Высшее и профессиональное образование: опыт, проблемы, перспективы

Попов С.В. Анализ семантики обучающего дистанционного диалога

Оригинaл материала размещен в выпуске № 06 (08) https://f.almanah.su/08.pdf


Введение. При подготовке квалифицированных IT-специалистов открываются новые возможности, если обратить внимание на обучающихся дистанционно студентов с ограничениями возможности здоровья (ОВЗ). Однако, по объективным причинам они требуют поддержки со стороны образовательного учреждения, что выражается в соответствующей методике обучения, и выборе адекватных технических средств донесения учебного материала. Именно о технических средствам, облегчающих взаимодействие студентов и преподавателей, пойдет речь в настоящей статье.
Естественно, что первым напрашивается решение (речевой корректор), которое, корректировало бы речь студента до приемлемого уровня и транслировало преподавателю [1, 2]. Однако, получаемые в этом случае решения не применимы для наших целей, т.к. распознавание слов по буквам или слогам невозможно для студентов с существенными нарушениями речи. Тут можно говорить только о составлении словаря шаблонов реплик, как символов для обозначения воспринимаемых слушателем словосочетаний, и о семантическом анализе в рамках известного контекста.
Это навело автора на мысль для поддержки студента со значительным нарушением речи в обучающем диалоге создать иной инструмент - Генератор текстов. Последний не имеет голосового ввода, взамен предоставляя студенту набор реплик и вопросов из динамически формируемого контекста. Основная цель Генератора состоит в объективизации диалога, т.е. подборе реплик и вопросов, уточняющих предмет диалога. Поэтому Генератор не содержит все мыслимые реплики и вопросы, но лишь те, которые переводят субъективные представления студента в максимально приближенные к ним по смыслу реплики. Для Генератора выполняются два требования: полнота совокупности шаблонов реплик и вопросов, обеспечивающей поддержку диалога, и высокая скорость доступа к ним для минимизации задержки между репликами преподавателя и студента.
В этой статье мы активно будем использовать термин контекст, что требует уточнения его семантики, т.к. сам термин весьма многоплановый. Дать формальное определение контекста невозможно, но мы уточним его настолько, чтобы в дальнейших рассуждениях не возникало недопонимания. Говоря о контексте, мы, в первую очередь, подразумеваем некоторую предметную область (ПО), которая характеризуется определенным словарем терминов, суждений, высказываний и вопросов. В нашем случае ПО служит обучающий дистанционный диалог, и в статье представляется разложение общего контекста диалога на ряд более мелких, имеющих непосредственное отношение к объектам, субъектам и предмету диалога. Таким образом, общий контекст трактуется как описание ПО, именно он создает общее представление о ПО. Это контекст, так сказать, для внутреннего употребления субъектом диалога - его носителем. Разлагая общий контекст обучающего диалога на составные, более мелкие, мы представляем каждый из них множеством текстов - их полными характеристиками. Таким образом, глобальный контекст представляется частично-упорядоченной совокупностью контекстов, образующих его полное покрытие.
В результате приходим к семантическому формированию контекста в интересах быстрого доступа к словарным шаблонам. С технической точки зрения напрашивается идея иерархического упорядочения контекстов, что позволяет переходить от широкого контекста к его частному случаю. Пример: Погода ® Погода в новогоднюю ночь ® Плохая погода ® Дождь со снегом. Уточняя далее, приходим к способу формирования контекстов: это динамическая структура, основанная на принципах построения диалога.
Цель статьи. Целью статьи является анализ контекстов обучающего дистанционного диалога, для последующего формирования реплик студентов.
Структура контекстов диалога. В диалоге двух субъектов присутствует несколько субъективных образов, которые выступают как источниками, так и приемниками информации [3]. Поняв это, удается получить семантическое формирование контекста на основании схемы диалога, делающей доступ к текстовым шаблонам интуитивно понятным. По сути, неважно, кто произносит реплику – сам студент или компьютер по выбранному шаблону. Когда реплика адекватная и подбирается быстро, то воспринимается естественно и не требует уточнения. В результате имеем быстро достижимый словарь реплик и вопросов. Основная трудность его формирования состоит в обеспечении полноты, чтобы каждое интуитивное образование в сознании студента, возникающее в диалоге, адекватно воплощалось в виде текстового шаблона. Это определяется путем анализа структуры контекстов, приводящего к инструменту формирования текстовых шаблонов.
