управление диалогом, даже в том случае, если тот инициируется обучающимся. Преподаватель обеспечивает вхождение обучаемого в диалог и регулирует выход из него. В диалоговом взаимодействии с компьютером право выхода из диалога должно оставаться не за компьютером, а за обучающимся (одно из важнейших требований к диалогу состоит в том, что компьютер не должен оставлять без ответа ни один вопрос обучаемого, если, разумеется, он сформулирован таким образом, что понятен ему).

    Точно также в диалоговом взаимодействии с компьютером не следует стремиться полностью копировать чисто человеческие средства общения. Учебный диалог в обычных условиях осуществляется с помощью устной речи, а диалог с компьютером преимущественно в виде текстовых сообщений, приближающихся к письменному диалогу. К тому же естественный родной язык в ряде случаев не оказывается наиболее удобным средством общения и на практике его использование в общении с компьютером приводит к тому, что значительная часть времени уходит на выяснение смысла сообщений обучаемого, т.е. на диалог о диалоге.

    В литературе термин “диалог” нередко трактуется весьма широко, и диалоговым иногда объявляется любое взаимодействие человека с компьютером. Такой подход представляется неправомерным, как и отождествление вопросно-ответного взаимодействия и диалогового. При столь расширенном толковании проблема диалога размывается. Ведь даже примитивные технические средства обучения реализуют вопросно-ответное взаимодействие. Так, например, взаимодействие обучаемого с примитивными линейными программами с небольшим размером шага, которые содержат лёгкие задания, не требующие значительного времени на выполнение, можно представить в виде цепочки вопрос-ответ-вопрос-ответ. Но вряд ли можно утверждать, что здесь реализуется диалоговое взаимодействие обучающихся с техническим устройством. Формально интерпретация диалога как чередование вопросов и ответов не раскрывает его сути и затушёвывает те проблемы, которые необходимо решить для организации полноценного диалога в условиях компьютерного обучения.

    Говорить о диалоге между обучающимся и компьютером можно в тех случаях, когда, во-первых, компьютер понимает сообщения обучаемого (при этом, естественно, предполагается, что обучаемый также понимает сообщения компьютера) и, во-вторых, когда обмен сообщениями относится к различным аспектам учебной деятельности (прежде всего к аспектам решения задачи, которую ставит компьютер либо обучающийся). Таким образом, суть диалога состоит в двунаправленности.

    Фразеологизмы, как одна из форм неопределённости в человеческой речи

    … слова не хранятся в памяти как слова, но как комплексы признаков.
    Когда слова используются, они не репродуцируются памятью,
    а скорее реконструируются из составляющих эти слова признаков.
    D. Broadbent, Perceptual and response factors in the organization
    of speech. “Disorders of Language”, London, 1964

    Естественный язык человека, в частности в научной области, обладает большой неопределённостью, что объясняется полиморфизмом и контекстно-зависимым представлением информации, а также небрежностью употребления терминов. Если первая часть этой ситуации является существенно необходимым механизмом представления информации в сложной системе, то вторая – одной из составляющих шумов в потоке информации, отражающей особенности человека, как генератора языкового описания систем, в том числе и недоступных нам для наблюдения иначе как в пределах их представимости таким описанием.

    Интерес кибернетиков к исследованию фразеологизмов обусловлен рядом причин как теоретического, так и эмпирико-прикладного характера. В последние годы ведутся интенсивные исследования проблемы диалога специалистами самых разных областей науки (лингвистами, психологами, кибернетиками и др.). Эти работы обусловлены, в частности, разработкой информационно-поисковых систем, ориентированных на работу с ЭВМ неквалифицированных пользователей в режиме естественного языка, что вызывает в свою очередь повышенный интерес к проблеме формализации естественного языка.

    В рамках перспективы создания ЭВМ следующего поколения, предполагающих общение с ЭВМ на естественном языке, возникают проблемы формализации метафор, образных сравнений, перекодировок изобразительного и понятийного языков.

    Естественный язык постепенно из средства общения, из средства производства идей превращается ещё в средство управления, например, технологическими процессами. Семантические компоненты сообщения при использовании языка как средства производства материальных ценностей применяются в операциях управления, классификации и контроля. Такой подход к естественному языку требует не только изучения его лингвистических закономерностей, но и разработки и построения многочисленных (семантических, ассоциативных, частотных, коннотативных и т.п.) словарей, формализующих и упорядочивающих лексику.

    Семантический фразеологизм представляется шагом на этом направлении, связанным в первую очередь с разработкой и апробацией методических средств построения словаря фразеологизмов.

    Фразеологизмы интересны тем, что, являясь разновидностью фольклора, несут в себе совокупный общественный опыт, отражают структуры обыденного, житейского сознания, национально-культурную специфику языка.

    Одной из особенностей фразеологизма является целостное, неаддитивное строение образующих его элементов, задающих в совокупности целостное значение. Другой особенностью фразеологизма является его метафизический, образный характер, закреплённый в понятии фразеологической идиоматичности, часто выделяемой в качестве основного признака фразеологизма. Передавая абстрактное через конкретное, отвлечённое через наглядное, осязаемое, фразеологизмы являются как бы формой рефлексии внеязыковой действительности. Они порождены потребностью в выразительных средствах коммуникации – вербального выражения чувств, эмоциональных оценок, способов эмоционального воздействия, ярких и метких характеристик человека, предметов, явлений.

