Сегодня изменяются способы создания и представления, передачи и оценки знаний, личностного развития человека и его компетенций, самоидентификации личности на основе все более широкого использования постоянно развивающихся цифровых и сетевых технологий.
В связи с этим актуальными являются вопросы управления образовательными системами, которые должны обеспечить в полной мере потребности каждого обучающегося в самообразовании и самоактуализации при освоении сложных знаниевых конструктов, активизировать когнитивные, мотивационные процессы в контексте новой цифровой образовательной парадигмы.
При этом ключевым фактором обеспечения качественного управления образовательными системами является организация процесса обучения посредством поиска новых, нетривиальных, практически значимых дидактических механизмов, повышающих эффективность, комфортность и объективность оценочных процедур в условиях цифровизации образования.
Отличительной особенностью является то, что данная предметная область является трудноформализуемой, использующей эвристические и субъективные знания педагогов и экспертов, характеризуется большой степенью неопределенности, случайности, нестабильности, влиянием разнообразных факторов. Вследствие чего построение и использование точных моделей обучения на основе феноменологии, классического математического аппарата зачастую является неэффективным.
Для решения сложных задач разработки автоматизированых интеллектуальных обучающих систем все больше отечественных и зарубежных авторов используют широкий спектр методов искусственного интеллекта: экспертные системы, искусственные нейронные сети, нечеткую логику, генетические алгоритмы, а также гибридные подходы, основанные на других математических идеях и методах.
Данные маркеры совершенствования современных обучающих систем задают потребность в новой методологии, основанной на слиянии ведущих инновационных дидактичеких и информационных технологий, на применении последних достижений в науке (фрактальная геометрия, нейронные сети, fuzzy-logic, теория искусственного интеллекта, теория экспертных систем, теория хаоса и катастроф и др.).
В связи с этим возникла настоятельная необходимость пересмотра классических подходов к проблеме разработки эффективных дидактических механизмов организации процессов представления и инженерии знаний, педагогического контроля и оценки знаний обучающихся в общеобразовательной школе средствами интеллектуальных систем в интерактивных средах. В настоящее время одной из таких новых методологий является фрактальный подход, связанный с идеей количественного и качественного представления и инженерии, анализа и самоанализа сформированности базовых знаний, компетенций и процедур, оценки сложных учебных и познавательных конструктов предметной деятельности обучающихся в общеобразовательной школе.
В связи с этим проект направлен на решение следующей научной проблемы: каковы теоретико-методологические основы, технологии и дидактические механизмы проектирования и реализации интеллектуальной образовательной среды в системе общего образования на основе гибридности, интерактивности и адаптивности интеллектного управления образовательным процессом (на примере математики)?
Комплексность и масштабность исследования определяется степенью охвата основных аспектов педагогической проблемы в общем образовании и степенью ее влияния на организацию и инженерию знаний, компетенций и процедур в контексте модернизации и цифровизации образовательных систем.
В работе будут исследованы следующие составляющие заявленной проблемы: психологическая, педагогическая, математическая, информационная, образовательная, технологическая, а также аспекты, относящиеся к экономике, социологии и др.
Научная новизна исследования состоит в том, что в проекте впервые будет разработана и внедрена в образовательный процесс школы интерактивная, гибридная, адаптивная интеллектуальная система обучения на основе синергетического и фрактального подходов, использования совокупности методов искусственного интеллекта и компьютерного моделирования, обеспечивающая повышение качества предметного обучения, уровня самоорганизации и самоактуализации обучающихся в освоении способов фрактальной инженерии и иерархичности представления знаний, компетенций и процедур в ходе познавательной деятельности, повышение творческого потенциала и активности, самостоятельности и конкурентоспособности выпускника современной школы, эффективности и результативности образовательного процесса.
