Technology of Implementing the Inquiry-Ontological Approach in English Language Training for Students of Technical Subjects
Technology of Implementing the Inquiry-Ontological Approach in English Language Training for Students of Technical Subjects
Abstract
The article examines the inquiry-ontological approach, which allows to solve a number of problems of modern higher education: attracting students, retaining the contingent, developing cognitive interest and motivation of learners. These problems are related to the fact that with the development of new information technologies and the Internet as a global information environment, the teacher is not the only source of information and the university is not the only way to get education. The university can offer students structuring and systematization of the information they receive from numerous sources with the help of such a tool as ontology of the subject area. The aim of the article is to describe the methodology of working with ontologies in Russian and English. The experiment was conducted in English language classes in groups of bachelors and masters of technical specialities. During the experiment, individual and group ontologies were compiled in two languages, connections between concepts were analysed, methods of statistical analysis, expert evaluation, Excel and mind-maps were used. As a result of the experiment, it was confirmed that this approach leads to the expansion and systematization of students' understanding of the subject area in both Russian and English.
1. Введение
Современный рынок труда постоянно меняется и требует от работников высокой адаптивности, гибкости и конкурентоспособности. Непрерывное образование при этом является необходимым инструментом, который позволяет человеку приспосабливаться к постоянно меняющимся условиям и требованиям рынка труда. Владение профессионально-ориентированным английским языком повышает конкурентоспособность специалистов на глобальном рынке.
Кроме того, современное общество можно с уверенностью назвать информационным, так как им в 2002 году было произведено 18 Эксабайт информации, а за предыдущие пять лет было произведено данных больше, чем за всю предшествующую историю человечества. Объём информационных ресурсов в мире возрастает ежегодно на 30%. Данная информация поступает из разных источников, в разной форме, в структурированном и неструктурированном виде. С развитием новых информационных технологий, больших данных и Интернета, как глобальной информационной среды, преподаватель становится не единственным источником информации и университет не единственным способом получения образования. Вызовы, с которыми сталкиваются университеты сегодня, это: привлечение абитуриентов, сохранение контингента, развитие познавательного интереса и мотивация студентов. Проблема, стоящая перед системой образования сегодня, заключается в том, как вовлечь представителей цифрового поколения в образовательный процесс, чтобы их единственной мотивацией не было получение диплома и сохранить их познавательный интерес. Что может противопоставить современный университет быстроразвивающемуся DIY движению, хакерспейсам, МООКам и краудсорсингу , . Одной из сильных сторон университетского образования, является его фундаментальность. Университет может оказать содействие в структуризации и систематизации информации, которую получают студенты из многочисленных источников. Мы предлагаем для этих целей использовать онтологический подход применительно к курсам ESP для студентов технических направлений.
2. Методы и принципы исследования
Предлагаемый нами подход к подготовке студентов инженерных специальностей по английскому языку называется запросно-онтологическим. Он включает в себя три больших методических блока: первый – работа с отологиями предметных областей, второй – методика работы с поисковыми запросами и третий – методика работы с Интернет-ресурсами, найденными в ходе поисковых запросов. Следует отметить, что познавательный процесс носит нелинейный характер и несмотря на то, что мы начинаем с составления онтологий, делаем по ним поисковые запросы и затем работаем с полученными интернет ресурсами, эти этапы могут повторяться несколько раз в ходе образовательного процесса по мере необходимости. В этой статье мы хотели бы подробнее остановиться на методике работы с онтологиями предметной области, так как целью нашего исследования является агрегация развития инженерных и языковых навыков в глобальной информационной среде. Термин «онтология» происходит из греческих слов «онтос» – сущее и «логос» – наука. Он впервые был предложен Рудольфом Гоклениусом в его «Философском словаре» . Изначально, это философский термин, в общем подразумевающий науку об объектах окружающего мира и их взаимосвязях. Основной вопрос, на который отвечает онтология, «Что существует?» Формально онтология состоит из понятий, организованных в таксономию, их описания и правил вывода. Таксономия (греч. «таксис» – порядок, «номос» – закон) также имеет отношение к онтологии, так как представляет собой науку о принципах классификации и систематизации . Математически таксономией является древообразная структура классификаций определённого набора объектов с увеличивающейся степенью детализации и специфичности.
В литературе также можно встретить такие понятиями как концептуализация, знания, модели знаний, системы, основанные на знаниях близкие по семантике к термину «онтология». Под концептуализацией понимается процесс перехода от представления проблемной области на естественном языке к точной спецификации этого описания на некотором формальном языке, ориентированном на компьютерное представление . Концептуализация также трактуется как результат подобного процесса, т.е. описание множества понятий (концептов) предметной области, знаний о них и связях между ними.
Таким образом, онтология – это формально представленные на базе концептуализации знания о предметной области. Множества понятий и отношений между ними отражаются в словаре, поэтому считается что основу онтологии составляют множества представленных в ней терминов , .
