D Y D A K T Y K A I N F O R M A T Y K I

Konwersatorium z dydaktyki informatyki Edward Bryniarski D Y D A K T Y K A I N F O R M A T Y K I MATERIAŁY UZUPEŁNIAJĄCE DO WYKŁADU 1.1 PODSTAWY METODOLOGICZNE Metodologia dydaktyki informatyki jest dziedziną wiedzy o tym jak człowiek w ramach placówek kształcenia uczestniczy i poznaje środowisko, w którym powstają, rozprzestrzeniane są oraz przetwarzane informacje, tak aby zdobywać stosowne kompetencje i kwalifikacje do Ŝycia w społeczeństwie informatycznym. Procesy kulturotwórcze spowodowały ukształtowanie się środków pośredniczących w przekazywaniu i przetwarzaniu informacji pomiędzy ludźmi, ludźmi i wytworami cywilizacji oraz ludźmi i przyrodą. Środki te nazywamy informatycznymi. Współcześnie, najczęściej spotykanymi środkami informatycznymi stają się komputery i sieci komputerowe oraz środki multimedialne. Tak więc metodologia dydaktyki obejmuje takŝe badanie roli tych środków w procesie dydaktycznym. Zajmiemy się teraz głównymi aspektami tej dziedziny wiedzy. 1.1.1 Geneza wiedzy informatycznej Cała technologia informacyjna oparta jest na dobrze poznanych łańcuchach zjawisk przyczynowo skutkowych mogących reprezentować przetwarzanie informacji. Przetwarzanie informacji to proces deterministyczny. Jak to rozumieć? W tradycji i refleksji filozoficznej nazwa determinizm uŝywana jest w znaczeniu poglądów odnoszących się do takich stanowisk filozoficznych, jak: ontologia, kauzalizm, epistemologia czy nomologia, a takŝe do logiki determinizmu, np. przyczynowości, czasu i zmian czy działania, badających (w aspekcie syntaktycznym i semantycznym) zdania wypowiadane w wymienionych dziedzinach. Tu jednak determinizm rozumie się skrajnie odmiennie (por. Van Melsen, 1969), przyjmując paradygmat wspólny dla nauk przyrodniczych, inŝynierskich i informatycznych, Ŝe przedmiotem badań moŝe być tylko to co jest zdeterminowane lub powtarzalne, a więc wywoływane przez stałe mechanizmy, których wykorzystywanie przez naukę umoŝliwia otrzymanie powtarzalnych i mierzalnych wyników. Zatem determinizm utoŝsamiany jest z badanym porządkiem rzeczy. Przy tym, przyjmuje się Ŝe, systemy rzeczywistości są systemami iteracyjnymi, tj., w nich realizowane jest powtarzalne wykonywanie operacji lub wchodzenie w relacje (iterowanie operacji i relacji). W latach sześćdziesiątych XX w. cybernetycy (por. witryna internetowa : Principia Cybernetica Web) nazywali je układami. Układ był rozumiany jako transformacja jednych stanów w drugie. 1

Transformacja określona była przez wiele przejść stanów, które kolejno po sobie następując składają się na proces. Wielokrotne działanie transformacji tj. jej iteracja jest wynikiem uaktywnienia ciągu operatorów (nazywanych teŝ determinantami) wywołujących kolejne przejścia stanów. W systemach iteracyjnych rzeczy (przedmioty, ciała, zjawiska, zdarzenie itp., a takŝe stany) powiązane są róŝnymi drogami za pomocą operacji i relacji. Tak uporządkowane krotki (n-tki) rzeczy nazywane są stanami rzeczy. Uczony podłącza się kanałem komunikacyjnym (procesem badawczym) do badanego przedmiotu i stamtąd pobiera informacje o stanach rzeczy. Informacja i porządek rzeczy są ściśle ze sobą powiązane. Dlatego miarą informacji jest lokalny wzrost uporządkowania, tj. lokalny spadek entropii. Informacja jest bytem, który moŝe być ten sam w róŝnych miejscach i moŝe być przekazywany z jednego do drugiego miejsca, zarazem jest to byt określający porządek rzeczy. AŜeby wyjaśnić fenomen istnienia w naszym wszechświecie, czegoś takiego jak informacja, musimy sobie zdać sprawę z tego, Ŝe wszechświat to gigantyczny, ogarniający wszystko co istnieje, system iteracji. Niestety ciągle nieodgadniony jest zbiór podstawowych mechanizmów tego systemu. Wiadomo juŝ, Ŝe w całym wszechświecie działają uniwersalne, stałe mechanizmy, których uaktywnienie, zgodnie np. z teorią strun, rozchodzi się najprawdopodobniej w czasoprzestrzeni w postaci drgań strun (lub superstrun ), czy zgodnie z innymi teoriami - fal materii (np. zgodnie z mechaniką kwantową, na poziomie kwantowym, zwanych teŝ falami prawdopodobieństwa ), charakteryzujących się powtarzalnością rozchodzących się zaburzeń, co powoduje, Ŝe w róŝnych miejscach wszechświata występuje ten sam porządek rzeczy, tj. powstają takie same cząsteczki elementarne, atomy róŝnych pierwiastków i substancje, te same rodzaje ciał, czy wreszcie w jednakowy sposób u róŝnych ludzi, to wszystko odzwierciedla się w ich umyśle w postaci wiedzy. Mechanizmy, które pośredniczą i zarazem stanowią środowisko przenoszenia i powstawania informacji, a więc które są konkretnymi realizacjami systemu komunikacyjnego, nazywamy środkami informatycznymi. Środki informatyczne działają według pewnego porządku. To co ustala ten porządek nazywamy algorytmem. Realizowany on jest w procesie kompilacji ([23], s. 15) za pomocą procesora, przy czym wynik tego procesu monitorowany (tzn. udostępniany) jest jako układ stanów rzeczy monitor (fałszywie utoŝsamiony tylko z ekranem monitora, współcześnie pojęcie to dotyczy systemu multimedialnego), będący zarazem implementacją (tj. realizacją) tego porządku rzeczy (patrz rys. 1.3.1). Tak więc, środkami informatycznymi w szerszym rozumieniu są mechanizmy realizujące algorytmy. Środki informatyczne w węŝszym rozumieniu nazywamy technologią informacyjną. Np. środkami informatycznymi w węŝszym, klasycznym rozumieniu, tj. technologią informacyjną są: kartka papieru wraz z ołówkiem, liczydło, suwak logarytmiczny, komputer wraz z urządzeniami wejścia i wyjścia (drukarki, skanery, plotery, itp.), sieci komputerowe, komputery neuronowe, itd,, a środkami informatycznymi w szerszym sensie - dowolne mechanizmy fizyczne, biologiczne, społeczne, czy teŝ techniczne, dzięki którym rzeczy (zjawiska, zdarzenia, przedmioty, itp.) stają się czymś, tj. stają się obiektami rozpoznawanymi jako układy pewnych stanów rzeczy, a więc rozpoznawane są jako implementacje pewnych algorytmów. W tym rozumieniu wiedzę z zakresu informatyki oraz umiejętności logicznego myślenia i programowania, wchodzącą w skład tzw. "kultury informatycznej", naleŝy teŝ zaliczyć do środków informatycznych. 2

