CC BY
26
Современные проблемы общего и
профессионального образования
УДК 37.022
А. Н. Печников, Ю. С. Остроумова
(Санкт-Петербург)
ЛОКАЛЬНАЯ СИСТЕМА ОБУЧЕНИЯ КАК ОБЪЕКТ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
LOCAL TRAINING SYSTEM AS AN OBJECT OF PEDAGOGICAL DESIGN
В статье с позиций системной инженерии анализируются существующие в педагогике подходы к проектированию обучения. Обосновывается необходимость разработки подхода, который учитывает как специфику предъявляемых к процессу обучения требований, так и те условия обучения и особенности контингента обучаемых, в которых это обучение будет реализовывать-ся. Вводится понятие и обосновывается концептуальная модель локальной системы обучения. Определяется структура формулировки задачи педагогического проектирования локальной системы обучения. Обосновывается классификация локальной системы обучения как системы систем, на основе которой формулируется цель ее педагогического проектирования. Ключевые слова: системная инженерия, система обучения, локальная система обучения, система систем.
The article analyzes the approaches to designing training which exist in pedagogy from the standpoint of systems engineering. The author substantiates the need to develop the approach that takes into account both the specifics of the requirements imposed on the training process, and the conditions of training and the characteristics of the contingent of trainees in which this training will be implemented. The concept is introduced and the conceptual model of the local training system is justified. The structure of the formulation of the problem of pedagogical design of the local learning system is determined. The article substantiates the classification of the local learning system as a system of systems, on the basis of which the goal of its pedagogical design is formulated.
Key words: systems engineering, training system, local training system, system of systems.
В педагогической литературе в качестве объекта педагогического проектирования обычно рассматривается процесс (технология, методика) обучения. Этот объект может проектироваться с применением целого ряда разработанных в предметной области педагогики методологических подходов, включающих системный, синергети-ческий, антропологический, культурологический, аксиологический, деятельностный, компетентностный, личностный, средовой, ситуационный и др.. При этом применение любого из этих подходов не гарантирует эффективного достижения целей обучения.
Причиной такого положения является неполное соответствие обозначенных выше подходов методологии системной инженерии.
Системную инженерию обычно определяют как «междисциплинарный подход, определяющий полный набор технических и управленческих усилий, которые требуются для того, чтобы преобразовать совокупность потребностей и ожиданий заказчика и имеющихся ограничений в эффективные решения и поддержать эти решения в течение их жизненного цикла» [1]. В рамках системной инженерии установлена де-
терминированная совокупность итеративных действий (действий, повторяющихся от этапа к этапу на всех стадиях проектирования систем), которую называют процессом инженерии систем, подходом или методом системной инженерии.
«Метод системной инженерии (systems engineering method) - это совокупность итеративных действий (процедура), которая реализуется на каждом из этапов всех стадий жизненного цикла системы» [2, с. 146]. Использование этого метода включает четыре основных этапа [2, с. 149]: 1) анализ требований (постановка задачи); 2) функциональное описание (анализ функционирования и привязка функций к элементам); 3) описание физической реализации (синтез альтернативных вариантов процедуры функционирования системы, выбор наиболее предпочтительного варианта, его физическая реализация выделенными подсистемами); 4) валидация и верификация принятого решения.
Результаты анализа соответствия всех перечисленных выше педагогических подходов методу системной инженерии свидетельствуют, что явное различие между ними наблюдается на самом первом этапе анализа требований.
Этот этап в системной инженерии включает «анализ предполагаемых потребностей в новой системе в плане наличия серьезных недостатков у существующих систем либо потенциальной возможности для существенного улучшения их характеристик благодаря применению новой технологии» [2, с. 203], то есть предполагает объективное исследование характеристик исходной системы. Все педагогические подходы к проектированию технологий (методик) обучения объективного обследования той совокупности обучаемых и преподавателей, взаимодействие которых будет реализовы-вать проектируемую технологию обучения, не предусматривают. Более того, в результате анализа перечисленных выше педагогических подходов О. Л. Осадчук и Е. Г. Галян-ская [3] приходят к выводу, что не условия обучения и контингент обучаемых определяют выбор подхода к проектированию
обучения, а, наоборот, «методологический подход отождествляется с определенной мировоззренческой позицией исследователя и задает модель авторского видения, понимания и интерпретации педагогических явлений» [3, с. 463].