Диалог является специфическим видом деятельности, в которой, на первый взгляд, участвуют два субъекта, обменивающиеся репликами. Однако при внимательном рассмотрении очевидно присутствие ряда аспектов, каждый из которых выделяет достаточно широкий контекст. Именно в них, как составляющих общего контекста, группируются соответствующие реплики и вопросы. Затем эти частичные контексты, в свою очередь подвергаются анализу, порождая в конечном итоге достаточно узкие (базисные) контексты. И уже базисные контексты характеризуются окончательными наборами шаблонов реплик и вопросов. Шаблоны – это не сами реплики и вопросы, но лишь конструкции, позволяющие формировать озвучиваемые тексты. Как видно имеется определенная последовательность действий, приводящая от интуитивного образования субъекта диалога к озвучиваемому тексту. Задача Генератора состоит в том, чтобы скорость формирования адекватной реплики была существенно (более, чем на порядок) выше, чем набор этой реплики на клавиатуре.
Рассмотрим методику формирования контекстов, начиная от общего контекста, определяемого термином учебный диалог.
1.       Рассматриваемая деятельность (учебный диалог) характеризуется следующими атрибутами: занятие (имеется в виду конкретный учебный процесс со всеми его характеристиками), объект деятельности – знания, субъекты деятельности – студент и преподаватель. Ниже рассмотрим их все, однако, исходя из экономии места, сделаем это конспективно, описывая лишь основные идеи формирования контекстов.
2.       Чтобы охарактеризовать занятие необходимо уточнить какое это занятие, когда проходит, где проходит и в каком состоянии находится. Семантика слова занятие весьма обширна. Поэтому, пытаясь охарактеризовать какое это занятие, надо уточнить, что это либо лекция, семинар, лабораторная работа, контрольная работа, самостоятельное занятие, домашнее занятие, либо пример, упражнение, домашнее задание, классное задание, контрольное задание, самостоятельное задание, лабораторная работа. В результате налицо два контекста: занятие как текущая деятельность и занятие как задание, которое необходимо выполнить для получения искомого результата. Так, термин лабораторная работа понимается как определенное время, отведенное для выполнения практического задания, так и само практическое задание, которое надо выполнить для получения искомого результата. То же касается остальных характеристик, они понимаются также – это либо деятельность во времени, либо деятельность, подразумевающая искомый результат.
3.       Временной атрибут термина занятие подразумевает либо моментальное время (как точка на временной оси), либо как временной интервал. Это следует из семантики термина время, которая включает как момент времени, так и временной интервал. Дальнейшее уточнение этих контекстов связано с различными временными единицами, которые используются в диалоге: минуты, часы, дни, сутки и пр. На деталях мы не останавливаемся, дабы избежать излишне громоздкого изложения.
4.       Каждое занятие характеризуется собственной средой. Применительно к дистанционному обучающему диалогу – это технические средства и место занятия, которое определяется техническими средствами. В данном случае технические средства являются существенной характеристикой среды, т.к. дистанционный диалог подразумевает их активное использование субъектами диалога. Технические средства – это программное обеспечение, используемое для поддержания общения субъектов диалога. Место занятия, как правило, это виртуальная аудитория, группа в Skype, сеанс в TeamViewer или Интернет-ресурс.
5.       Наиболее объемным атрибутом занятия является его состояние, подразумевая: прошлое, текущее и будущее состояния, а также итог. В обучающем диалоге постоянно происходит отсылка к занятию: свершившемуся, текущему или тому, которое должно быть. Естественно, это разные контексты, определяемые разными характеристиками занятия. Искомый итог – это, как правило, то, ради чего занятие проводится. Это может быть: решение упражнения или примера, заполненная таблица или запрос базы данных, схема локальной сети и т.п. И у студента не должно быть ограничений в генерировании реплик, касающихся итога занятий, т.к. это один из основных показателей его деятельности как обучаемого.
6.       Объектом деятельности в обучающем диалоге являются знания, которые суть объективные и субъективные. Объективные знания – это те, которые передаются преподавателем, субъективные – усваиваемые студентом. С каждой из этих характеристик связан свой контекст. Понятно, что контексты терминов объективные и субъективные знания совпадают лишь частично. Степень совпадения определяется способностью студента воспринимать излагаемый материал и адекватно его усваивать. Если студент внимателен и понимает объяснения преподавателя, то степень усвоения им знаний выше, т.е. его субъективные знания имеют большее пересечение с объективными. Если студент плохо усваивает материал, то субъективные знания имеют малое пересечение с объективными, такой студент, скорее всего, неуспевающий.