ALGORYTM PROCESOR MONITOR Rys. 1 Środek informatyczny. Źródło: Opracowanie własne. 1.1.2 Geneza technologii informatycznej 1950-1960 - powstają pierwsze języki programowania, programowanie w kodach zerojedynkowych (język maszynowy), dostępne jedynie specjalistom zajmującym się bezpośrednio komputerami, zostaje zastąpione przez tworzenie programów komputerowych, tj. ciągów formuł napisanych w języku programowania i tłumaczonych przez translatory na język maszynowy. Dzięki powstaniu języków programowania, komputery stają się dostępne pracownikom nauki i inŝynierom. Czas korzystania z komputera jest jednak ograniczony do zaplanowanego dla kaŝdego uŝytkownika "czasu dostępu". Do dzisiaj korzysta się jeszcze z takich języków jak COBOL i FORTRAN, które wtedy powstały. 1960-1970 - zapoczątkowany zostaje rozwój systemów operacyjnych. Powstają wtedy trzy spośród czterech potęŝnych systemów operacyjnych lat dziewięćdziesiątych: OS/360 - pierwowzór MVS, UNIX i DOS/360 (nie mający nic wspólnego z MS-DOS). Pojawienie się systemów operacyjnych spowodowało, Ŝe dostęp do zasobów informacji na nośnikach pamięci komputerów mogli mieć nie tylko programiści, ale wszyscy uŝytkownicy, którzy przeszli przeszkolenie w zakresie obsługi komputera wykorzystującego dany system operacyjny. Od tego momentu komputer zaczął mieć zastosowania komercyjne. 1970-1980 - po koniec lat sześćdziesiątych powstają pierwsze sieci komputerowe i oprogramowanie umoŝliwiające tworzenie bezpośrednio dostępnych baz danych. Dostęp do tych baz danych uzyskuje się poprzez dołączone do sieci komputerowych terminale (klawiatury wraz z monitorami). 3

1980-1990 - rozpowszechniają się mikrokomputery, np. SPECTRUM, AMIGA, ATARI, APPLE, AMSTRAD, COMMODORE, a w Polsce JUNIOR i MERITUM, oraz rozpowszechnia się najwaŝniejszy do dziś typ komputera - komputer osobisty PC. Powstają komputerowe metody wspomagania projektowania systemów informatycznych (ang. CASE - computer-aided softwere engineering). Produkcja komputerów i wytwarzanie oprogramowania staje się przemysłem. Komputery osobiste są łączone w sieci lokalne (LAN) i globalne (np. NASK obsługująca INTERNET). 1990-2000 - komputery wraz z zawartym w nich oprogramowaniem stają się agentami globalnych sieci komputerowych komunikującymi się z serwerami tzn. z odpowiednio oprogramowanymi urządzeniami obsługującymi te sieci. Powstaje sieć komunikacji międzyludzkiej tworząca nowy typ społeczeństwa - społeczeństwo informatyczne. Przetwarzanie informacji ma charakter coraz bardziej rozproszony. Futurologia informatyki (po 2000 roku) - dominują strategie klient-agent-serwer oraz tzw. komputery i sieci "własne", kontrolujące stan zdrowia i Ŝycie codzienne człowieka (telefonia komórkowa, nawigacja satelitarna, karty płatnicze, itp.), powstają komputery na obwodach molekularnych - komputery molekularne oraz kwantowe, wielkości wirusa, czy bakterii, zwalczające w organizmach Ŝywych choroby (komputerowy system immunologiczny), czy teŝ dokonujące operacji chirurgicznych, a komputery-implanty umieszczone w mózgu ludzkim współpracują z komórkami nerwowymi umoŝliwiając bezpośrednie podłączanie się człowieka do sieci komputerowych, powstają komputery neuronowe w oparciu o Ŝywe komórki oraz komputery biochemiczne sterujące procesami biochemicznymi w komórkach (klonowanie na skalę przemysłową wybranych tkanek organizmów Ŝywych), buduje się "komputery energetyczne", przetwarzające nie tylko informację ale i energię, np. wytwarzające, o ściśle określonej strukturze i własnościach, pola siłowe (elektrostatyczne, magnetyczne i grawitacyjne), niektóre z nich stają się silnikami rakietowymi umoŝliwiając podróŝe międzygwiezdne, sieci komputerowe podłączone zostają do ekosystemów chroniąc Ŝycie na ziemi przed katastrofami ekologicznymi, sztuczna inteligencja dorównuje ludzkiej. 1.1.3 Społeczeństwo informatyczne a bariery komunikacji międzyludzkiej Po koniec XX wieku nastąpił wyjątkowo szybki rozwój środków komunikowania się oraz narzędzi i moŝliwości przetwarzania informacji, ale przede wszystkim coraz szybciej rosło zapotrzebowanie na informację we wszystkich dziedzinach naszego Ŝycia. PrzeobraŜenia te obserwuje się w dalszym ciągu obecnie. Prowadzą one do kształtowania społeczeństwa informacyjnego (informatycznego). Określenie społeczeństwo informacyjne pojawiło się po raz pierwszy w Japoni 1 (johoka shakai) w artykule Tadao Umesamo na temat ewolucyjnej teorii społeczeństwa opartego na przemysłach informacyjnych. Wspólczeńnie najczęściej przez społeczeństwo informacyjne rozumie się taką organizację społeczno-gospodarczą, która trwa i rozwija się dzięki przetwarzaniu informacji oraz otwartemu dostępowi do informacji. 2 Rozwój technologii informacyjnej w społeczeństwie informacyjnym powinien być podporządkowany pewnym regułom i zasadom. Oto niektóre z nich: KaŜdy pojedynczy człowiek powinien mieć zarówno świadomość jak i moŝliwość poznawania technologii informacyjnej, Niezbędny jest powszechny dostęp do podstawowych usług elektronicznych, 1 T. Goban-Klas, P. Sienkiewicz, Społeczeństwo informacyjne. Szanse, zagroŝenia, wyzwania, Kraków 1999, s.33. 2 A. Ściński, Społeczeństwo informacyjne: próba nazwania naszych czasów, w: J. Lubacz (red.), W drodze do społeczeństwa informacyjnego, Warszawa 1999. 4

Nowo wprowadzane usługi elektroniczne powinny być łatwe w obsłudze i bezpośrednio związane z codziennymi potrzebami Ŝyciowymi, Nowe technologie w Ŝadnym stopniu nie powinny się kojarzyć z zagroŝeniem bezpieczeństwa; powinny być wykorzystywane w sposób odpowiedzialny zarówno przez jednostki jak i grupu społeczne. Znaczenie informacji dla gospodarki w społeczeństwie informatycznym moŝna rozpatrywać w róŝnych aspektach 3, np.: Informacja jako towar przynoszący konkretne, nierzadko olbrzymie zyski, Informacja jako element kreujący branŝę informatyczną i telekomunikacyjną jedną z najpotęŝniejszych gałęzi wspólczesnej gospodarki, Informacja jako czynnik produkcji czynnik o priorytetowym znaczeniu, bo mającym charakter strategiczny, Informacja jako przyczyna głębokich przemian w strukturach gospodarczych charakterystyczną cechą współczesnych przedsiębiorstw jest wirtualizacja (organizacja sieciowa) i globalizacja. Jednym z najistotniejszych atrybutów społeczeństwa informacyjnego jest jego międzynarodowy wymiar. Charakteryzuje się powstaniem następujących problemów: Tworzenie się społeczeństw wirtualnych i powstawanie nowych wartości łączących członków poszczególnych grup, Konieczność ochrony róŝnorodności kultur w zintegrowanym informacyjnie społeczeństwie, Rola nowych mediów elektronicznych w powstawaniu kultury globalnej, międzynarodowa ochrona własności intelektualnej Tworzenie społeczeństwa informatycznego wymaga takiej transformacji metod dydaktycznych i systemów edukacji, aby moŝliwe stało się pokonywanie następujących barier w komunikacji międzyludzkiej: Bariera adaptacji - tempo przemian technicznych, ekonomicznych i społecznych jest większe niŝ zdolności psychofizyczne człowieka do przystosowania się do nich. Dotyczy to w równej mierze umiejętności senso-motorycznych co i poznawczych (myślenia, systemu pojęć). Zgodnie z osiągnięciami psychologii rozwojowej (J.Piaget) proces adaptacji realizowany jest w wyniku kształtowanie się dynamicznych struktur psychicznych poprzez interioryzację (uwewnętrznienie, opanowanie) operacji psychofizycznych realizowanych na poziomach asymilacji, odwracania, równowaŝenia tych operacji i akomodacji do nich. Przyczyną występowania bariery adaptacji jest przede wszystkim brak moŝliwości wykonywania przez człowieka tych operacji, które prowadzą do rozwoju fizycznego i intelektualnego. Jednym z zadań współczesnej kultury informatycznej jest tworzenie komputerowej symulacji rzeczywistości, tzw. światów wirtualnych, które dają człowiekowi moŝliwości wykonywania operacji adaptujących go do zmian zachodzących w rzeczywistości. Bariera lęku - w wyniku szybkiego rozwoju środków informatycznych człowiek boi się, Ŝe nie podoła wymaganiom manualnym i intelektualnym stawianym mu przez technikę. Ten lęk sprzyja popadaniu ludzi w stany nerwicowe i powstaniu niechęci do procesów komputeryzacji. Tym bardziej, Ŝe w warunkach gospodarki rynkowej, konkurencja powoduje, ze względów 3 M. Goliński, Gospodarka i informacja, w: J. Lubacz (red.), W drodze do społeczeństwa informacyjnego, Warszawa 1999. 5