В целях устранения выявленного несоответствия между методом системной инженерии и педагогическими подходами к проектированию процесса обучения ниже представлена попытка выбора того объекта, исследование которого способно обеспечить выявление условий обучения и характеристик контингента обучаемых, значимо влияющих на результаты обучения и определяющих успешность решения задач проектирования образовательного процесса.
Локальная система обучения и ее концептуальная модель. Под термином «локальная система обучения» (ЛСО) будет пониматься система непосредственного взаимодействия обучающего и обучаемых, осуществляемого для достижения конкретных учебных целей при имеющихся условиях реализации образовательного процесса и характеристиках контингента обучаемых. В качестве теоретического основания ЛСО рассматривается концепция системы обучения (СО), представленная в [4,5].
Системоформирующим фактором, позволяющим классифицировать взаимодействие обучающего и обучаемых как систему, являются заранее определенные цели обучения. В основе этого лежит противоречие между исходным и заданным уровнем усвоения обучаемыми изучаемого объекта. Отсутствие этого противоречия определяет невозможность создания СО [5, с. 40].
Необходимость различать ЛСО и СО определяется их ориентацией на решение двух различных задач педагогического проектирования.
В теории учебных задач Г. А. Балла [6] выделяются следующие типы задач: 1) родовая задача - множество задачных ситуаций и требований задачи, имеющих общий алгоритм решения; 2) индивидуальная задача - представление задачной ситуации и требований родовой задачи, в котором указаны все количественные и качественные харак-
теристики, необходимые для ее решения; 3) критериальная задача - индивидуальная задача, оцениваемая соответствием результатов деятельности решателя требованиям индивидуальной задачи. В родовой задаче ее условие представлено в инвариантном виде, что обеспечивает обоснование и описание алгоритма решения рассматриваемого рода (типа) задач. Однако реализовать алгоритм решения в рамках родовой задачи нельзя. Для своего решения любая задачная система должна быть представлена в виде индивидуальной(критериальной)задачи.
Различия между ЛСО и СО и определяется их разными целевыми предназначениями. СО ориентирована на решение родовой задачи педагогического проектирования, то есть на изложение теоретических оснований, обоснование закономерностей функционирования и подходов к созданию той системы, которая образуется при взаимодействии обучающего и обучаемых в процессе обучения. В свою очередь, ЛСО направлена на решение индивидуальных (критериальных) задач педагогического проектирования, то есть на разработку тех конкретных способов взаимодействии обучающего и обучаемых, которые соответствуют предъявляемым требованиям, а также особенностям имеющегося контингента участников этого взаимодействия.
Целевое различие СО и ЛСО обусловливает отличия в требованиях к представлению концептуальных моделей этих систем, под которыми будут пониматься «абстракт-
ные модели, определяющие структуру исследуемого объекта (составные части и связи), свойства составных частей, причинно-следственные связи» [7, с. 3] и являющиеся «описанием проектируемого объекта на естественном языке средствами диалектической логики» [4, с. 93].
Для реализации метода системной инженерии любая из проектируемых систем должна быть рассмотрена на трех уровнях иерархии: 1) на вышестоящем уровне - как элемент надсистемы, к которому предъявляются требования; 2) на собственном уровне - как целостная система, обладающая интегративными (эмерджентными) свойствами; 3) на нижестоящем уровне - как совокупность входящих в нее элементов.
Раскрытие основных закономерностей взаимодействия обучающего и обучаемых в процессе обучения в [4, 5] было обеспечено на основе представления моделей СО в виде приведенного на рис. 1 взаимодействия обучающего и обучаемого, то есть на нижестоящем уровне отображения этой системы.