7.       Однако, оба контекста, определяемые обоими типами знаний, достаточно обширны и их надо уточнить, иначе число текстовых шаблонов для них, будет слишком большим, что повлечет увеличение времени выбора реплики или вопроса. Для уточнения контекстов в Генераторе используются т.н. каналы, к описанию которых мы приступаем. Дальнейшее изложение относится как субъективным, так и объективным знаниям.
8. В рамках одного контекста, определяемого терминами субъективные или субъективные знания, можно выделить некоторые цели, которые хочет достичь субъект во время диалога. Для их описания воспользуемся классификацией сознательных функций (по аналогии с сознательными функциями К.Г. Юнга [4]), которые описывают отношение субъекта к восприятию и передаче информации. Поэтому каждый контекст, имеющий отношение к субъективным и объективным знаниям, представим в виде совокупности четырех компонентов: общий, ментальный, чувствующий, ощущающий. Их удобно трактовать как каналы, по которым субъект получает извне и транслирует вовне информацию определенного типа, для каждого канала свой тип. В диалоге каждый из них используется для достижения определенных целей. Переключение между каналами происходит волевым усилием, позволяя субъекту транслировать или воспринимать лишь определенную информацию. Представленные каналы обладают полнотой в следующем смысле: исследуемые контексты раскладываются на контексты, непосредственно связанные с этими каналами. Иными словами, вся суждения контекстов субъективных и объективных знаний могут быть отнесены к одному из четырех контекстов, соответствующих перечисленным каналам.
Поясним, что происходит при их использовании.
8.1. Внешний канал – представляет контекст, во-первых, по его восприятию субъектом имеющий сходство с целостным визуальным образом, а во-вторых, сам воспринимающий только целостные образы наподобие визуальных.
Пример. Внешний образ преподавателя может восстанавливаться либо по фото или видео, либо формироваться при восприятии его голоса, интонации, тембра, других особенной речи. Он может быть молодым или пожилым, серьезным или шутливым, молчаливым или разговорчивым и т.п. В любом случае, когда студент обращается к преподавателю, он имеет собственные представления о нем. Он в той или иной степени визуализирует его образ, наполняя его собственными впечатлениями. Визуализация не объективна, но достаточна, чтобы выстраивать с преподавателем определенные отношения.
Пример. Внешний контекст субъективных знаний определяется представлением студента о месте этих знаний в общей системе уже имеющихся его знаний, их отношение к тому, что уже известно и к тому, как эти знания будут востребованы в последующем. Внешний контекст объективных знаний понимает их как целостное образование, без акцента на детали.
8.2. Ментальный канал – характеризуется формально-логическими конструкциями и причинно-следственными связями. Поэтому соответствующий ему контекст формируется за счет сознательных конструкций, в нем не представлены эмоциональные компоненты.
Пример. Если студент выстраивает с преподавателем формальные взаимоотношения, лишенные личностного оттенка, то чаще используется именно ментальный канал взаимодействия. В этом случае общение лишено двусмысленности, т.к. базируется на формально-логических принципах. С другой стороны, если студент проявляется не только ментально, но использует еще и эмоции, то фигура преподавателя получается живой, обладающей более разнообразным поведением. Однако в этом случае есть опасность быть неправильно понятым, т.к. создаваемый образ – двусмысленный, существенно зависящий от эмоций.
Пример. Ментальный канал субъективных знаний представляется формально-логическими конструкциями, которые студент может продемонстрировать в части усвоенных им знаний и навыков. Эти закономерности могут быть неправильными, что влечет вопросы с целью прояснить ошибки или объяснить еще раз, как правильно рассуждать в данном конкретном случае. В общем случае ментальный канал отвечает за формально-логические взаимоотношения в рамках контекстов, независимо от их происхождения. С точки зрения объективизации обучающего диалога этот канал наиболее продуктивен, т.к. максимально объективизирует содержание контекста, создавая формально-логический скелет.
8.3. Чувствующий канал – создает контекст, определяемый переживаниями, эмоциями субъекта, когда он воспринимает нечто эмоционально, пытаясь разрешить ситуацию с помощью чувственных критериев: нравится – не нравится, хорошо - плохо, красиво – не красиво и пр. В обучающем диалоге, когда преподаваемая дисциплина носит естественно-научный характер, чувствующий канал не является приоритетным в тактическом плане. Однако, стратегически он необходим, т.к. позволяет привлекать чувственные критерии к изучаемой специальности, увидеть ее качественные аспекты, которые могут быть привлекательными или наоборот мало привлекательными.