ambicjonalnych, nadmierny rozrost biurokracji - ilość sprawozdań i dokumentów oraz ich obszerność rośnie ("przecieŝ mogą być sporządzone lepiej i szybciej przy pomocy nowoczesnego sprzętu komputerowego"). Bariera dostępu do wartości intelektualnych - szybki rozwój komunikacji międzyludzkiej za pomocą rozległych sieci komputerowych (np. poczta elektroniczna, INTERNET) powoduje "zalewanie" społeczeństw przez informacje z takich dziedzin, jak reklama, polityka, układy towarzyskie, pornografia, gry komputerowe, a w tej "kakofonii informacyjnej" coraz trudniej o dostęp do rzetelnej informacji posiadającej wartość intelektualną. Ten stan rzeczy sprzyja coraz większemu obniŝaniu się wartości nauki w opinii społecznej i powstaniu niechęci do zapoznawania się z dorobkiem intelektualnym ludzkości. PrzezwycięŜając wymienione bariery, nie tylko nauczyciele ale takŝe informatycy muszą mieć na uwadze następujące postulaty pedagogiki informatycznej: KaŜde korzystanie ze środków informatycznych jest zarazem procesem dydaktycznym. KaŜdy środek informatyczny jest zarazem środkiem dydaktycznym. KaŜde celowe tworzenie środków informatycznych (tj. sprzętu i oprogramowania) musi być zgodne z treściami programowymi procesu dydaktycznego (nauka korzystania ze środków informatycznych). Proces ewolucji środków informatycznych musi obejmować takŝe uczące się systemy informatyczne zgodne z potrzebami klientów tych systemów (adaptacja systemu do potrzeb klientów) 6

1.1.4 Uniwersalizm poznawczy a inteligencja Uniwersalnym jest wszystko to, co moŝe się powtarzać w dowolnym miejscu wszechświata w wyniku zadziałania tych samych grup mechanizmów, np. bycie atomem tego samego pierwiastka, połoŝenie proŝków w widmie wodoru itp. To, Ŝe w ogóle grupy mechanizmów mogą być we wszechświecie uaktywniane w pewien powtarzalny sposób wynika z powszechności procesów ewolucji. Pojęcie ewolucji nie naleŝy utoŝsamiać z pojęciem rozwoju. Znajomość procesów ewolucji wyjaśnia dlaczego coś powstało jako takie a nie inne, tj. dlaczego coś jest pewnym obiektem, ale nie wyjaśnia dlaczego coś powstało, gdyŝ wyjaśnienie powstawania rzeczy jest wynikiem znajomości procesów rozwoju. Jednak nie moŝna zrozumieć procesów rozwoju bez wyjaśnienia istoty bycia obiektem, albowiem wszelkie byty są obiektami 4. Ewolucja jest zdarzeniem uniwersalnym polegającym na tym, Ŝe we wszechświecie, na wszystkich poziomach złoŝoności materii, powszechne jest dąŝenie do wyładowywania rozchodzących się oddziaływań (np. w sensie fizycznym powszechny jest wzrost entropii). Prowadzi to do selekcji mało stabilnych mechanizmów zdarzeń, a kosztem tego, do lokalnego wzrostu stabilności innych zdarzeń (tj. w sensie fizycznym do lokalnego spadku entropii), czyli do pojawienia się pewnego mechanizmu stabilizującego, ustalającego lokalnie ten sam porządek rzeczy w wielu róŝnych miejscach. Mechanizm ten nazywamy informacją. Informacja określa sposób uaktywniania danej grupy mechanizmów, a więc tym samym umoŝliwia powtarzalność tych uaktywnień. JeŜeli jednak wystąpią zakłócenia mechanizmu ustalającego ten sam porządek rzeczy lub zadziałają mechanizmy, które przetworzą daną informację, to informacja powstała w innym miejscu, w wyniku zadziałania tych mechanizmów, będzie zniekształcona lub przetworzona. Opisany wyŝej proces zwykle nazywany jest przekazywaniem informacji. Niekiedy określone są drogi przekazywania informacji (mechanizmy przekazywania informacji). Nazywa je się zazwyczaj kanałami komunikacyjnymi. Kanały komunikacyjne nie mają więc charakteru uniwersalnego, gdyŝ nie odnoszą się do wszystkich obiektów w przeciwieństwie do informacji, której nośnikiem jest kaŝdy obiekt. Niemniej jednak zrozumienie tego czym są kanały komunikacyjne ułatwia wyjaśnienie tego czym jest inteligentne przetwarzanie informacji Współcześnie uwaŝa się, ze na poziomie kwantowym materii, istnieją najmniejsze, dostępne dla człowieka, nośniki informacji infony, Na poziomie cząsteczek mniejszych niŝ infony, ingerencja człowieka przy odczytywaniu informacji tak zabuŝa ruch materii, Ŝe staje się on chaotyczny, a więc pozbawiony moŝliwości przekazywania informacji. Informacja jest w tym sensie zdeterminowana jako zdarzenie uniwersalne, Ŝe w przyrodzie i w cywilizacji ludzkiej spotykamy się z porządkiem rzeczy polegającym na wykorzystywaniu do przekazu informacji mechanizmów na wszystkich poziomach złoŝoności materii. Wykorzystanie tych mechanizmów w kanale komunikacyjnym na wejściu (przez źródło, nadawcę, nadajnik) nazywamy kodowaniem informacji, natomiast w odwrotną stronę na wyjściu (przez odbiornik, odbiorcę) dekodowaniem (Rys. 1). Powstaje sieć oddziaływań na kanał komunikacyjny, w ramach której dochodzi do ewolucyjnego przetwarzania lub zachowywania informacji prowadzącego do identyfikacji obiektów. Oddziaływania te nazywamy sterowaniem. Zakodowaną w kanale komunikacyjnym informację nazywa się komunikatem, a w szczególnym przypadku komunikacji międzyludzkiej nazywa się ją tekstem. WyróŜnia się dwie formy kodowania informacji: przekaz analogowy oraz dyskretny (np. cyfrowy, czy szczególny jego przypadek, powszechnie stosowany w technice binarny). Przekaz analogowy jest mechanizmem-procesem, wywołującym w róŝnych miejscach kanału komunikacyjnego analogiczne zjawiska, natomiast przekaz dyskretny, to proces przekazywania tylko wybranych fragmentów, porcji, próbek, przekazu analogowego. Najprostszym, najdokładniejszym, najbardziej niezawodnym i najszybszym sposobem przekazu dyskretnego jest przekaz binarny, np. przerwania przepływu prądu elektrycznego dokonywane zgodnie z alfabetem 4 Wyjaśnianie procesów rozwoju nie jest więc przedmiotem zainteresowań niniejszej pracy, wchodzi ono w zakres dziedziny zwanej logiką dialektyczną. 7