Отсутствие необходимости представления СО на вышестоящем и собственном уровне определялось ориентацией рассматриваемой модели на решение родовой задачи проектирования СО.
В теории задач [6] определено, что для описания алгоритма решения любой родовой (типовой) задачи условие этой задачи должно быть представлено в инвариантном виде, т.е. изначально абстрагировано от конкретных требований к предмету за-
Рис. 1. Элементарная система обучения (СО) на системотехническом (а) и теоретико-познавательном (б) уровнях отображения [4, 5].
дачи, а также от конкретных его характеристик. В соответствии с необходимостью абстрагирования от требований надсистем представленные на рис. 1 образы отображают СО только на нижестоящем уровне как совокупность входящих в нее элементов. Такой способ отображения СО является достаточным для описания основных этапов решения родовой задачи проектирования процесса жизнедеятельности этой системы: для анализа роли ее элементов в создании СО как целостного объекта, анализа функций ее элементов в процессе существования СО, а также причин окончания жизненного цикла СО.
Для решения критериальных задач педагогического проектирования представление ЛСО на нижестоящем уровне иерархии становится недостаточным, потому что возникает необходимость отображения и учета требования надсистем, которые предъявляются к ЛСО как целостному объекту. Поэтому решение задач педагогического проектирования с учетом требований, предъявляемых к образовательному процессу, условий реализации этого процесса, а также особенностей контингента обучаемых требует отображения ЛСО на всех трех уровнях ее иерархии: на вышестоящем, собственном и нижестоящем уровнях.
Ориентация на применение метода системной инженерии однозначно определяет необходимость применения системного подхода к отображению и проектированию ЛСО на собственном и нижестоящем уровнях ее иерархии. В отношении вышестоящего уровня ЛСО в системной инженерии декларируется возможность применения сре-дового подхода, т.е. замены многоуровневой иерархии надсистем ЛСО на одноуровневую среду.
«Среда как понятие - это абстракция нашего мышления, ибо, в отличие от объектов психического отражения в традиционной психологии восприятия, среда (средовые условия) не существует сама по себе. Она существует только во взаимодополнении к перцептивным и поведенческим возможностям данного живого существа, т.е. к тем способам действия по преобразованию про-
странственных отношений, которыми оно обладает и которые имеет возможность совершать благодаря своей собственной природе и свойствам окружающей среды» [8, с. 29]. В соответствии с приведенными особенностями ниже под понятием «среда» будет пониматься абстрактная модель условий функционирования исследуемого объекта (предмета), определяемых совокупностью его собственных характеристик и предъявляемых к нему требований.
Поскольку само понятие среды является абстракцией, то в средовом подходе в качестве референта среды используют понятие "ситуация", а требования среды формулируют в виде ситуаций. Другими словами, применение средового подхода порождает необходимость использования ситуационного подхода. В рамках ситуационного подхода академиком Д. А. Поспеловым была обоснована необходимость различать текущие и полные ситуации [9, с. 26]. Адаптируя дефиниции Д. А. Поспелова к ЛСО, примем следующие трактовки этих терминов: текущая ситуация - это совокупность характеристик конкретной ЛСО в текущий момент времени; полная ситуация - это совокупность текущей ситуации, предъявляемых к ЛСО требований и множества воздействий, способных обеспечить выполнение этих требований.
В целях разработки концептуальной модели ЛСО представляется целесообразным отметить, что как в системном, так и в сре-довом и в ситуационном подходах понятие среды относительно. Содержание среды, описываемое полной ситуацией, обусловливается тем объектом, который определяет текущую ситуацию. Отсюда понятие «образовательная среда вуза» без указания на тот элемент иерархической структуры вуза (отделы, кафедры, преподаватели, обучаемые), в отношении которого рассматривается среда, с позиций теории именования является фиктивным (символическим) именем, в котором нарушены принципы предметности и однозначности.
