CC BY
45
УДК 378.14 ББК 74.58
Каримов Марат Фаритович
кандидат физико-математических наук, профессор
кафедра информатики и информационных технологий в образовании Бирский филиал Башкирского государственного университета
г.Бирск
Сайниев Николай Сайнашевич
кандидат педагогических наук кафедра технологического образования Бирский филиал Башкирского государственного университета
г.Бирск Karimov Marat Faritovich candidate of physical and mathematical sciences,
professor
chair of computer sciences and information technologies in education Birsk branch of the Bashkir State University Birsk
Sayniev Nikolay Saynashevich
candidate of pedagogical sciences, docent
chair of technological education Birsk branch of the Bashkir State University Birsk
KarimovMF@rambler.ru Дидактическое представление взаимовлияния материальных и
информационных технологий
Didactic presentation of crosstalk material and information technologies
Рассмотрены вкратце основные этапы возникновения, становления и развития материальных и информационных технологий. Охарактеризован современный этап интенсивного взаимовлияния материального производства и информационного моделирования действительности. Выделена возможность дидактического представления процесса взаимовлияния материальных и информационных технологий в учебных курсах математики, физики, химии, информатики и технологии.
Discussed briefly the main stages of emergence, formation and development of material and information technologies. Characterized by modern-reform stage of intense interference of material production and the information modeling reality. Highlighted the possibility of didactic presentation of mutual submission process material and information technology in educational courses of mathematics, physics, chemistry, informatics and technology.
Ключевые слова: материальная и информационная технология, дидактика, информационное моделирование действительности, эвристический вопрос.
Key words: material and information technology, didactics, information modeling reality, heuristic question.
Материальное мелкосерийное ремесленное производство пищевого, строительного и военного назначения известно ещё со времен Древнего мира.
Аграрное и промышленное производство восемнадцатого века ставило и решало задачу выпуска массовой продукции бытового и народнохозяйственного назначения.
Впервые в истории духовной культуры человечества исходное определение, объем и содержание научного понятия «технология» было осуществлено в последней трети восемнадцатого века немецким учёным Иоганном Бекманом (1739—1811), прочитавшим по дисциплине «Технология» [1] лекции в Геттингенском университете.
Расширению объема и обогащению содержания научного понятия «технология» способствовала методологическая ориентировка, данная в 1945 году в статье «Роль моделей в науке» основоположников современной кибернетики, использующей достижения системно-структурно-функционального подхода к познанию и преобразованию действительности и его развивающей, А.Розенблюта (1900-1970) и Н.Винера (1894-1964) в виде: «Цель и результат научного исследования - добиться понимания и контроля над некоторой частью Вселенной ... Ни одна из частей не является настолько простой, чтобы её можно было понять и управлять ею без абстракции. Абстракция - это замена
T''v ai
рассматриваемой части Вселенной некоторой её моделью, моделью схожей, но более простой структуры. Таким образом, построение моделей формальных, или идеальных («мысленных»), с одной стороны, и моделей материальных - с другой, по необходимости занимает центральное место в процедуре любого научного исследования» [2, c.316], которая стимулировала изучение и использование метода информационного моделирования действительности представи-
телями не только естественно - математических и технических дисциплин, но и социально-гуманитарных наук.
Современное определение научного понятия «технология» составлено с учетом высказывания выдающегося математика, основоположника кибернетики и теории искусственного интеллекта Н.Винера о том, что «Информация есть информация, а не материя и не энергия. Тот материализм, который не признает этого, не может быть жизнеспособным в настоящее время» [3, с. 132].
Один из вариантов современного определения технологии, используемого в научном творчестве большинства ученых - естественников и ученых - гуманитариев, представляется в виде: «Технология (от греч. techne - искусство и logos - слово, учение) - способ преобразования вещества, энергии, информации в процессе изготовления продукции, обработки и переработки материалов, сборки готовых изделий, контроля качества, управления.» [4].
Наш дидактический опыт, накопленный в течение последних тридцати лет в ряде средних и высших учебных заведений Уральского региона [5], показывает, что школьниками и студентами легче воспринимается, точнее и быстрее воспроизводится упрощенный и сокращенный вариант определения о том, что технология - это метод преобразования вещества, энергии или информации.
Технология материального производства, используя различные виды энергии и методы обработки вещества, изменяет первоначальное состояние и качество сырья для получения материального продукта с требуемыми свойствами.
Достигнутое во второй половине двадцатого века в экономически развитых странах, имеющих эффективные материальные технологии, понимание того, что информация наряду с веществом и энергией является важнейшим ресурсом общества, явилось необходимым и достаточным основанием для введения и использования в науке, образовании и на производстве понятия «информационные технологии».