Morse a. Dlatego teŝ ten sposób przekazu rozpowszechnił się najbardziej w technice komputerowej. Nie oznacza to, Ŝe w przyszłości nie rozpowszechni się bardziej przekaz analogowy (homeostaty, systemy rozproszone, sieci neuronowe, komputery kwantowe czy molekularne, nanotechnologia, itp.), wykorzystujące procesy analogiczne do samoregulujących się (cybernetycznych) procesów przyrody. Środowisko, zakłócenia wejście kodowanie kanał komunikacyjny wyjście dekodowanie Rys. 1 Kanał komunikacyjny Jak juŝ zostało powiedziane, informacja powstaje w procesie ewolucji. Osiągnięcia dwudziestowiecznej nauki wskazują na to, Ŝe przetwarzanie informacji jest w całym wszechświecie wyraźnie ukierunkowane, w pewnym sensie celowe, tj. inteligentne. Nie jest to tylko metafora. Rozwój takich dziedzin nauk jak cybernetyka, w tym nauki informatyczne, przyczynił się do rozwiązania sporu pomiędzy determinizmem (dokładniej, jego kierunkiem mechanistycznym) a finalizmem (teleologią). Według finalizmu nie przyczyny i prawa a cele wyznaczają kierunek i przebieg zdarzeń oraz ich porządek, tymczasem na gruncie współczesnego determinizmu zasadne staje się stanowisko poznawcze o charakterze uniwersalnym, z punktu widzenia którego, w kaŝdym procesie ewolucji uczestniczy dokładnie jeden system sterujący przetwarzaniem informacji. Silnego ukierunkowania procesów ewolucji nie da się bowiem wyjaśnić tylko działaniem statystycznych praw, którym podlegają przypadkowe fluktuacje (np. mutacje). Przyjęcie załoŝenia o uniwersalności inteligencji jest konsekwencją uznania, jako uniwersalnego, inteligentnego przetwarzania informacji. Dlatego, uniwersalny obiekt (uniwersalne zdarzenie) określający sterowanie informacją prowadzącą do stabilizacji rozchodzenia się zaburzeń (prowadzącym do powstania informacji) zgodnie z kierunkiem ewolucji, nazywamy inteligencją, a system takiego sterowania przetwarzaniem informacji - systemem inteligencji. Przykładowymi systemami inteligencji w procesie ewolucji cywilizacji ludzkiej są jednostki komunikacji międzyludzkiej: jednostki ludzkie, systemy społeczne, podmioty gospodarcze, komputery, itp. W procesie ewolucji Ŝycia na Ziemi systemami inteligencji są genotypy, komunikujące się ze sobą poprzez wymianę genów. W procesie ewolucji odporności poszczególnych organizmów zwierząt systemem inteligencji jest system immunologiczny. Wreszcie, w procesie ewolucji materii we wszechświecie systemami inteligencji są układy fizyczne, przetwarzające wszystkie wielkości fizyczne zgodnie z zasadami zachowania: masy, pędu, momentu pędu, energii. Idąc z duchem czasu, naukowcy zaczynają traktować prawa przyrody jako programy komputerowe, a kaŝdy obiekt fizyczny jako komputer 5. Komunikacja we wszechświecie odbywa się pomiędzy systemami inteligencji. 5 S. Lloyd, Y.J. Ng, Wszechświat jako komputer, Świat Nauki, grudzień 2004, Nr 12 (160), s. 33-41. 8

Proces poznawczy człowieka moŝna opisać jako podłączanie się jego systemu aktywności psychofizycznej do kanałów komunikacyjnych środowiska wewnętrznego i zewnętrznego jego organizmu. Powstają wtedy róŝnorakie systemy inteligencji zaleŝne od wyboru kanału komunikacyjnego, w szczególności systemy myślenia 6, pewne systemy wiedzy (np. dziedziny nauki), systemy estetyczne, czy moralne. Oprócz argumentów z dziedziny cybernetyki, waŝne argumenty na rzecz wyjaśnienia mechanizmów poznawczych człowieka, moŝna znaleźć wśród wyników badań współczesnej psychologii. Współczesną psychologiczną wiedzę o procesach poznawczych człowieka moŝemy krótko streścić następująco 7. Człowiek jako część przyrody wchodzi ze swoim otoczeniem w ścisłe i bezpośrednie związki na wszystkich poziomach organizacji materii. Jego organizm włączony jest w nieustający strumień pobudzeń płynących z otoczenia i do otoczenia. KaŜde pobudzenie uruchamia mechanizm napędowy (hormonalny) wyładowujący pobudzenia i dąŝący do przywrócenia względnie trwałej równowagi miejsc pobudzonych. Pobudzenia rozpoznane zostają przez właściwe dla nich odruchy, tj. drogi wyładowywania pobudzeń. Sieć odruchów uaktywnia działanie efektorów (np. mięśni, gruczołów). Aktywność odruchowa trwa dotąd, aŝ określone przez nią działania organizmu nie rozładują pobudzeń. Jej pozytywny wynik osłabia nieprzystosowane do wyładowywania pobudzeń drogi sieci neuronowej, a stabilizuje najlepiej przystosowane, tak Ŝe gdy sytuacja pobudzeniowa się powtarza, współzawodnictwo w wyładowaniu pobudzeń wygrywają najlepiej przystosowane drogi wyładowywania się pobudzeń. Tak powstają nowe odruchy (jest to uczenie się). Opisany mechanizm psychofizyczny włączony jest w materialną kooperację międzyludzką, w której aktywność biologiczna człowieka tworzy łańcuchy działań identyfikujących rzeczy jako takie a nie inne, jako obiekty. Systemy odruchów identyfikujących obiekty wytwarzają pojęcia, tj. wzorce aktywności neuronów reprezentujące obiekty i zarazem będące zewnętrzną określonością tych obiektów, a wyładowywanie pobudzeń uaktywniających zespoły pojęć staje się procesem myślenia. Wyładowywanie pobudzeń pojęć ma więc charakter ewolucyjny. Współzawodnictwo o identyfikację obiektów przegrywają te pojęcia, wyładowywanie pobudzeń których nie prowadzi do efektywnej identyfikacji obiektu. Procesy myślenia są więc włączone w materialny system związków pomiędzy rzeczami, tj. system wzajemnych odniesień rzeczy. W ramach tego systemu, po uaktywnieniu (włączeniu) tych związków, rzeczy staną się czymś, staną się danym obiektem, i dopiero wtedy, a nie wcześniej, powstanie odniesienie podmiotu do przedmiotu poznania (odniesienie do odniesienia), a przedmiot będzie mógł być rozpoznany jako ten a nie inny obiekt na ekranie świadomości. Najpierw dokona się to w systemie komunikacji międzyludzkiej tak się kształtuje świadomość społeczna, a następnie, dzięki temu i nie wcześniej, identyfikacja tego obiektu zostanie uwewnętrzniona w umyśle tak się przejawia samoświadomość. W tym sensie umysł jest realizacją uniwersalnego systemu identyfikacji obiektów. PoniewaŜ system ten takŝe jest obiektem, sam musi siebie identyfikować taka jest uniwersalna przesłanka świadomości. Oczywiście, umysł jako taki system istnieje w specyficznych dla Ŝycia człowieka warunkach. Współczesne odkrycia neuropsychologii wskazują na to, Ŝe świadomość jest wynikiem przebiegania przez mózg fal aktywności mózgu, tj. powtarzających się, zgodnie z określonymi wzorcami, wyładowań elektrycznych stabilizujących (wzmacniających, utrwalających) procesy psychiczne, mające znaczenie dla wyładowania pobudzeń organizmu (wzmacnianych lub hamowanych przez napędy reprezentujące zaspokajanie potrzeb), identyfikujących waŝne dla człowieka obiekty. Podczas snu powstają lub są usuwane róŝnorakie struktury aktywności człowieka słabo słuŝące lub nie słuŝące identyfikacji obiektów, a na jawie w procesach ewolucyjnych wygrywają te spośród nich, które są najlepiej przystosowane do identyfikacji obiektów. Jeśli procesy te są wzmacniane, to nazywamy je uwagą, a jeśli utrwalane, 6 Zdaniem W. H. Calvina myślenie jest procesem ewolucyjnym. Ewolucji podlegają współzawodniczące ze sobą wzorce aktywności neuronów mózgu: W. H. Calvin, Jak myśli mózg, Warszawa 1997, s. 145-177. 7 Prezentowana poniŝej wiedza jest wynikiem przemyśleń dokonanych na podstawie artykułów ukazujących się w miesięczniku Świat Nauki w okresie ostatnich dziesięciu lat. 9

