CC BY
17
Человек и образование. 2022. № 1. С. 148-156.
Научная статья УДК 37.01
doi: 10.54884^181570410020010-6
АДАПТАЦИЯ ПРОЦЕДУРЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ЛОКАЛЬНЫХ СИСТЕМ ОБУЧЕНИЯ К ТРЕБОВАНИЯМ СИСТЕМНОЙ ИНЖЕНЕРИИ
Андрей Николаевич Печников1, Юлия Сергеевна Остроумова2^
1,2Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного, Санкт-Петербург, Россия 1 pan287@yandex.ru , https://orcid.org/0000-0002-0111-868X 2Hsinklit@mail.ru, https://orcid.org/ 0000-0003-2418-4505
Аннотация. В статье уточняются требования системной инженерии к процедуре проектирования локальных систем обучения. На основе сравнительного анализа этих требований с общепринятой в педагогике процедурой проектирования процесса обучения выявляется существо несоответствий отдельных процедур педагогического проектирования требованиям системной инженерии. Анализируются причины возникновения выявленных несоответствий и подходы к их устранению. В качестве основной причины возникновения выявленных несоответствий рассматривается различие в подходах системной инженерии (прагматический подход) и педагогики (научно-исследовательский подход) к определению целей проектирования. Обосновывается перспективность разработки практического (прагматического) варианта педагогического проектирования и приводится вариант V-модели метода системной инженерии, который ориентирован на разработку локальных систем обучения.
Ключевые слова: проектирование, инженерия, локальная система обучения, система систем. Для цитирования: Печников А.Н., Остроумова Ю.С. Адаптация процедуры проектирования локальных систем обучения к требованиям системной инженерии //Человек и образование. 2022.№1. с.148-156. http:dx.doi.org/ 10.54884/S181570410020010-6
Original article
ADAPTATION OF THE PROCEDURE FOR DESIGNING LOCAL LEARNING SYSTEMS TO THE REQUIREMENTS OF SYSTEM ENGINEERING
Andrey N. Pechnikov1, Yuliya S. Ostroumova2M
1,2 Military academy of communications named after Marshal of the Soviet Union S. M. Budyonny, St.Petersburg, Russia
1 pan287@yandex.ru , https://orcid.org/0000-0002-0111-868X 2H sinklit@mail.ru ,https://orcid.org/ 0000-0003-2418-4505
Abstract. The article clarifies the requirements of system engineering for the procedure of designing local learning systems. On the basis of comparative analysis of these requirements with the procedure of designing the learning process generally accepted in pedagogy, the essence of the inconsistencies of individual pedagogical design procedures with the requirements of system engineering is revealed. The causes of the identified inconsistencies and approaches to their elimination are analyzed. The difference in the approaches of system engineering (pragmatic approach) and pedagogy (research approach) to the definition of design goals is considered as the main cause of the identified inconsistencies. The prospects of developing a practical (pragmatic)
variant of pedagogical design are substantiated and a variant of the V-model of the system engineering method is presented, which is focused on the development of local learning systems. Keywords: design, engineering, local training system, system of systems.
For citation: Pechnikov A. N., Ostroumova Y. S. Adaptation of the procedure for designing local learning systems to the requirements of system engineering// Man and education. 2022(1): pp.148-156. (In Russ). http:dx.doi.org/ 10.54884/S181570410020010-6
Введение. Переход к формулировке требований к выпускникам вузов в виде компетенций, измеряемых в градациях "знать", "уметь", "владеть", породил необходимость внедрения в образовательный процесс вузов инновационных технологий обучения, каждая из которых является продуктом педагогического проектирования. Анализ практики внедрения инновационных технологий обучения выявил противоречия: 1) между общепринятым мнением о целевой направленности педагогического проектирования на рост эффективности образовательного процесса вуза и отсутствием положительной взаимосвязи показателей успешности обучения с числом внедренных педагогических инноваций. Наличие этого противоречия потребовало проведения ряда пилотажных экспериментов и подробного анализа их результатов в целях выявления характеристик педагогического проектирования как методологического средства дидактики;
2) между практической (прагматической) направленностью методической деятельности профессорско-преподавательского состава на повышение эффективности образовательного процесса вуза и научно-исследовательской направленностью педагогического проектирования как методологического средства достижения этой главной цели методической деятельности;
3) между постулируемой в педагогике зависимостью результатов обучения от особенностей контингента обучаемых и отсутствием в практике педагогического проектирования действий по учету этих особенностей. Существование перечисленных противоречий определило актуальность решения научно-педагогической проблемы разработки такого подхода к педагогическому проектированию, который
непосредственно ориентирован на решение задач методической деятельности профессорско-преподавательского состава и повышение качества образовательного процесса вуза, а не на развитие предметной области педагогики. Исходные концептуальные подходы к решению этой проблемы были опубликованы авторами [1, с. 7-16; 2, с. 13-20].