    Фразеологизмы являются мощным средством сжатия сообщения. Они позволяют передать в одном изречении смысл целого текста.

    Одной из особенностей фразеологической семантики является её преимущественно субъектная направленность – направленность на характеристику человека как субъекта деятельности. “Фразеологизмы оценивают человека с точки зрения физических, психических, морально-этических, интеллектуальных качеств, характеризуют его в отношении социальной принадлежности, рода занятий, возраста и жизненного опыта, родственных связей”[7].

    Проблемы семантической структуры слова

    Значение слова в психологическом аспекте – не вещь, а процесс или, если
    брать его более широко, как психологический эквивалент “словарного
    значения”, – и вещь, и процесс, но уже никак не т о л ь к о вещь.
    А.А. Леонтьев. Психологическая структура значения.

    Проблема структуры значения как психологического или психолингвистического феномена определяется тем фактом, что значение слова – не просто изолированный заместитель денотата, а член семантической системы, и его внутренняя структура связана с его отношением к другим членам этой системы. В семантической структуре слова, в некотором смысле, отражена структура человеческого знания или какая-то часть этого знания. В частности многие исследователи анализировали взаимосвязь внутренней семантической структуры слова и системности лексики. Говоря о системной организации лексики, её отнюдь не отождествляют с собственно лингвистической, так сказать, словарной системностью; речь идёт о ассоциативных связях, в которых эти слова выступают в психике говорящего. Они не менее реальны, чем лингвистические связи, но это связи другого рода. Разного рода “семантические поля”, “семантические группы” и т.д., устанавливаются на основе сознательного сопоставления словарных значений, иррелевантных механизмам речи.

    Существуют, также, неассоциативные методики психолингвистического исследования семантических связей. Некоторые исследователи понимают семантическую структуру слова несколько по-иному. Они рассматривают те характеристики денотатов, которые релевантны для выбора определённой лексической единицы или определённой конструкции.

    Принципиальные вопросы, связанные с обоснованием правомерности и необходимости такого или иного подходов наряду с формально-лингвистическим, рассматриваются в известных работах [8].

    Языки общения и управления

    Естественно считать естественным языком язык запахов или
    свиста для некоторых систем, наблюдаемых на этих языках. [2]

    Из вышесказанного видно, что в решении вопроса, каким быть языку общения, отчётливо проявляются различные тенденции. Одна из них – стремление использовать естественный язык, другая – создание удобных для человека искусственных языков. При этом под искусственными понимаются языки, придуманные для тех или иных целей, удобные для написания алгоритмов и создания моделей того или иного класса (сюда можно отнести любой язык программирования). Под естественными языками понимается язык человека и его подмножества ограниченные по синтаксису и семантики.

    Основные доводы сторонников использования в общении с компьютером естественного языка: отсутствие необходимости специального обучения; удобство в общении, поскольку основное внимание уделяется содержательной стороне общения. Естественный язык обладает и другими достоинствами: способностью наиболее полно и тонко выражать всевозможные оттенки смысла, возможностью передавать максимум информации минимальными лексическими средствами, высокой надёжностью, возможностью глубокой лингвистической индивидуализации.

    Для решения проблемы понимания компьютером естественного языка следует обеспечить в системе учёт многих факторов, что само по себе не просто и превращает естественно-языковой процессор в крайне сложную и громоздкую подсистему.

    Необходимо учитывать, что наряду с преимуществами в осуществлении коммуникативной функции естественный язык обладает и недостатками, к числу которых относятся многозначность слов, сложность грамматических норм, громоздкость и необозримость его конструкций, ситуативность многих конструкций, длинноты и т.д.

    Заметим, что компьютеры не обладают интеллектуальными способностями, способностями адекватно оценивать поступающие от пользователя сообщения. Соответственно это, в общем, то и вызвало появление языков программирования. Но искусственные языки создаются не только по этой причине. Опыт показывает, что в ряде случаев они являются более удобными средствами общения, чем естественные языки. Хотя с их помощью и нельзя описать определённые объекты предметной области.

    В настоящее время и в ближайшем будущем вряд ли возможно будет использовать в качестве средства общения естественный язык в полном объёме. Можно говорить лишь о некотором подмножестве естественного языка, которое характеризуется строгой предметной направленностью, обеднённой лексикой и упрощенным синтаксисом. Причём в ряде случаев эти ограничения весьма значительны и заметно затрудняют общение.

    По этой причине некоторые специалисты считают, что при общении с системой узкойориентации целесообразно использовать не ограниченный естественный язык, а специализированные формальные языки, поскольку изучить директивы легче, чем запомнить ограничения, налагаемые на естественный язык, и следовать им в ходе диалога, следить за допустимостью формулировок сообщений.

    В специализированных системах в качестве средства общения иногда используются редуцированные проблемно-ориентированные языки – рабочие языки. Они имеют четкую предметную направленность, по сравнению с естественным ограничены в лексике, синтаксисе и сфере применения.