to wolą. System wzajemnych odniesień, o których jest tu mowa, istnieje niezaleŝnie od człowieka, co oznacza Ŝe rozpoznanie rzeczy jako obiektu moŝliwe jest tylko wtedy, gdy człowiek uczestniczy w tym systemie. Niestety, osiągnięcia psychologii XX wieku ciągle w niewielkim stopniu wykorzystywane są przez filozofów, a w naukach ścisłych głównie przez logików, matematyków i informatyków, którzy jak się zdaje obawiają się posądzenia o psychologizm, wikłając się w nieustających sporach pomiędzy intuicjonizmem a konstruktywizmem, empiryzmem a racjonalizmem (aposterioryzmem a aprioryzmem), reprezetacjonizmem a realizmem, determinizmem a indeterminizmem, nominalizmem a realizmem, pomiędzy kompetencjami interpretacyjnymi wyraŝania wiedzy w języku a stosowaniem zasad kompozycyjności języka w procesie komunikacji międzyludzkiej, czy pomiędzy róŝnymi poglądami na stosunek prawdziwości wyraŝeń języka do poznawanej prawdy, a w szczególności pomiędzy róŝnymi poglądami na stosunek zjawisk psychofizycznych do mentalnych, np. monizmem anomalnym D. Davidsona 8 a epifenomenalizmem P. F. Strawsona 9. Psychologia poznawcza i pedagogika w okresie przed rozpowszechnieniem się w XX w. rewolucyjnych wyników badań Piageta nad myśleniem dziecka była pod silną presją mitu o zmysłowym pochodzeniu poznania ludzkiego. Sądzono, Ŝe człowiek poznaje świat zmysłowo, drogą oglądu przedmiotów poznania i oglądu czynności wykonywanych w procesie poznania, jak i innych czynności oraz poprzez ich naśladownictwo i częste powtarzanie. Powstałe w ten sposób ślady w pamięci uznawano za nabytą wiedzę o świecie. UtoŜsamiano więc nabywanie wiedzy z procesem poznania Poglądy te, które były kiedyś powszechne wśród pedagogów, są teŝ często spotykane współcześnie u przedstawicieli róŝnych nauk. U przyrodników przyjmują zdroworozsądkową formę ich światopoglądu. W psychologii, pomimo ogromnych postępów genetyki, biochemii, biofizyki, a przede wszystkim neurofizjologii, wracają jak bumerang mody na behawioryzm i psychologię introspektywną, bez próby uzgodnienia modeli umysłu z wymienionymi osiągnięciami nauki. Natomiast pedagodzy, dość często proces dydaktyczny sprowadzają do szeregu technik mnemotechnicznych (technik zapamiętywania) i systemu oceniania oraz motywowania za pomocą kar i nagród. Dzieje się tak pomimo, Ŝe zarówno teoria Pawłowa odruchów warunkowych, jak i teoria Piageta dynamicznych struktur poznawczych, zostały dobrze zweryfikowane przez duŝą liczbę eksperymentów. Świadczy to o tym, Ŝe pogląd o toŝsamości poznania i nabywania wiedzy (zapamiętywania przetwarzanych w umyśle informacji) stał się współcześnie mitem dość trudnym do wykorzenienia bez przyjęcia postawy deterministycznej wobec badań. Zgodnie z koncepcją Piageta 10 dotyczącą rozwoju myślenia, to co człowiek doświadcza w rzeczywistości poznawczej zostaje uwewnętrznione (podlega interioryzacji) w dynamicznych strukturach operacji psychicznych będących analogiem rzeczywistych operacji doświadczanych przez niego. Tym samym, tak uwewnętrznione doświadczenia stają się operacjami umysłowymi adekwatnymi do rzeczywistych operacji. Tak więc, człowiek uczy się działać adekwatnie do rzeczywistości. Tę zasadę uczenia nazywamy zasadą adekwatności. I tak, uczestnicząc w wykonywaniu operacji emocjonalno-wolicjonalnych jakiejś grupy społecznej, związanym z ocenianiem członków grupy, człowiek 11 krytykowany uczy się potępiać, otoczony wrogością uczy się agresji, Ŝyjący w strachu uczy się lękliwości, 8 D. Davidson, Zdarzenia mentalne, w: D. Davidson. Eseje o prawdzie, języku i umyśle, wstęp i wybór B. Stanosz, PWN, Warszawa 1992. 9 P. F. Strawson, Indywidua, PAX, Warszawa 1980. 10 J. Piaget, Psychologia i epistemologia, PWN, Warszawa 1977; J. Piaget, Studia z psychologii dziecka, PWN, Warszawa 1966. 11 Wypunktowane tezy podano za G. Dryden, J. Vos, Rewolucja w uczeniu, Wydawnictwo Moderski i S-ka, Poznań 2000, s. 104. 10