Представленная статья является развитием опубликованных идей авторов и посвящена проблеме адаптации методов педагогического проектирования к целям и требованиям системной инженерии, совпадающим с целями методической работы преподавательского состава вузов.
Базовые понятия и положения. Нами введено понятие локальной системы обучения (ЛСО) как "системы непосредственного взаимодействия обучающего и обучаемых, осуществляемого для достижения конкретных учебных целей при имеющихся условиях реализации образовательного процесса и характеристиках контингента обучаемых" [1, с.13]. С позиций системной инженерии ЛСО классифицирована как "система систем (SoS)", представляющая собой "упорядоченную совокупность систем, контролируемых группой стейкхолдеров (стейкхолдер -лицо, полномочное принимать решения по контролируемой системе и распоряжаться всем, что в границах этой системы - прим. авторов), и возникающую в результате агрегирования независимых и пригодных к работе систем в более крупную систему" [3, с. 145]. ЛСО может быть представлена в двух видах: 1) если все обучаемые приняли цели обучения, то ЛСО образуется как общепризнанная SoS; 2) если преподавателю не удалось активизировать учебную мотивацию до необходимого уровня у всех обучаемых, то ЛСО возникает как коллаборативная SoS, в которой отдельные обучаемые могут
как самоустраниться от выполнения своих учебных функций, так и противодействовать реализации этих функций другими обучаемыми.
Успешность метода системной инженерии при проектировании комплексных систем обеспечивается за счет выполнения трех требований: выявление полной проектной ситуации, включающей как внешние требования к проектируемой системе, так и особенности стейкхолдеров, которые должны войти в ее состав; выявление некоторого множества альтернативных проектных решений и последующий поиск оптимального сочетания выявленных альтернатив в структуре проектируемой системы; признания частных проектных решений приемлемыми только после их успешной верификации, а процесса создания проектируемой системы законченным - после ее успешной валидизации. При этом в [2] было показано, что способы выполнения требований, успешно применяемые при проектировании комплексных систем, в отношении SoS не работают. При всех достижениях системной инженерии задача обеспечения успешного проектирования SoS до сих пор не решена, а во всех успешных случаях проектирования SoS была сделана "опора на гуманитарные дисциплины социологии, политологии, психологии, педагогики, конфликтологии и т. п." [4, с. 196], т.е. именно разработанные в гуманитарных дисциплинах подходы обеспечили успешность этих реализаций. Получен вывод, что поиск способов выполнения требований метода системной инженерии в сфере проектирования ЛСО следует искать в анналах педагогики.
Выполнение требований метода системной инженерии в сфере педагогического проектирования. Этот анализ представляется целесообразным начать с уточнения содержания требований системной инженерии применительно к тому виду гуманитарных SoS, которым является ЛСО, и далее выяснить, какие из общепринятых в педагогике этапов проектирования процесса обучения нуждаются в адаптации к обозначенным требованиям.