Теория именования - это логико-семантическое учение об именах и принципах их употребления в языковых контекстах. Из-за
способности оценивать истинность и ложность высказываний "теорию именования можно рассматривать как нормативное учение, которое позволяет рационально организовывать язык науки и блокировать ряд существенных трудностей, возникающих при использовании естественного языка в процессе познания" [10]. В соответствии с теорией именования имя (понятие), которое имеет смысл и указывает на предмет («молоток», «человек» и т.п.), является подлинным (простым), а имя, которое имеет смысл, но не указывает на обозначаемый им предмет («Пегас», «абсолютно твердое тело» и т.п.), - фиктивным (символическим). Идентифицироваться, измеряться и оцениваться могут только те объекты (предметы), которые имеют простые имена.
Поэтому, чтобы использовать понятие «среда» и производные от него термины («образовательная среда», «образовательная среда вуза» и т.п.) не в целях обсуждения их смысла, а в целях исследования обозначаемых этими понятиями предметов, необходимо сделать имя (понятие) «среда» подлинным (простым). Иначе говоря, использование понятия «среда» и производных от него терминов в конструктивном
смысле корректно только в том случае, если определено, в отношении какого предмета (объекта) эта среда рассматривается.
Из приведенного выше следует, что понятие «образовательная среда вуза» может быть корректно сформулировано только в отношении одноуровневых элементов структуры вуза (отделов, кафедр, преподавателей, обучаемых). Мы рассматриваем понятие "образовательная среда вуза" в отношении ЛСО. Поэтому по отношению к ЛСО образовательная среда вуза определяется как совокупность средств и условий (материально-технических, эргономических и т.д.) реализации процесса обучения и требований, предъявляемых к нему.
С учетом изложенного концептуальную модель ЛСО целесообразно представлять в виде, приведенном на рис. 2.
Представленная на рис. 2 концептуальная модель позволяет в ее рамках формулировать требования к ЛСО, отображать характеристики входящих в нее элементов, а также описывать реализуемый в ней процесс обучения и его закономерности.
Формулировка задачи педагогического проектирования ЛСО. В теории задач Г. А. Балл вводит понятия задачи (задачной
Образовательная среда вуза
Рис. 2. Концептуальная модель локальной системы обучения. ЧЕЛОВЕК И ОБРАЗОВАНИЕ. 2021. № 2 (67)_
системы) и задачной ситуации: «Задача -это система, обязательными компонентами которой являются: а) предмет задачи, находящийся в исходном состоянии (... исходный предмет задачи).; б) модель требуемого состояния предмета задачи (... требование задачи) ... Задачу, рассматриваемую в качестве системы, следует отличать от задачной ситуации - некоторой совокупности объектов, допускающей системное представление в виде задачи, но еще не получившей такого представления» [6, с. 32-33]. Введенная выше трактовка термина «текущая ситуация» абсолютно соответствует термину «исходный предмет задачи», а термина "полная ситуация" - термину «задачная ситуация», введенному в теории задач. Из последнего следует, что формулировки задачи проектирования конкретных процессов обучения полностью определяются той полной ситуацией, которая складывается в отношении рассматриваемой ЛСО. Схема формирования задачных ситуаций проектирования ЛСО представлена на рис. 3.
В соответствии с этой схемой требуемое состояние ЛСО представлено требованиями, предъявляемыми к ней образовательной средой вуза, а исходное состояние - характеристиками ЛСО. Поэтому формулировка полной ситуации (терминология ситуационного управления) аналогична формулировке задачной ситуации (терминология теории задач), проектной ситуации (терминология системной инженерии) и управленческой ситуации (терминология менеджмента).
Однако образовательная среда вуза и реализуемые в отношении нее средовой и ситуационный подходы определяют только постановку задачи на проектирование ЛСО. Непосредственное решение сформулированной задачи осуществляется путем применения системного подхода, реализуемого методом системной инженерии. При этом выбор конкретных форм реализации метода инженерии определяется видом проектируемой системы. Поэтому, чтобы выбрать подход к проектированию ЛСО, прежде все-
Рис. 3. Схема формирования полной задачной ситуации проектирования ЛСО в образовательной среде вуза
Применение
метода системной инженерии обязательно
Применение
метода системной инженерии необязательно
Рис. 4. Пирамида иерархии систем [2, с. 119].