doświadczający litości uczy się rozczulać na sobą, wyśmiewany uczy się nieśmiałości, otoczony zazdrością uczy się zawiści, zawstydzany uczy się poczucia winy, zachęcany uczy się wiary w siebie, otoczony wyrozumiałością uczy się cierpliwości, chwalony uczy się wdzięczności, akceptowany uczy się kochać, otoczony aprobatą uczy się lubić siebie, otoczony uznaniem uczy się, Ŝe dobrze mieć cel, Ŝyjący w otoczeniu, które potrafi się dzielić, uczy się hojności, traktowany uczciwie uczy się prawdy i sprawiedliwości, Ŝyjący w poczuciu bezpieczeństwa uczy się ufności, otoczony przyjaźnią uczy się radości Ŝycia. W przypadku, gdy człowiek doświadcza sytuacji, w których podejmuje się decyzje np. zdobywając i porządkując wiedzę, wykonując zadania i rozwiązując problemy z róŝnych dziedzin Ŝycia i nauk, uczestniczy w wykonywaniu wielu operacji psychofizycznych na obiektach materialnych i abstrakcyjnych, kształtujących struktury operacyjne myślenia 12 : doświadczając tego co jest powtarzalne w wykonywaniu operacji, poprzez asymilację i odwracalność tych operacji, uczy się generalizowania i kształtuje pojęcia abstrakcyjne, doświadczając róŝnorodności, uczy się konkretyzowania oraz kształtuje pojęcia konkretne, a takŝe uczy się egzemplifikacji pojęć abstrakcyjnych, uczestnicząc w operacjach łączenia obiektów uczy się tworzyć pojęcia złoŝone, uczestnicząc w operacjach podziału obiektów uczy się tworzenia klasyfikacji pojęć i rozróŝniania podrzędności oraz nadrzędności pojęć, uczestnicząc w wykonywaniu operacji na obiektach abstrakcyjnych (np. pojęciach abstrakcyjnych, czy teŝ obiektach w sensie komputerowych metod obiektowych) uczy się myśleć abstrakcyjnie - nie zawsze poprawnie, uczestnicząc w wykonywaniu adekwatnych do rzeczywistych operacji na obiektach abstrakcyjnych określonych adekwatnie do rzeczywistych uczy się myśleć nie tylko abstrakcyjnie, ale i adekwatnie, tj. poprawnie. Podsumowując badania Piageta i kontynuatorów tych badań, przyjmujemy postulat, skądinąd, nie spekulatywny, lecz stanowiący uogólnienie eksperymentalnych wyników, iŝ wszelkie struktury i operacje logiczne, jak i matematyczne, nim zostaną teoretycznie uświadomione przez jednostkę, czy teŝ odkryte prze naukę, występują uprzednio obiektywnie jako struktury skoordynowanych działań skutecznych jednostek i społeczeństwa tak materialnych, jak i duchowych. Więcej, koordynacja tych działań składa się z działań zbiegających się z dowolnymi przekształceniami wszechświata, podlega więc prawom uniwersalnym. Przyjmujemy zatem za Piagetem, ze proces poznawczy człowieka ma charakter czynnościowy. Człowiek uczestnicząc czynnościowo w danym porządku rzeczy, tj. pośrednicząc w deterministycznych łańcuchach wzajemnych odniesień zdarzeń określających rzeczy jako takie a nie inne, dokonuje interioryzacji tego porządku rzeczy. Co oznacza, Ŝe na drodze wielu czynności odruchowych włączonych w porządek rzeczy, a tym samym częściowo tworzącym go, wytwarzane są w mózgu (w umyśle) człowieka dynamiczne struktury poznawcze (jako zespoły mechanizmów odruchowych), które utrwalają się, a następnie ujawniają się w czynnościach umysłu jako analog (model) czynnościowy tego porządku rzeczy. Wynika stąd, Ŝe wszelkie pojęcia powstające w 12 E. Bryniarski, Rola adekwatności wytworów systemów multimedialnych w kształtowaniu umiejętności myślenia ucznia (Głos w dyskusji nad uniwersyteckim nauczaniem logiki), Filozofia Nauki Rok X, 2002. Nr 2(38), s.65 71. 11

umyśle człowieka są swoistym przedłuŝeniem rzeczywistych mechanizmów powstawania obiektów, których te pojęcia dotyczą. Np. człowiek posługując się pojęciem ognia uaktywnia rzeczywiste mechanizmy: psychofizyczne, fizyczne, chemiczne, itp., w których ogień moŝe zapłonąć. W tym celu moŝe uŝyć zapałek lub zapalniczki. Odkrycie śladów dinozaura jest deterministycznym przedłuŝeniem w czasie i przestrzeni, Ŝyjących kiedyś tych zwierząt Badane widmo światła gwiazdy odległej od Ziemi o wiele lat światła jest przedłuŝeniem przejawów jej istnienia z przed wielu lat. To samo dotyczy pojęć abstrakcyjnych, które są przedłuŝeniem wspólnych dla danej grupy ludzi, w sposób powtarzalny działających, mechanizmów poznawczych (mechanizmów generalizacji). Tak więc w sensie psychologicznym pojęcie (przedmiot ejdetyczny) jest analogiem i zarazem podsystemem pewnych systemów iteracyjnych, w których człowiek uczestniczy, tj. systemów rzeczywistości, w ramach których poznawany obiekt powstawał oraz w ramach których człowiek moŝe wykonywać operacje, dające w wyniku identyfikację obiektu, odnoszącego się do danego pojęcia (przedmiotu ejdetycznego), np. połączenia w umyśle rzeczy o wspólnych cechach lub połączenia ich za pomocą komunikacji międzyludzkiej. W istocie rzeczy, człowiek nie kształtuje Ŝadnego pojęcia, które by się nie odnosiło do jakiegoś systemu iteracji istniejącego niezaleŝnie od jego woli i świadomości. Dotyczy to teŝ myślenia. Organizm człowieka uczestniczy w interaktywnym systemie komunikacji ludzkiej między człowiekiem a człowiekiem, człowiekiem a wytworem cywilizacji (w tym szeroko rozumianej kultury), człowiekiem a przyrodą. System ten jest właśnie systemem iteracji obejmującym całokształt operacji na tekstach rozumianych jako dowolne materialne wytwory kultury (w tym modele neurofizjologiczne tych wytworów, a takŝe hierarchie zachowań i systemy interakcji odnoszące się do innych wytworów, np. systemy społeczne, gospodarcze, techniczne, itp.). W wyniku wykonywania operacji na tekstach wytworzony zostaje w umyśle człowieka analog procesów komunikacji proces myślenia, który na ekranie świadomości postrzega on jako myśli, a następnie wyraŝa w języku (chociaŝ część z nich jawi się od razu jako tzw. mowa wewnętrzna). Myśli człowieka są zatem formowane zgodnie z tymi samymi prawami co teksty w systemie iteracji obejmującym operacje na tekstach. Ponadto, niezaleŝnie od umiejętności myślenia, uniwersalne prawa formowania zdarzeń we wszechświecie są zarazem prawami formowania myśli, jako Ŝe myśli takŝe są zdarzeniami, a systemy myślenia słuŝące identyfikacji uniwersalnych zdarzeń są uniwersalnymi systemami. Nie oznacza to, Ŝe zawsze prawa myślenia są prawami uniwersalnymi, gdyŝ niektóre fragmenty rzeczywistości poznawczej człowieka (tj. tej którą człowiek poznaje) mogą mieć charakter lokalny (np. ideologiczny czy polityczny), a nie uniwersalny, co oznacza Ŝe w procesie poznania dostępna jest dla niego prawda subiektywna, nie zawsze pokrywająca się z obiektywną. Oczywiście, to co jest uniwersalne jest częścią tego co jest obiektywne, a więc poznanie tego co uniwersalne jest poznaniem prawdy obiektywnej. W tym kontekście logika formalna odnosi się do uniwersalnych praw przetwarzania informacji we wszechświecie, które przejawiają się w procesach komunikacji międzyludzkiej za pośrednictwem przetwarzania tekstów przetwarzania formalnego. Tak więc, jeŝeli umysł pewnego człowieka stosuje logikę przyrodzoną, zarządzająca przetwarzaniem informacji w jego układzie nerwowym, to moŝe wykorzystywać takŝe logikę formalną. Jest to silny argument na rzecz racjonalizmu. 12