Выполнение требования выявления полной проектной ситуации в отношении
ЛСО затруднено из-за отсутствия достоверных данных о влиянии характеристик обучающего, обучаемых и схем их взаимодействия на результаты обучения. Вариант таких данных был представлен Ю.С. Остроумовой в [5] в виде комплекса факторов, обусловливающих результаты обучения. К числу таких факторов были отнесены следующие характеристики ЛСО [5, с. 238]: 1) технология обучения - интегральный фактор, включающий в себя характеристики стратегии и тактики обучения, которые могут быть реализованы только совместно; 2) исходный уровень обученности обучаемых; 3) уровень мотивации обучаемых на достижение целей обучения. В соответствии с предложенным Ю.С. Остроумовой решением первое требование системной инженерии к технологии проектирования ЛСО может быть представлено в следующем виде: обязательность выявления полной проектной ситуации, включающей внешние требования к проектируемой ЛСО, а также оценки исходных уровней обученности и учебной мотивации обучаемых, входящих в ее состав.
Выполнение второго и третьего требований системной инженерии требует анализа принятых в педагогике схем проектирования процесса обучения.
Свои варианты схем процесса проектирования обучения в том или ином виде приводит ряд исследователей (В.П. Беспалько, Е.С. Заир-Бек, И.А. Колесникова, В.М. Монахов, А.М. Новиков, П.И. Образцов, О.Н. Олейникова, В.Е. Радионов, Н.О. Яковлева и др.). При наличии у каждого из этих вариантов оригинальных особенностей все они представляют собой продукт "проектно-техноло-гического типа организационной культуры, который состоит в том, что продуктивная деятельность человека или организации разбивается на отдельные завершенные циклы, которые называются проектами" [6, с. 5]. Наиболее полно и точно то общее, что присуще рассматриваемым в педагогике процедурам разработки таких проектов, представил академик РАО А.М. Новиков [7, 8], определивший педагогический проект как "цикл продуктивной педагогической
деятельности" [8, с. 161]. Этот цикл (см. рис. 1) включает три фазы: 1) проектирование, результатом которой является построенная модель создаваемой педагогической системы и план ее реализации; 2) технологическая фаза, результатом которой является реализация системы; 3) рефлексивная фаза - оценка реализованной системы и определение необходимости ее дальнейшей коррекции или "запуска" нового проекта [9, с. 8]. Рассмотрим эти фазы в трактовке А.М. Новикова [7, 8, 9], отмечая их соответствие требованиям системной инженерии, а также возможные пути устранения выявленных несоответствий.
Первой фазой педагогического проекта является фаза проектирования. Она включает (см. рис. 1): 1) концептуальную стадию (выявление противоречий, формулирование проблемы, определение проблематики, определение цели, выбор критериев); 2) стадию моделирования (построение моделей, оптимизация моделей, принятие решения о выборе модели); 3) стадию конструирования системы, состоящую из четырех этапов (декомпозиции, агрегирования, исследования условий и построения программы); 4) стадию технологической подготовки [9, с. 30-31].
Целесообразно отметить, что все перечисленные А.М. Новиковым методы
направлены на творческий поиск и разработку способов решения новой задачи, а не на реализацию сформированного ранее умения в решении известного типа задач. В терминах теории учебных задач Г.А. Балла [10] последнее означает, что задача проектирования обучения в педагогике всегда рассматривается как такая критериальная задача, которая соответствует неизвестной родовой задаче, а другими словами, как творческая задача, отнесенная В.П. Беспаль-ко к уровню усвоения "знания - трансформации".
Для адаптации анализируемой педагогической схемы проектирования процесса обучения (см. рис. 1) к требованиям системной инженерии необходимо изменить подход к решению задачи проектирования:
1) задачу проектирования рассматривать не как новую индивидуальную задачу, решение которой требует самостоятельной разработки алгоритма ее решения, а как частный вариант известной родовой (типовой) задачи, имеющей арсенал альтернативных апробированных решений;
2) процесс проектирования следует рассматривать не как процесс самостоятельного творческого поиска объективно или субъективно нового решения, а как процесс выявления в имеющемся арсенале апробированных типовых решений тех его вариантов, которые наиболее полно отвечают полной проектной ситуации (требованиям к ЛСО и ее специфическим особенностям).