Информационная технология, используя методы сбора, обработки и передачи данных, вырабатывает информацию нового качества о состоянии объекта,
ходе процесса или развитии явления, являющуюся востребованным обществом информационным продуктом.
В дидактическом отношении важно выделить на лекционных и практических занятиях со студентами или школьниками положение о том, что цель технологии материального производства состоит в выпуске продукции, удовлетворяющей потребности человека, группы людей или общества в целом, и цель информационной технологии заключена в производстве достоверной информации, необходимой человеку, группе людей или обществу в целом для принятия ими решения по выполнению действий, приводящих к достижению цели индивидуальной или коллективной деятельности.
Информация, необходимая для выпуска востребованной обществом продукции высокого качества, является областью и источником взаимовлияния материальных и информационных технологий.
Поскольку современная материальная технология разрабатывается на основе сложного комплекса знаний о природной и технической действительности, полученных в результате актуальных экспериментальных и теоретических исследований [6], то эффективным средством взаимовлияния материальных и информационных технологий служит информационное моделирование объектов, процессов и явлений окружающего нас мира, состоящее из таких элементов - этапов, как постановка задачи, построение модели, разработка и исполнение алгоритма, анализ результатов и формулировка выводов, возврат к предыдущим этапам при неудовлетворительном решении задачи [5].
В этой связи в основу дидактического представления взаимовлияний материальных и информационных технологий можно положить систему организованных и самостоятельных ответов школьников и студентов на эвристические вопросы учителя или преподавателя по этапам учебного или научного информационного моделирования природной и технической действительности на занятиях по естественно-математическим и технологическим дисциплинам.
К множеству эвристик, используемых учителями, преподавателями, школьниками и студентами при дидактическом представлении взаимовлияний материальных и информационных технологий на этапе постановки учебных научных или производственных задач по математике, физике, химии, информатике или технологии, относятся следующие вопросы: а) Что дано - материальное или идеальное? ; б) Что неизвестно, требуется найти или создавать?; в) Что представляет собой исследуемый или преобразуемый объект, процесс или явление?; г) Какие следует ввести условные обозначения известных и неизвестных величин, материального сырья и продукции с соответствующими единицами измерения и характеристиками?; д) Обнаруживаются ли противоречия как движущие силы функционирования или развития рассматриваемого или преобразуемого объекта, технологического процесса или совершенствуемого явления?.
Совокупность эвристик, используемая при построении идеальных и материальных моделей природных и технических объектов, процессов и явлений с помощью системно - структурно - функционального, статистического и синергетического подходов к познанию и преобразованию фрагментов действительности, несущая дидактическую нагрузку для школьников и студентов, сводится к следующим вопросам: а) Как определить зависимость между формальными или материальными условиями и теоретическими или практическими требованиями задачи? ; б) Имеется ли решение подобной теоретической, экспериментальной или производственной задачи в традиционных или телекоммуникационных хранилищах научно - технической информации?; в) Решается ли рассматриваемая учебная или научная задача с помощью известных знаний или достоверных моделей данной предметной области материального или духовного мира?; г) Стоит ли выдвигать гипотезу или рабочую модель решения задачи в русле традиционных концепций или взглядов на предмет исследования или преобразования?; д) Не лучше ли сформулировать гипотезу решения постав-
V-/ 1* V-/ V-/ V-/
ленной учебной или научной теоретической, экспериментальной или производственной задачи в направлении, противоположном общепринятому? .
Эвристиками, способствующими успешной разработке алгоритма или порядка, метода, способа, плана, механизма, правила, технологии решения теоретической или практической задачи в виде конечной последовательности однозначных действий, осуществляющей переход от исходных данных или состояний объекта к искомым результатам или намеченным состояниям преобразуемого объекта, являются следующие вопросы: а) Какой известный метод науки или практики подходит для решения поставленной теоретической, экспериментальной или производственной задачи? ; б) Имеется ли решение подобной учебной или научной задачи на бумажных или электронных носителях традиционных или телекоммуникационных научно - технических библиотек?; в) В каких областях естественно - математического или технического знания необходимо искать решение поставленной учебной, научной или производственной задачи?; г) Насколько эффективен прямой или косвенный перенос научно познанного или технически достигнутого в область решения рассматриваемой задачи? ; д) Какие элементы известных методов науки и техники подходят для составления плана решения выделенной учебной или научной задачи?.
Множество эвристических вопросов, способствующих успешной реализации алгоритмов решения учебных и научных задач школьниками и студентами в среде традиционных или компьютерных и телекоммуникационных технологий, включает следующие элементы: а) Необходима ли новая информационная технология для исполнения алгоритма решения рассматриваемой задачи?; б) Реализация метода решения выделенной задачи посредством имеющейся материальной технологии сопровождается соблюдением экологических, моральноэтических и санитарно - гигиенических норм, выработанных в информационном обществе? ; в) Удается ли усовершенствовать используемую материальную технологию на основе функциональных возможностей новых информационных технологий?; г) По какому параметру компьютерного исполнения алгоритма
решения задачи производится обоснование оптимальности выбранного учебного или научного метода познания или преобразования действительности?; д) Предусмотрена ли возможность выявления семантических, логических и синтаксических ошибок при компьютерном исполнении алгоритма решения учебной или научной задачи? .