1.1.5 Logiczne podstawy dydaktyki informatyki Pojęcie prawdy Od tysięcy lat uczeni, nie tylko z kręgu kultury europejskiej, uwaŝają, Ŝe w swoich badaniach naukowych poszukują prawdy, Ŝe ich rozprawy naukowe zawierają prawdy, czy teŝ, Ŝe wyraŝane w języku danej nauki wyniki badań naukowych są prawdziwymi zdaniami. Refleksja teoriopoznawcza nad róŝnorodnością występujących w literaturze naukowej i filozoficznej znaczeń pojęć prawdy i prawdziwości prowadzi do następującej konceptualizacji wiedzy o prawdzie: Prawda lub system prawdy jest tym co dla człowieka czyni rzeczy jawnymi, nie skrytymi i widzialnymi przez umysł. Człowiek nie tworzy prawdy, lecz uczestniczy w prawdzie albo pozostaje poza nią. Prawda istnieje niezaleŝnie od woli ludzkiej, ale od woli poszukiwania prawdy zaleŝy to, czy człowiek będzie w niej uczestniczył, czy teŝ nie. Metaforycznie: człowiek znajdujący się na drodze ku prawdzie moŝe uczestniczyć w prawdzie. To co czyni rzeczy dostępnymi dla człowieka jest wcześniej zawarte w jego rozwoju ontogenetycznym, filogenetycznym oraz kulturowym, skierowując człowieka ku prawdzie. W dalszym ciągu ograniczymy się w opisie prawdy tylko do racjonalnych aspektów przetwarzania informacji za pośrednictwem technologii informacyjnej, tj. do odpowiedzi na pytanie: kiedy wynikiem przetwarzania informacji jest informacja zgodna z rzeczywistością obiektywną, w której to rzeczywistości ta informacja jest przetwarzana i do przedmiotów której się odnosi. Zadawanie tego pytania przez nauczycieli oraz odpowiedź na nie posiada kluczowe znaczenie w procesie kształcenia wspomaganego technologią informacyjną, gdyŝ uŝycie tej technologii nie powinno odgradzać ucznia od współczesnego świata, ale powinno pozwolić mu uzyskać takie kompetencje, które są potrzebne w uczestniczeniu w świecie z poŝytkiem dla siebie i innych ludzi. Posługując się technologią informacyjną w procesie dydaktycznym naleŝy mieć na uwadze następujące postulaty znaczeniowe (ustalające rozumienie wprowadzanych terminów): Przetwarzanie informacji słuŝy uzgadnianiu informacji dotyczącej trzech dziedzin: poznania: rzeczywistości obiektywnej, systemu wiedzy, struktury rzeczywistości obiektywnej. Składają się one na system zwany systemem prawdy lub krótko prawdą. Informacja o strukturze rzeczywistości obiektywnej ustala wszystkie stany rzeczy, które mają w rzeczywistości miejsce. Stany rzeczy, krótko stany, są to wszelkie określoności współwystępujących rzeczy: uporządkowanie, związki i powiązania, z udziałem człowieka lub nie. W formalnym ujęciu stany rzeczy mogą być traktowane jako wyróŝnione rzeczy, lub uporządkowane układy (n-tki) rzeczy. Zachodzące stany są realizacjami współwystępowania rzeczy w ramach danej rzeczywistości (struktury relacyjnej) są zgodnymi z relacjami (wyróŝnionymi w rzeczywistości) oddziaływaniami, zachowaniami organizmów Ŝywych, działaniami maszyn, itp., tworzącymi uporządkowanie, związki i powiązania rzeczy. Np. kolor przedmiotu będący oddziaływaniem światła odbitego od przedmiotu na mózg człowieka za pośrednictwem oczu jest zachodzącym stanem rzeczy. Zachodzące stany rzeczy zwane są takŝe faktami, a nie posiadające realizacji uporządkowanie, związki i powiązania rzeczy zwane są kontrfaktami. Na system wiedzy składają się trzy dziedziny działalności poznawczej człowieka: rzeczywistość poznawcza, baza wiedzy, struktura poznawcza, 13

Rzeczywistość poznawcza jest rzeczywistością uformowaną przez człowieka w procesach kulturotwórczych i poznawczych, tj. jest uczłowieczoną rzeczywistością obiektywną. Wiedza jest informacja o przetwarzaniu informacji o pewnej dziedzinie działalności poznawczej i/lub praktycznej. W tym sensie, wiedza jest informacją przetwarzaną przez umysł człowieka. Przetwarzanie informacji przez umysł odbywa się w ten sposób, Ŝe informacja najpierw jest kodowana, tj. reprezentowana w mechanizmach kulturowych i psychofizycznych człowieka jako teksty, a następnie teksty te są przetwarzane i dekodowane w umyśle jako nowo uformowana informacja. Proces formowania wiedzy jest wynikiem komunikowania się ludzi pomiędzy sobą, komunikowania ludzi z przyroda, komunikowania się ludzi z maszynami, jest więc interpersonalny. Wiedza jest informacją o stanach rzeczy mających miejsce w rzeczywistości poznawczej człowieka. Jednostkami wiedzy są pojęcia wiedza o obiektach, oraz sądy wiedza o związkach pomiędzy obiektami. Wiedza nie jest zatem toŝsama z nośnikami informacji stosowanymi w środkach przekazu, a jedynie moŝe być wyraŝona w róŝnych systemach znakowych, w tym, w języku naturalnym lub sztucznym (np. sformalizowanym, czy teŝ komputerowym). Ta sama wiedza moŝe więc być róŝnie wyraŝona. Wiedza wskazuje na stany rzeczy, tj. posiada konotację, a następnie jest kodowana w rzeczywistości obiektywnej w taki sposób, Ŝe w wyniku denotacji wiedzy w tej rzeczywistości powstaje odniesienie zakodowanej informacji (reprezentacji wiedzy) do przedmiotów, określonych przez wskazane stany rzeczy. Reprezentacją wiedzy odnoszącej się do rzeczy są terminy, a reprezentacją wiedzy o kształtowaniu, czy teŝ dokładniej, formułowaniu wiedzy o rzeczach są formuły. W systemie wiedzy wyraŝonej w sformalizowanym języku, terminy są termami tego języka, a formuły formułami tego języka. Baza wiedzy jest systemem formującym wiedzę za pomocą operacji i reguł w oparciu o terminy i formuły (ustalenia) reprezentujące wiedzę o rzeczywistości poznawczej. Baza wiedzy jest zatem systemem formowania wiedzy za pośrednictwem przetwarzania tekstów. Operacje określają nowe terminy lub formuły, na podstawie innych terminów lub formuł, a reguły wyprowadzają z jednych jednostek wiedzy inne jednostki wiedzy. Baza wiedzy daje się rozszerzyć do metabazy wiedzy, do której naleŝy wiedza, zwana metawiedzą, tj. wiedza o tym, Ŝe dana wiedza jest wiedzą o stanach rzeczy mających miejsce w rzeczywistości poznawczej, innymi słowy, Ŝe wiedza jest spełniona w rzeczywistości poznawczej przez przypisanie jej odpowiednich stanów rzeczy (tj. przez waluację i ewaluację). Ustaleniami są formuły spełnione w rzeczywistości poznawczej przez przypisanie im pewnych stanów rzeczy. Struktura rzeczywistości poznawczej ustala wszystkie stany rzeczy określone przez metawiedzę. Kontekstem sytuacyjnym jest częściowa funkcja dana a priori, która terminy, formuły i funktory określające wiedzę w pewnym podsystemie bazy wiedzy wiąŝe jednoznacznie z odpowiadającymi składnikom tego podsystemu rzeczami, cechami, relacjami pomiędzy rzeczami i operacjami na rzeczach umiejscowionych w dostępnym poznaniu podsystemie rzeczywistości obiektywnej (który nie koniecznie jest podsystemem rzeczywistości poznawczej). Kodowanie dla wszystkich kontekstów sytuacyjnych ustala reprezentację, która dostępnym poznaniu podsystemom rzeczywistości obiektywnej przypisuje pewne odbicie rzeczywistości obiektywnej w systemie wiedzy (model tej rzeczywistości, będący pewnym podsystem bazy wiedzy). Jedynymi jednostkami wiedzy 14