го необходимо определиться с классификацией ЛСО как системы.
Классификация локальной системы обучения как объекта проектирования.
Сегодня в системной инженерии [2] объекты проектирования по свой сложности и необходимости применения метода системной инженерии разделяются на пять иерархических уровней, представленных на рис. 4.
Введение этих уровней не отменяет общепринятой трактовки понятия системы как «совокупности взаимосвязанных компонентов, которые работают совместно для достижения общей цели» [2, с. 53], а только классифицирует проектируемые системы по уровню их сложности с учетом числа исполняемых системозначимых функций и стейкхолдеров («лиц, полномочных принимать решения по всем частям системы, полномочных распоряжаться всем, что в границах их системы» [11, с. 145]).
Представленные на рис. 4 уровни А. Косяков [2] и А. Левенчук [11] определяют следующим образом: 1) компонент - часть системы, выполняющая одну системозначимую функцию; 2) подсистема - крупная часть системы, которая выполняет ряд тесно связанных между собой функций, являющихся подмножеством функций всей системы; 3) комплексная система - система, которая состоит из разнородных подсистем и контролируется единственным стейкхолдером; 4)
система систем (SoS) - упорядоченная совокупность систем, контролируемая группой стейкхолдеров и возникающая в результате агрегирования независимых и пригодных к работе комплексных систем в более крупную систему; 5) предприятие - образование, состоящее из людей, процессов, технологий, систем и других ресурсов, распределенных организационно и территориально и взаимодействующих между собой и с окружением для достижения общей цели.
Приведенные выше дефиниции не вполне однозначны. Поэтому, определяя место ЛСО в рассматриваемой иерархии систем, следует ориентироваться не только на них, но и на признаки, которые должны быть у системы, чтобы соответствовать тому или иному уровню иерархии.
Для того чтобы объект проектирования мог быть отнесен к уровню комплексных систем, он должен быть, во-первых, гетерогенным, т.е. «состоять из разнотипных, разнородных компонентов с нетривиальными взаимосвязями» [2, с. 61], а во-вторых, иметь единственного стейкхолдера. ЛСО второму условию не соответствует, поскольку в ее состав входит преподаватель и определенное число обучаемых, каждый из которых является стейкхолдером (субъектом) своей собственной деятельности, а значит, и тех системозначимых функций, которые он реализует в ЛСО.
Для идентификации объекта проектирования как системы систем (SoS) он должен обладать следующими характеристиками [2,11]: 1) эксплуатационной независимостью отдельных систем; 2) административной независимостью отдельных систем; 3) территориальной распределенностью; 4) эмерджентным поведением; 5) эволюционным развитием; 6) самоорганизацией; 7) адаптивностью. Трактовки приведенных признаков в [2, с. 117-118], а также оценки соответствия им ЛСО приведены в табл. 1.
Представленные в табл. 1 оценки свидетельствуют, что ЛСО соответствует всем
Соответствие ЛСО признакам
семи рассматриваемым классификационным признакам и потому должна быть необходимо классифицирована как объект проектирования уровня «система систем (БоБ)».