В схеме А.М. Новикова, приведенной на рис. 1, стадия конструирования состоит в выборе конкретных способов и приемов последующей реализации избранной модели обучения. Эта стадия включает в себя: этап декомпозиции, этап агрегирования, этап исследования условий реализации и построения сценария реализации проектируемого процесса обучения. В результате декомпозиции проектируемый процесс обучения разбивается на ряд компонентов, каждый из которых требует выбора некоторого способа его реализации (способа обучения). Затем принятые в отношении отдельных компонентов решения с учетом имеющегося контингента обучаемых агрегируются в единую процедуру обучения. Стадию технологической подготовки определяют как "последнюю стадию фазы проектирования образовательных, педагогических систем" [6, с.114]. Она осуществляется путем подготовки учебно-методических материалов, необходимых для реализации спроектированного процесса обучения. Технологическую фазу А.М. Новиков рассматривает (см. рис. 1) как "реализацию спроектированной педагогической системы" [7, с. 164]. Иначе говоря, эта фаза проекта осуществляется путем непосредственного взаимодействия преподавателя и обучаемых в процессе обучения. Рефлексивная фаза педагогического проекта - это "фаза осмысления, сравнения и оценки педагогом исходного и конечного
Фаза проектирования
Концептуальная стадия
№ этапа Название этапа
1 Выявление противоречия
2 Формулирования проблемы
3 Определения проблематики
4 Определения цели
5 Выбора критериев
Стадия моделирования
№ этапа Название этапа
1 Построения моделей
2 Оптимизации моделей
3 Выбора моделей
Стадия конструирования
№ этапа Название этапа
1 Декомпозиции
2 Агрегирования
3 Исследования условий
4 Построения программы
М
Стадия технологической подготовки
Технологическая фаза
Стадии-этапы
№ этапа Название этапа
1 Реализация системы
2 Оформление результатов
Рефлексивная фаза
Рис. 1. "Временная структура проекта" [7, с. 109].
состояния проектируемого объекта и самого себя как субъекта своей продуктивной деятельности" [7, с. 164-165].
Модель реализации метода системной инженерии при проектировании ЛСО. В соответствии с результатами проведенного анализа А.М. Новиков, как и большинство авторов, работающих в области педагогического проектирования, считает, что сам процесс педагогического проектирования завершается после принятия решения о выборе модели (в терминологии А.М. Новикова) или разработки функционального описания (в терминологии системной инженерии). Технологическая фаза проекта, которая в соответствии с методом системной инженерии должна включать верификацию альтернативных проектных решений, а также его рефлексивная фаза, которая должна предполагать валидацию результата проектирования, в педагогике из процесса проектирования исключаются и представляются только как процедуры апостериорного оценивания уже окончательно принятого решения.
Названные компоненты процессов проектирования в схемах системной инженерии и педагогики не совпадают, в то же время результаты смыслового анализа реализуемых в соответствии с этими структурами действий позволяют утверждать, что в принятой в педагогике структуре процесса выполнения проекта, представленной на рис. 1, полностью отсутствуют действия, выполняемые на постразработческой стадии (этапы синтеза, сборки и испытания системы), приведенной в [3, с. 15] V-модели метода системной инженерии.
Проектные действия, которые в педагогических схемах исключаются из состава деятельности проектирования, но реализуются в методе системной инженерии, А.И. Косяков определяет следующим образом: "Ва-лидация проектных решений (верификация и оценка). Типичные действия: 1) проектирование моделей окружения системы (логической, математической, имитационной и физической), отражающих все существенные аспекты требований и ограничений; 2) имитация (испытание) и анализ альтер-
нативных системных решений на моделях окружения; 3) при необходимости - выполнение итераций для корректировки модели системы или моделей окружения или для ослабления слишком жестких требований до тех пор, пока проектные решения и требования не будут полностью согласованы" [3, с.151]. Из последнего следует, что для адаптации педагогических схем проектирования процесса обучения к требованию системной инженерии необходимо изменить цели и содержание технологической и рефлексивной фаз педагогического проекта, соответственно обозначив их как фазы оценки альтернатив (экспериментальная реализация и верификация альтернативных проектных решений) и принятия решения (выбор из альтернативных проектных решений наиболее предпочтительного варианта, его валидация и принятие окончательного решения).