reprezentującymi rzeczywistość obiektywną są ustalenia, spełnione dla danego kontekstu sytuacyjnego w dostępnym poznaniu podsystemie rzeczywistości obiektywnej. Odbicie (obraz) rzeczywistości obiektywnej jest całokształtem terminów i formuł wyprowadzalnych w bazie wiedzy w oparciu o ustalenia i terminy reprezentujące rzeczywistość obiektywną w tym samym kontekście sytuacyjnym, tj. pewien podsystem bazy wiedzy ustalający całokształt terminów i formuł spełnionych dla danego kontekstu sytuacyjnego w dostępnym poznaniu podsystemie rzeczywistości obiektywnej. Kontekst sytuacyjny ograniczony do terminów jest odniesieniem tych terminów do konkretnych rzeczy. Denotacja wiedzy jest to funkcja częściowa, dana a priori, która dla danych kontekstów sytuacyjnych, pozwala terminom i formułom naleŝącym do danego odbicia rzeczywistości przypisać stany rzeczy naleŝące do struktury rzeczywistości obiektywnej. Denotacja wiedzy jednostkom wiedzy przypisuje zbiór kontekstów sytuacyjnych, w których te jednostki wiedzy są spełnione w rzeczywistości obiektywnej, a jednostce wiedzy występującej w tych kontekstach sytuacyjnych, przypisuje stany rzeczy, o których dana jednostka wiedzy informuje. Przejaw rzeczywistości obiektywnej (nieskrytość, jawność) jest tym co ustala dla danego kontekstu sytuacyjnego stany rzeczy będące wynikiem denotacji jakiejś wiedzy. Podsumowując, uczestniczenie w prawdzie moŝna przedstawić za pomocą następującego diagramu 1: Uczestniczenie w systemie prawdy System wiedzy Rzeczywistość obiektywna Struktura rzeczywistości obiektywnej Diagram 1 15

Natomiast uczestniczenie w systemie wiedzy przedstawia diagram 2. Uczestniczenie w systemie wiedzy Struktura poznawcza Baza wiedzy Rzeczywistość poznawcza Diagram 2 Jednostki wiedzy uczestniczą w systemie prawdy, gdy dla pewnego systemu prawdy są ustaleniami w systemie wiedzy lub dla pewnego kontekstu sytuacyjnego spełniają jeden z warunków: reprezentują rzeczywistość obiektywną, posiadają denotację, informują o tym, jak przejawia się rzeczywistość obiektywna w tym kontekście. Jednostki wiedzy uczestniczą w systemie wiedzy, gdy w procesie waluacji są przypisane stanom rzeczy naleŝącym do struktury poznawczej, w taki sposób, aby w procesie ewaluacji, tj. w procesie sprawdzania (kontroli) zgodności tego przypisania z rzeczywistością poznawczą, przypisanie to było zgodne takŝe z warunkami spełniania. Spełnianie przy danej waluacji jest w tym sensie złoŝeniem tej waluacji z ewaluacją. Jednostki wiedzy są prawdziwe, gdy uczestniczą w pewnym systemie prawdy. Wtedy dla pewnego systemu wiedzy są spełnione w rzeczywistości poznawczej, są one spełnione w dostępnym poznaniu podsystemie rzeczywistości, dla pewnego kontekstu posiadają denotację. 16

1.1.6 Logiczna analiza tekstu Większość współczesnych środków informatycznych obsługujących Internet wykorzystuje lepiej lub gorzej określone operacje i reguły logicznej analizy tekstu. W tym kontekście, znajomość przez nauczycieli metod logicznej analizy tekstu wydaje się być dobrze uzasadniona. Zapoznanie się z ta dziedzina moŝna rozpocząć od ksiąŝki Witolda Marciszewskiego Metody analizy tekstu naukowego (1981 r.). ChociaŜ praca ta była przygotowana dla wydawnictwa jako poradnik, czy przewodnik po wskazanej w tytule ksiąŝki dziedzinie wiedzy, przeznaczony dla nauczycieli akademickich i studentów, to takŝe prezentowała nowatorskie idee oraz wytyczała nowe kierunki badań. Zwłaszcza prekursorskie było zaproponowanie, jako głównego celu logicznej analizy tekstu, badania logicznego związku pomiędzy tematem a rematem, tj. pomiędzy tymi fragmentami tekstu, które reprezentują wiedzę potrzebną do wyznaczenia innej wiedzy, a tymi fragmentami tekstu, które reprezentują wiedzę wyznaczoną na podstawie tematu. W tym ujęciu, istotą poprawności logicznej jednostki tekstu jest występowanie logicznego stosunku pomiędzy tematem i rematem. Ten związek logiczny ustala się dokonując formalnego opisu relacji określających zwartość tematyczną tekstów z danej dziedziny wiedzy, do której naleŝy analizowany tekst. Analizowane relacje zwane są relacjami nawiązywania. Na podstawie tych relacji wyprowadzane są jedne teksty z drugich, adekwatnie do wyznaczania jednej wiedzy przez drugą. W sensie wyprowadzalności tekstów, w dowolnym wyprowadzeniu jedne teksty są następnikami innych, w tym teksty wyprowadzane (rematy) są następnikami tekstów (tematów), z którymi pozostają w relacji nawiązywania. Z tego powodu, do badania struktury tematycznej tekstu moŝna zastosować aparat pojęciowy teorii krat. Ze względu na znaczenie pojęć tematu i rematu dla analizy tekstu, postuluje się utworzenie teorii, którą autor omawianej pracy proponuje nazwać logiczną teorią tekstu. Formalizacja języka dziedzin wiedzy Omówimy teraz standaryzację procedur logicznej analizy tekstu określoną przez wymogi programowania logicznego. W dowolnym systemie reprezentacji wiedzy reprezentowana jest wiedza z pewnej dziedziny. Język, w którym wyraŝana jest ta wiedza nazywamy językiem tej dziedziny wiedzy. Istotą programowania logicznego jest 1) taka formalizacja tekstu zadania, wyraŝonego w języku jakiejś dziedziny wiedzy, która reprezentuje wiedzę logiczną o danych i faktach, do których odwołuje się (nawiązuje) tekst zadania, a więc reprezentacja tego co jest dla tego tekstu i dla danej dziedziny wiedzy tematem, utoŝsamianym w programowaniu logicznym z siecią semantyczną, 2) formalizacja relacji nawiązywania, ustalających sekwencje operacji prowadzących od danych i faktów do innych danych i faktów lub do nowych danych (szukanych) i ustaleń (tj. do rematu); w programowaniu logicznym sekwencjom tych operacji odpowiada przestrzeń rozwiązań, a zbiorowi relacji nawiązywania - baza wiedzy, 3) formalizacja wszystkich faktów określonych przez relacje nawiązywania występujące w tekście zadania; w programowaniu logicznym reprezentacji tych faktów odpowiada dynamiczna baza danych, 4) formalizacja zbioru danych, niekoniecznie występujących w tekście zadania, do których trzeba się odwołać, aby uzyskać to co jest szukane; w programowaniu logicznym odpowiada temu zewnętrzna baza danych, 5) formalizacja zapytań, określających to co szukane i co ma być ustalone, a więc reprezentacja tego co jest dla danego tekstu zadania rematem. 17