Заключение. В системной инженерии констатируется, что «разница между «просто системой» и «системой систем» определяется не через особую структуру или конструкцию системы, а через наличие независимых друг от друга стейкхолдеров, определяющих и создающих системы, а затем независимо использующих их» [11, с. 145146]. Поэтому в отношении SoS действует
Таблица 1
;кта уровня «система систем»
Суть признака в [2, с. 117-118] Реализация признака в ЛСО
Эксплуатационная независимость
Каждая из подсистем БоБ может функционировать самостоятельно Преподаватель и обучаемые как индивиды способны выполнять большое число полезных функций, не связанных с их деятельностью в составе ЛСО
Административная независимость
Каждая из подсистем БоБ административно самостоятельна и действует для достижения собственной цели Все обучаемые и преподаватель в рамках ЛСО являются независимыми стейкхолдерами, они сами определяют процедуры своей деятельности
Территориальная распределенность
Подсистемы БоБ могут не нуждаться в физическом контакте друг с другом, а их связи могут ограничиваться обменом информацией Функции преподавателя и обучаемых не связаны с их физическими контактами и сводятся к обмену информацией
Эмерджентное поведение
Функции и цели БоБ могут отличаться от функций и целей входящих в ее состав подсистем Цели и функции преподавателя и обучаемых различны, они отличаются от целей и функций ЛСО, интегрирующих цели и функции преподавателя и обучаемых как компоненты
Эволюционное развитие
Разработать эффективный процесс функционирования БоБ сразу невозможно. Он может быть подобран методом итераций в процессе практического взаимодействия с системой Процесс функционирования ЛСО сводится к постоянной эволюции целей обучения, функций преподавателя и обучаемых, предъявляемой обучаемым информации
Самоорганизация
Организационная структура БоБ динамична и может изменяться под влиянием внешних требований и изменений внутренних подсистем В ЛСО структура каналов связей между преподавателем и обучаемыми постоянно меняется в зависимости от учебных целей и сложившихся в процессе обучения ситуаций
Адаптивность
Структура БоБ способна приспосабливаться к внешним изменениям Структура ЛСО полностью определяется требованиями образовательной среды вуза и не может не реагировать на их изменения
правило, что наиболее результативным является не тот процесс функционирования SoS, который потенциально (сам по себе) наиболее эффективен, а тот, который наиболее полно соответствует предпочтениям стейкхолдеров. Отсюда определен основной способ работы с SoS: «совместная постепенная асинхронная эволюция (модернизация) входящих в систему систем автономных систем» [11, с. 146].
В отношении ЛСО приведенные положения означают, что технология педагогического проектирования процесса обучения должна быть ориентирована не на выбор наиболее продвинутой и потенциально эффективной технологии, а на поиск оптимального сочетания характеристик технологии обучения и имеющегося контингента обучаемых.
Литература
1. ГОСТ Р 57193-2016 Системная и программная инженерия. Процессы жизненного цикла систем. - М.: Стандартинформ, 2016. - 96 с.
2. Косяков А., Свит У. и др. Системная инженерия. Принципы и практика: пер. с англ. / под ред. В. К. Батоврина. - М.: ДМК Пресс, 2014. -624 с.
3. Осадчук О.Л., Галянская Е.Г. Современные методологические подходы к исследованию педагогических процессов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2016. - № 3-3. - С. 463-467.
4. Печников А.Н., Шиков А.Н. Проектирование и применение компьютерных технологий обучения: моногр. - СПб.: Изд-во ВВМ, 2014. - 393 с.
5. Печников А.Н. Теоретические основы психолого-педагогического проектирования автоматизированных обучающих систем. - Петродворец: ВВМУРЭ им. А.с. Попова, 1995.
- 326 с.
6. Балл Г.А. Теория учебных задач: психолого-педагогический аспект. - М.: Педагогика, 1990. - 184 с.
7. ГОСТ Р 43.0.3-2009 Информационное обеспечение техники и операторской деятельности. Ноон-технология в технической деятельности. Общие положения. - М.: Стандар-тинформ, 2018. - 75 с.
8. Панов В.И. Экологическая психология: Опыт построения методологии. - М.: Наука, 2004.
- 197 с.
9. Поспелов Д.А. Ситуационное управление: теория и практика. - М.: Наука, 1986.- 288 с.
10. Гриненко Г.В. Теория именования. / Центр гуманитарных технологий, 2002-2021 (последняя редакция: 18.01.2021). [Электронный ресурс] URL: https://gtmarket.ru/ concepts/7217 (дата обращения: 26.05.2021)
11. Левенчук А. Системноинженерное мышление: учебник. TechlnvestLab, 2 апреля 2015. 305 с. [Электронный ресурс] URL: https://lib-bkm.ru/14171 (дата обращения: 25.05.2021)