С учетом предложенных выше изменений ^модель процедуры проектирования ЛСО может быть представлена в виде, приведенном на рис. 2 (с.154).
Заключение. Основное отличие ^мо-дели проектирования ЛСО (см. рис. 2) от классической ^модели системной инженерии состоит в исключении из процесса проектирования стадии описания физической реализации проектируемой системы. Отсутствие необходимости полноценной реализации этой стадии объясняется тем фактом, что подсистемы проектируемой ЛСО существуют изначально и известны заранее - это входящие в состав ЛСО стей-кхолдеры (обучающий и обучаемые). Как показано в [11,12], из всего перечня этапов стадии описания физической реализации остается актуальным только этап выбора наиболее предпочтительной архитектуры ЛСО, который в предлагаемой модели реализуется как выбор стратегии обучения, т.е. дидактической системы, определяющей в ЛСО структуру каналов связи между стейк-холдерами и адресность информации, передающейся по этим каналам связи. Наличие ^модели проектирования ЛСО позволяет перейти к обоснованию и разработке прагматического варианта технологии педаго-
гического проектирования, ориентированного на достижение целей методической
работы профессорско-преподавательского состава вузов.
Фаза постановки задачи
Анализ полной проектной ситуации, формулировка ^задачи проектирования
Фаза моделирования
Валидация результатов ^ проектирования ^
Фаза принятия решения
Верификация "альтернативных
решений <-►
Выбор альтернативных технологий обучения
Экспериментальная апробация альтернатив
и верификация результатов апробаци:
Постановка задачи и выбор вариантов возможных решений
Фаза реализации альтернатив
Разработка экспериментальных реализаций альтернативных технологий обучения
Анализ ' результатов верификации
альтернатив, выбор внедряемой технологии
Фаза верификации альтернатив
Анализ вариантов и принятие окончательного решения
Реализация конкурирующих решений
Рис. 2. ^модель реализации метода системной инженерии при проектировании ЛСО
Список источников
1. Печников А.Н., Остроумова Ю.С. Локальная система обучения как объект педагогического проектирования // Человек и образование. 2021. №2(67). С. 7-16.
2. Печников А.Н., Остроумова Ю.С. Системная инженерия как методологическое основание проектирования локальных систем обучения // Человек и образование. 2021. №3(68). С. 13-20.
3. Системная инженерия. Принципы и практика /А. Косяков [и др.]; пер. с англ. под ред. В. К. Батоврина. М.: ДМК Пресс, 2014. 624 с.
4. Левенчук А. Системное мышление 2020. Электрон. изд-во «Издательские решения», 2020. 472 с. [Электронный ресурс]. URL: https://aldebaran.ru/author/levenchuk_anatoliyi/ kniga_sistemnoe_myishlenie/read/ (дата обращения: 04.04.2021)
5. Остроумова Ю.С. Метод определения факторов, оказывающих доминирующее влияние на результативность образовательного процесса военного вуза // Ученые записки Орловского государственного университета. 2021. №1 (90). С. 235-239.
6. Новиков Д.А. Управление проектами: организационные механизмы. М.: ПМСОФТ, 2007. 140 с.
7. Новиков А.М. Основания педагогики: пособие для авторов учебников и преподавателей. М.: Эгвес, 2010. 208 с.
8. Новиков А.М. Педагогика: словарь системы основных понятий. М.: ИЭТ, 2013. 268 с.
9. Новиков А.М., Новиков Д.А. Образовательный проект (методология образовательной деятельности). М.: Эгвес, 2004. 120 с.
10. Балл Г.А. Теория учебных задач: психолого-педагогический аспект. М.: Педагогика, 1990. 184 с.