Независимо от вида онтологии она должна включать словарь терминов и некоторые спецификации их значений, что позволяет ограничивать возможные интерпретации терминов и отражать взаимосвязь понятий предметной области. При таком подходе онтология похожа на известное понятие тезауруса. Задачи, решаемые с помощью онтологий , :
1. Создание и использование Баз Знаний;
2. Организация эффективного поиска в Базах Данных;
3. Создание систем, реализующих механизмы рассуждений;
4. Организация поиска по смыслу в текстовой информации;
5. Семантический поиск в Интернете;
6. Представление смысла в метаданных об информационных ресурсах и другие.
Выделим некоторые фундаментальные правила разработки онтологии:
1) Не существует единственного правильного способа моделирования предметной области – всегда существуют жизнеспособные альтернативы;
2) Разработка онтологии – это обязательно итеративный процесс;
3) Понятия в онтологии должны быть близки к объектам (физическим или логическим) и отношениям в интересующей вас предметной области; Скорее всего, это существительные (объекты) или глаголы (отношения) в предложениях, которые описывают вашу предметную область .
Начало разработки онтологии предлагается с определения ее области и масштаба. То есть, с ответа на несколько основных вопросов:
1. Какую область будет охватывать онтология?
2. Для чего мы собираемся использовать онтологию?
3. На какие типы вопросов должна давать ответы информация в онтологии?
3. Основные результаты
В начале курса «Английский для специальных целей» мы просим студентов составить первичную индивидуальную онтологию на русском и английском языках (Рис. 1). Несмотря на то, что онтологический подход широко применяется в информатике и программировании, на вводном занятии необходимо обсудить со студентами, что такое онтология и какие понятия должны быть в нее включены. Также обсуждается область охвата онтологии и ее масштабы, поясняется для чего далее будет использоваться данная онтология: для эффективного поиска в базах данных, организации поиска по смыслу в текстовой информации, для семантического поиска информации по специальности в Интернете.
![Первичная индивидуальная онтология](/media/images/2023-08-17/38cb200d-54d9-4855-93ed-ea7dfaa6fddc.png)
Рисунок 1 - Первичная индивидуальная онтология
На следующем этапе применяется метод экспертных оценок, для уточнения первичной групповой онтологии и выявления терминов, которые не имеют прямого отношения к данной предметной области.
В качестве экспертов выступают сами студенты. Каждому термину они присваивали 1, если считали, что он входит в данную предметную область и 0, если не входит. Таким образом, можно предположить, что термины, которые набрали больше всего баллов, имеет больший вес и входят в данную предметную область, а термины с небольшим весом, не входят или имеют косвенное отношение к предметной области. Исследование показало, что после такой оценки в ядре онтологии остается 20-25 терминов (Рис. 2).
![Экспертная оценка терминов](/media/images/2023-08-17/4154818b-164a-44dd-973d-301e88882b21.png)
Рисунок 2 - Экспертная оценка терминов
![Матрица связей](/media/images/2023-08-17/c6477709-d3f4-4ba0-ac34-ce2f8d8f0fd8.png)
Рисунок 3 - Матрица связей
![Граф связей](/media/images/2023-06-15/4d9991d4-04f7-43b7-9bcb-f342d5a08a01.png)
Рисунок 4 - Граф связей
• объект изучения (то, чему посвящена карта) сфокусирован в центральном образе;
• основные темы и идеи, связанные с объектом изучения, расходятся от центрального образа в виде идей;
• ветви, принимающие форму плавных линий, объясняются и обозначаются ключевыми образами и словами. Идеи следующего порядка также изображаются в виде ветвей, отходящих от центральных ветвей, и так далее;
• ветви формируют связанную узловую структуру-систему .
На сегодняшний день представлено огромное количество разнообразного программного обеспечения для составления карт, такие как iMindMap, DebateGraph, Map of Music Styles , . Пользуясь одним из таких майнд-менеджеров есть возможность отразить иерархию понятий и различные взаимосвязи между ними.
![Граф связей](/media/images/2023-06-15/db90efc4-b5af-409a-8c66-dfa4fd59a5c6.png)
Рисунок 5 - Граф связей
4. Заключение
Таким образом, в ходе эксперимента была проведена апробация методики работы с онтологиями предметной области. Было получено подтверждение гипотезы о том, что онтологический подход приводит к агрегации развития профессиональных и языковых навыков, а именно произошла систематизация и расширение представлений о предметной области будущих инженеров и расширился их профессиональный тезаурус на английском языке. Сравнение первичных онтологий с последующими показало, что масштаб онтологии увеличился в среднем на 20%. Онтологии на русском и английском языке имеет практически одинаковое количество терминов. С качественной стороны, онтологии приобрели иерархическую структуру, возросло количество связей между понятиями. Кроме того, студенты развивали такие гибкие навыки как критическое мышление, категоризация и систематизация, а также навык работы с майнд менеджерами.