Эвристика, ориентированная на достоверные анализ результатов решения учебной или научной задачи и формулировку соответствующих выводов школьниками и студентами, содержит следующие вопросы: а) Как проверить правильность предполагаемого решения задачи познания или преобразования действительности средствами практики, основанными на материальных технологиях, логики и эстетики, связанными с информационными технологиями ? ; б) Применим ли системно - структурно - функциональный анализ ко всем этапам решения данной учебной или научной задачи?; в) Какова конкретная качественная или количественная методика проверки достоверности конечного результата решения рассматриваемой задачи? ; г) Оценка уровня соответствия полученного результата поставленной цели решения задачи отвечает принятым нормам методологии научного исследования или методики преподаваемой учебной дисциплины?; д) В чем заключены причины отклонения результата решения учебной или научной задачи от поставленной цели? .
Анализ и обобщение приведенного выше краткого материала о дидактическом представлении взаимовлияний материальных и информационных технологий позволяют сформулировать нижеследующие выводы:
1. Один из основных элементов человеческой культуры - технология начала приобретать научное обоснование и дидактическое сопровождение с конца восемнадцатого века и имеет в настоящее время определенные материальную и информационную составляющие, изучаемые в средних общеобразовательных школах и развиваемые в высших профессиональных учебных заведениях.
2. Универсальный метод научного и учебного познания и преобразования действительности - информационное моделирование, состоящее из этапов -
элементов постановки задачи, построения модели, разработки и исполнения алгоритма, анализа результатов и формулировки выводов, возврата к предыдущим этапам при неудовлетворительном решении задачи, служит дидактически эффективным средством нахождения, использования и усиления школьниками и студентами взаимовлияния материальных и информационных технологий с помощью эвристических вопросов и ответов на них.
3. Систематическая и регулярная постановка и решение учебных и научных задач по математике, физике, химии, информатике и технологии в сопровождении эвристических вопросов и ответов на них позволяет школьникам и студентам выделить и освоить особенности целостного и единого процесса взаимовлияния материальных и информационных технологий, определяющих научно - технический и социально - экономический прогресс нашей страны.
Библиографический список
1. Beckmanns J. Beiträge zur Oekonomie, Technologie, Polizei und Kameralwissenschaft. - Göttingen: Vandenhoeck und Ruprecht, 1779 - 1788.
2. Rosenblueth A., Wiener N. The role of models in science // Philosophy of Science. - 1945.- Vol. 12. - P. 316 - 321.
3. Wiener N. Cybernetics or control and communication in the animal and the machine. - 2nd ed. - New York - London: The M.I.T. Press and John Wiley & Sons, Inc., 1961. - 212 p.
4. Райзберг Б.А., Лозовский Л.Ш., Стародубцева Е.В. Современный экономический словарь. - М.: ИНФРА-М, 1998. - С. 343.
5. Каримов М.Ф. Информационные моделирование и технологии в научном познании школьниками действительности // Наука и школа. - 2006. - № 3. -С. 34 - 37.
6. Кандаурова Г.С., Каримов М.Ф. Формирование несквозных магнитных доменов в процессах перемагничивания аморфных пленок Gd - Co // Физика металлов и металловедение. - 1983. - Т. 55. - Вып. 2. - С. 248 - 252.
Bibliography
1. Beckmanns J. Beiträge zur Oekonomie, Technologie, Polizei und Kameralwissenschaft. - Göttingen: Vandenhoeck und Ruprecht, 1779 - 1788.
2. Rosenblueth A., Wiener N. The role of models in science // Philosophy of Science. - 1945.- Vol. 12. - P. 316 - 321.
3. Wiener N. Cybernetics or control and communication in the animal and the machine. - 2nd ed. - New York - London: The M.I.T. Press and John Wiley & Sons, Inc., 1961. - 212 p.
4. Raizberg B.A., Lozovskiy L.S., Starodubtseva E.V. Contemporary economic dictionary. - M.: INFRA-M, 1998. - P. 343.
5. Karimov M.F. Information modeling and technologies in scientific knowledge validity by learners // Science and school. - 2006. - № 3. - P. 34 - 37.
6. Kandaurova G.S., Karimov M.F. Formation of non-through magnetic domains in the magnetization reversal process of amorphous Gd - Co // Physics of metals and metal science. - 1983. - Vol. 55. - № 2. - P. 248 - 252.