11. Печников А.Н., Ветров Ю.А. Проектирование и применение компьютерных технологий обучения. Ч.1. Концепция систем автоматизированного обучения и моделирование процессов деятельности. Кн. 1, 2. СПб.: БГТУ 2002. С.195-207.
12. Печников А.Н., Шиков А.Н. Эффективность электронного обучения как проблема педагогической информатики // Педагогическая информатика. 2013. № 3. С. 49-59.
References
1. Pechnikov, A.N., Ostroumova, Yu. S. (2021) 'Local learning system as an object of pedagogical design', Man and Education. 2(67). pp. 7-16. (In Russ.)
2. Pechnikov, A.N., Ostroumova, Yu.S. (2021) 'System engineering as a methodological basis for designing local learning systems', Man and Education. 3(68). pp. 13-20. (In Russ.)
3. Kosyakov, A., Sweet, U. (2014) System Engineering. Principles and Practice. Moscow: DMK Press. (In Russ.)
4. Levenchuk, A. (2020) System thinking. E-book library [online]. Available at:: https://aldebaran. ru/author/levenchuk_anatoliyi/kniga_sistemnoe_myishlenie/read/ (Accessed: 04.04.2021) (In Russ.)
5. Ostroumova, Yu.S. (2021) 'Method of determining factors that have a dominant influence on the effectiveness of the educational process of a military university', Scientific Notes of the Orel State University. 1 (90). pp. 235-239. (In Russ.)
6. Novikov, D.A. (2007) Project management: organizational mechanisms. Moscow: PMSOFT. (In Russ.).
7. Novikov, A.M. (2010) Foundations of pedagogy / Handbook for textbook authors and teachers. Moscow: Egves. (In Russ.)
8. Novikov, A.M. (2013) Pedagogy: dictionary of the system of basic concepts. Moscow : Publishing Center IET. (In Russ.)
9. Novikov, A.M., Novikov, D.A. (2021) Educational project (methodology of educational activity). Moscow: Egves. (In Russ.)
10. Ball, G.A. (1990) Theory of educational tasks: psychological and pedagogical aspect. Moscow: Pedagogy. (In Russ.)
11. Pechnikov, A.N., Vetrov, Yu.A. (2002). Design and application of computer learning technologies. Part 1. The concept of automated learning systems and modeling of activity processes. St. Petersburg: BSTU. (In Russ.)
12. Pechnikov, A.N., Shikov, A.N. (2013) 'The effectiveness of e-learning as a problem of pedagogical informatics', Pedagogical Informatics. 3. pp. 49-59. (In Russ.)
Статья поступила в редакцию 09.12.2021; одобрена после рецензирования 20.01.2022; принята к публикации 26.03.2022.
The article was submitted on 09.12.2021; approved after reviewing on 20.01.2022; accepted for publication on 26.03.2022.
Информация об авторах:
Печников Андрей Николаевич
Заслуженный деятель науки РФ, доктор педагогических наук, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры гуманитарных и социально-экономических дисциплин Военной академии связи имени маршала Советского Союза С. М. Буденного
Остроумова Юлия Сергеевна
Кандидат педагогических наук, доцент, начальник научно-исследовательского отдела инновационной и интеллектуальной деятельности Военной академии связи имени маршала Советского Союза С. М.Буденного
Information about the authors:
Pechnikov Andrey Nikolaevich
Honored scientist of the Russian Federation, doctor of pedagogical sciences, doctor of technical sciences, professor of the Department of humanities and socio-economic disciplines of the Military academy of communications named after Marshal of the Soviet Union S. M. Budyonny
Ostroumova Yulia Sergeevna
Candidate of pedagogical sciences, associate professor, head of the Research department of innovation and intellectual activity of the Military academy of communications named after Marshal of the Soviet Union S. M. Budyonny
Все авторы внесли эквивалентный вклад в подготовку публикации.
Contribution of the authors: the authors contributed equally to this article.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflicts of interests.