Пример. Увидев себя в роли продвинутого программиста, студент с большим энтузиазмом будет постигать преподаваемый в настоящее время язык программирования. Если же по тем или иным субъективным причинам у него выработается негативное отношение к какой-либо дисциплине, то ждать от него продвижений в этом направлении не приходится.
8.4. Ощущающий канал – связан с непосредственным ощущением объекта, на который направлено внимание. Именно с него начинается сознательная деятельность субъекта с объектом, в результате чего объект представляется как совокупность компонентов.
Пример. Качество звучания в динамиках слов преподавателя или качество видео при видеотрансляции непосредственно влияет на контекст ощущающего канала. Неудовлетворенность при восприятии учебного процесса может вызвать не последовательное изложение материала, когда преподаватель опускает детали в надежде, что они легко восстанавливаются. Однако студент не может этого сделать из-за чего появляется неудовлетворенность учебным процессом.
Пример. С другой стороны, если говорить о демонстрации ощущающего канала субъектом диалога, то, в идеале, он тщательно прописывает детали, может уточнить некоторые очевидные вещи, например, пояснить, что здесь подставлена буква x маленькая, хотя это достаточно очевидно. В обучающем диалоге ощущающий канал позволяет учитывать и акцентировать внимание на деталях изучаемой темы, или демонстрировать детали своих собственных знаний.
9.       Каждый из перечисленных каналов обладает собственным контекстом, как составной компонент более общего контекста. Отметим, в первую очередь, что перечисленным каналам могут соответствовать как позитивные, так и негативные суждения. Обратим внимание, что для каждого канала существует свой собственный лексикон ключевых терминов, которые могут иметь попарно пересечение. Однако семантически общие термины для разных каналов различаюся.
10.   В обучающем диалоге два субъекта – это преподаватель и студент. В наших условиях преподавателя можно считать одним субъектом, которому соответствует единый контекст. Однако, для студента явно просматриваются два субъективных образа: Я-такой и Я-глазами преподавателя. Первый из них определяет контекст, порожденный представлением студента о своем месте в учебном процессе и в конкретном диалоге. Этот контекст полностью определяется студентом и на его формирование оказывают влияние разные процессы, на которых мы не будем останавливаться. Это выходит за рамки нашей тематики. Контекст образа Я-такой имеет значительное пересечение с контекстом, определяемым субъективными знаниями, т.к. последние есть часть представлений студента о самом себе. Однако в Генераторе эти контексты разнесены, т.к. образ Я-такой имеет непосредственное отношение к психологии студента, а субъективные знания – лишь к содержанию знаний, умений, навыков студента. Образ Я-глазами преподавателя определяется тем, как преподаватель воспринимает студента, и в общем случае не зависит от самого студента, если не вдаваться в более глубокие проекции образом. (Так можно построить проекцию,, порожденную отношением студента к образу Я-глазами преподавателя и т.д.) В точности так же, как мы ввели четыре канала, по которым раскладывается контекст диалога, определенный субъективными и объективными знаниями, для контекстов, связанных с образами Я-такой и Я-глазами преподавателя вводятся аналогичные четыре канала. Мы не будем этого делать, т.к. ранее уделили этому достаточное время.
Синтез реплик. Прежде, чем студент озвучит содержательную мысль, которая, по его мнению, адекватна сложившейся ситуации, она должна приобрести точный вид, не потеряв исходной семантики. Человек делает это интуитивно, а Генератор дает возможность студенту выбрать шаблон, по которому и формируется реплика. Шаблон – это не сама реплика, а лишь конструкция, которая включает семантику содержательной мысли. В итоге, прежде, чем студент озвучит свою мысль, в автоматическом или полуавтоматическом режиме проходят следующие этапы.
На первом этапе с помощью меню Генератора производится уточнение наиболее уместного в данный момент активного элемента диалога (роли диалога). Так студенту соответствуют две роли Я-Такой и Я-глазами преподавателя, которых достаточно, чтобы покрыть контекст, включающий реплики и вопросы, имеющие непосредственное отношение к личности студента в диалоге. Знаниям соответствуют две роли Знания объективные и Знания субъективные. Знания объективные – передаются преподавателем в процессе обучения, а Знания субъективные - то что остается в сознании студента в виде знаний, умений, навыков. Эти роли определяется самим диалогом, передаваемыми знаниями, и субъектами диалога: студентом и преподавателем. Основная цель формирования роли в том, чтобы сформулировать совокупность контекстов, естественных для нее в обучающем диалоге. Поэтому каждая роль определяет свой т.н. ролевой контекст, доступ к которым осуществляется посредством выбора из меню Генератора. В результате получается частичный (хотя широкий контекст), который далее уточняется, т.к. непосредственное использование ролевого контекста затруднительно в силу его широты, что выражается в большом числе реплик и вопросов. Поэтому предусматривается второй этап уточнения контекста.