    В рамках данного подхода, рассматривающего общение с компьютером посредством специфических языков, проведено большое число исследований, направленных на выявление основных требований к таким языкам. Рассмотрим требования к таким языкам, сформулированные специалистом по языкам программирования Б. Шнейдерманом [4]:

    1. минимум понятий, нужных для начала работы: простые операции должны быть просты;
    2. минимальный синтаксис: синтаксис должен быть даже для сложных операций;
    3. стабильность: операторы должны иметь постоянную семантику в любом контексте;
    4. гибкость: язык должен охватывать процесс мышления пользователя, чтобы обеспечить много степеней свободы в формулировании высказываний;
    5. нечувствительность: небольшое изменение в содержании сообщения должно отражаться незначительным изменением в выражении на этом языке;
    6. простота расширения и модификации: после выбора подхода реорганизация не должна представлять сложность;
    7. минимум исключений: структура языка должна быть однородна;
    8. простота обнаружения ошибок: должна быть минимизирована вероятность появления ошибок и должна быть обеспечена выдача адекватных сообщений о них;
    9. унифицированность: должен быть одинаковый синтаксис для запросов, замены, добавления и удаления данных, определений и управления защитой данных.

    Проблемам языка общения посвящено большое число исследований, однако их выводы нельзя непосредственно переносить на обучающихся. Объясняется это не только тем, что в силу возрастных возможностей они нуждаются в более доступном языке. Не меньшее значение имеет и тот факт, что область обучения охватывает значительно более разнообразные ситуации общения, чем обычные ситуации решения непрофессиональным пользователем задач с помощью компьютера. Можно условно выделить три ситуации, каждая из которых предъявляет особые требования к организации диалога и к языку общения [1].

    Первая моделирует ситуацию субъект-субъектного обучения (в рамках традиционного обучения она соответствует изложению нового материала). Основная проблема состоит в том, чтобы обеспечить понимание обучающимся текста сообщения.

    Второй тип ситуации моделирует субъект-объектную ситуацию обучения, т.е. ситуацию обучения при решении разнообразных учебных задач (например, математических, химических).

    Третий тип ситуаций наблюдается в тех случаях, когда пользователь приходит со своей задачей. Этот тип включает разнообразные ситуации, которые в значительной мере зависят от того, какие функции выполняет компьютер.

    При таком разнообразии ситуаций представляется нецелесообразным говорить о некоторых единых требованиях к языку общения.

    В настоящее время уже стало очевидно, что процесс коммуникации человека с компьютером имеет одностороннюю природу. А потому при организации общения необходимо выявить естественные для пользователя коммуникативные средства в позициях как отправления, так и получения сообщения. Нужно разработать удобные и естественные средства для человека языки общения человека с машиной и машины с человеком. В подобных системах естественно было бы разделение лингвистической и психологической естественности языка общения.

    При организации, по-видимому, для выбора языка человек-машина предпочтительнее критерий психологической естественности, тогда как язык машина-человек должен быть близок к естественному языку.

    Заключение

    Так каким же быть языку общения – искусственным или естественным? Ясно одно, что предпочтения, отдаваемые языковым или неязыковым средствам общения, а также их комбинациям должны в каждом конкретном случае базироваться на соображениях психолого-педагогической целесообразности. Последнее включает способность средств общения эффективно обеспечивать достижение поставленных целей в максимально короткий срок и в условиях психологически щадящего режима деятельности обучаемого. Так, выбор языка общения полностью зависит от задач, стоящих перед обучением, и его предметного содержания. Существуют фрагменты обучения, в которых должен моделироваться диалог на естественном языке, в других же ситуациях более эффективным оказывается искусственный язык.

    Взгляд на обучение, как на интеллектуальный эксперимент по усвоению знаний, диктует необходимость создания новых математических моделей, которые с одной стороны используют концепцию дидактики и адекватно отображают когнитивные адаптивные процессы, а с другой стороны реализуют методы построения АОС.

    Литература

    1. Машбиц Е.И., Андриевская В.В., Комиссарова Е.Ю. Диалог в обучающей системе. Киев, “Выща школа”, 1989.
    2. Ерофеев А.А., Поляков А.О. Интеллектуальные системы управления. СПб: Издательство СПбГТУ, 1999.
    3. Савохин А.В. Представление знаний в интеллектуальных системах обучения. Пенза, 1990.
    4. Шнейдерман Б. Психология программирования. Человеческие факторы в вычислительных и информационных системах. М., “Радио и связь”, 1984.
    5. Норенков Ю.И. Исследование и разработка принципов построения адаптивных обучающих систем. М., 1993.
    6. Осипов Г.С. Приобретение знаний интеллектуальными системами. М., “Наука”, 1997.
    7. Петренко В.Ф. Психосемантика сознания. Изд-во Московского университета, 1988.
    8. Леонтьев А.А. Семантическая структура слова. Психолингвистические исследования. Изд-во М., “Наука”, 1971.

    Site of Information Technologies
    Designed by  inftech@webservis.ru.