На втором этапе для выбранной роли происходит выбор одного из четырех каналов обмена информации. Эти каналы в рамках одного ролевого контекста позволяют акцентировать внимание студента и преподавателя на конкретных задачах, которые им необходимо решить здесь и сейчас. Это суть каналы, которые уточняют отношение студента к теме, получаемым им знаниям, знаниям передаваемым преподавателем, самому преподавателю, заданиям, виду занятий, времени занятий и пр. Выбор канала позволяет студенту сформулировать свое отношение к учебному процессу с требуемой детализацией. В результате возникает совокупность т.н. шаблонов, еще не являющихся репликами, предназначенными для озвучивания, но уже и не обладающие такой широкой семантикой, как ролевые контексты. Однако шаблонов может быть достаточно много и поэтому задача Генератора состоит в предоставлении средства для быстрой ориентации в них. Что и реализовано соответствующими программными средствами.
На третьем этапе происходит формализация реплик и вопросов, для чего используются шаблоны вида:«[Объект, субъект] Бинарный предикат [Объект, субъект][Дополнение]». Шаблоны обладают значительной вариативностью, для чего используются соответствующие средства. Так квадратные скобки [,] заключают не обязательные альтернативы, круглые – {, } – предполагают, что обязательно используется в точности один вариант, а слеш / - что происходит перечисление вариантов (аналог связки «либо…либо»). В результате один шаблон описывает сразу несколько реплик или вопросов. Так шаблон «[Я] понял {задание/решение}» может быть реализован несколькими способами: «Понял», «Я понял», «Понял задание», «Понял решение», «Я понял задание», «Я понял решение». При этом каждая реплика доступна в виде текста. Понятно, что озвучивание всех таких реплик и вопросов в «ручном» режиме задача весьма затруднительная, да и мало перспективная, т.к. на этапе разработки Генератора шаблоны, реплики и вопросы постоянно модифицируются, чтобы достичь большей выразительности в передаче семантических конструкций. Поэтому предполагается следующий этап. Задача этого этапа состоит разработке удобной навигации по шаблонам и синтезу адекватной озвученной реплики.
На четвертом этапе по сформированной реплике происходит ее озвучивание, путем подключения программы синтеза речи по тексту. Так, из приведенного шаблона пользовать может сформировать в точности одну реплику: «Я понял решение», семантика которой включена в семантику шаблона. Тем самым, исключается множественный смысл, реплика обладает точной семантикой, и дополнительно звучит благозвучно. Она может существенно отличаться от шаблона, в интересах благозвучия и чтобы сделать ее легче воспринимаемой. Это вполне естественно, т.к. представленные шаблоны выступают заменителями сознательных конструкций, сохраняя их широкую семантику, и поэтому не предназначены для восприятия на слух. Поэтому четвертый этап дополнен аппаратом синтеза звука по тексту, чтобы завершить формирование звуковой реплики по исходной конструкции, возникшей в сознании студента.
Список литературы
1.       Mark S. Hawley, Stuart P. Cunningham, Phil D. Green, Pam Enderby, Rebecca Palmer, Siddharth Sehgal, Peter O’Neil., A voice-input voice-output communication aid for people with severe speech impairment, IEEE Transaction On Neural Systems and Rehabilitation Engineering, Vol. 21, № 1, January 2013, pp. 23 -31.
2.       N. Thomas-Stonell, A.I. Koder, H.A. Leeper, P.C. Doyle, Computerized speech recognition Influence of intelligibility and perceptual consistency on recognition accuracy, Augmentative Alternative Commun., vol. 14, №1, 1998, pp. 51 – 56.
3.       Попов С.В., Брошкова Н.Л. Психология и логика переговоров. Энциклопедия переговорщика. LAP LAMBERT Academic Publishing, ISBN: 978-3-659-25027-9, Saarbrucken, Germany, 2012, 466 c.
4.       Юнг К. Г. Психологические типы /Пер. с нем. Софии Лорне / Под общей ред. Зеленского В. -СПб.: "Ювента"; -М.: Издательская фирма "Прогресс-Универс", 1995. - 718 с.
s-v-popov@yandex.ru
+7(903)544-7997
2018