CC BY
29
ГС4\ = {кь к3, к}
с42 = {кг, кз, кз}; С43 = {к2, кз, к¡}; С44 = {к2, кз, кз}; С45 = {кз, кз, к¡};
С46 = {кз, кз, кз}.
С21 = {к2, кз, к¡};
"С22 = {к2, кз, кз}.
Сз1 = {к¡, кз, к¡};
Сз2 = {кь кз, кз};
Сзз = {к2, кз, кь};
Сз4 = {к2, кз, кз}.
Заключение. Выше мы постулировали, что в приведенной модели процесса обучения существует множество альтернатив. Из приведенного примера следует, что специальности Сь, С2, Сз и с4 имеют соответственно 4, 2, 4 и 6 альтернатив. Если в качестве ЦФ мы будем использовать стоимость процесса обучения, то, исходя из стоимости ведения соответствующих предметов каждой кафедрой (если предмет читает профессор, то стоимость будет выше стоимости, если тот же предмет читает доцент), можно подсчитать стоимость каждой альтернативы и выбрать ту из них, которая доставляет ЦФ минимальное значение.
Следует заметить, что при относительно небольших значениях мощностей множеств С, Р и К число и вид альтернатив можно определить полным перебором. Однако надо сказать, что полный перебор представляет экспоненциальную функцию роста. Поэтому число альтернатив может быть очень большим даже при незначительных возрастаниях мощностей указанных множеств, а определение самого вида альтернатив будет представлять непростую задачу. Все это потребует использования регулярных процедур (алгоритмов) формирования альтернатив. Определенную методологическую поддержку в решении этой задачи могут оказать работы [5,6], в которых изложены алгоритмы формирования некоторых видов комбинаторных соединений.
При относительно больших значениях мощностей указанных множеств полный перебор альтернатив придется заменить эвристическими алгоритмами или попытаться свести задачу к одному из хорошо разработанных методов математического программирования, например, к линейному программированию.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Брусиловский П.Л. Адаптивные и интеллектуальные технологии в сетевом обучении // Новости искусственного интеллекта. 2002. № 5. С. 25-31.
2. Рыбина Г.В. Обучающие интегрированные экспертные системы: некоторые итоги и перспективы // Искусственный интеллект и принятие решений. 2008, № 1. С. 22-46.
3. Башмаков А.И., Башмаков И.А. Разработка компьютерных учебников и обучающих систем. М.: Филинъ, 2003. 430 с.
4. Болонский процесс: проблемы и перспективы / под ред. М.М. Лебедевой. М.: Оргсервис - 2000,2006.
5. Курейчик В.М., Глушанб В.М., Щербаков Л.И. Комбинаторные аппаратные модели и алгоритмы в САПР. М.: Радио и связь, 1990. 216 с.
6. Липский В. Комбинаторика для программистов: пер. с польск. М.: Мир, 1988. 213 с.
В.Ф. Горбатюк
МОДЕЛИ СИСТЕМЫ ОБУЧЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ Е-ЬЕАШШО
Расскажи мне, и я забуду, покажи мне, и я запомню, дай мне попробовать, и я научусь. (Древняя китайская пословица)
Существует не решенная до настоящего времени проблема создания эффективных моделей обучения и самообучения, основанных на системном подходе и ключевых принципах синергетики: самоорганизация и самоуправление. Специалисты по синергетике заняты в основном решени-
ем задач управления, считая, что модель системы должна быть задана. Уважаемые специалисты по педагогике опираются на богатые традиции и многовековой опыт педагогики, но пока не используют все возможности системного подхода и принципов синергетики для обучения людей [5]. Модели и методы обучения традиционной педагогики уже не успевают за стремительным научно-техническим прогрессом, лавинообразным увеличением информационных потоков, появлением новых информационных и коммуникационных технологий. Создание новых моделей и методов обучения и самообучения, позволяющих готовить качественно новых педагогов, которые смогут объединить методы традиционной педагогики и принципы самоорганизации и самоуправления, а также новые информационные и коммуникационные технологии, сформировать нового человека, способного быстро самообучаться и не отставать от непрерывных быстрых изменений всего мира, обусловленных ускоряющимся прогрессом, в ХХ1-м веке особенно актуально.
В работе предлагается решение конкретной задачи в рамках создания системы подготовки будущих педагогов к профессиональной деятельности в условиях внедрения технологий е-1еагт^, объединяющей как принципы традиционной педагогики, так и принципы системного подхода и синергетики: самоорганизация, самоуправление, самообучение.
Новизна поставленной задачи заключается в разработке модели обучения, позволяющей активизировать и использовать присущие всей материи свойства самоорганизации, самоуправления и самообучения для создания эффективных моделей системы подготовки будущих педагогов к профессиональной деятельности в условиях внедрения технологий е-1еагт^.
Современный выдающийся ученый, лауреат Нобелевской премии, И. Пригожин утверждает, что вместо устойчивости и гармонии мы видим повсюду, куда ни обращаем свой взор, эволюционные процессы, приводящие ко все большему разнообразию и все возрастающей сложности. Как для общей теории систем и кибернетики, так и для синергетики объединяющим понятием является понятие системы. В синергетическом подходе, помимо формирования общей системной концепции - самоорганизации, обязательно учитывается конкретное физическое (химическое, биологическое) содержание рассматриваемых явлений и процессов. Выделим два фундаментальных свойства синергети-ческих систем: во-первых, обязательный обмен с внешней средой энергией, веществом и информацией, во-вторых, непременное взаимодействие, т.е. когерентность поведения между компонентами системы. В соответствии с базовыми положениями синергетики ее отличительной особенностью является стихийная самоорганизация, а истинный смысл возникающих при этом кооперативных процессов заключен во внутренних причинах во многом непредсказуемой самоорганизации систем. Открытие этого причинного способа самоорганизации позволило синергетике добиться выдающихся результатов в исследовании кооперативных явлений в системах различной природы.
Для эффективного применения идей синергетики крупным российским ученым А. Колесниковым предложен новый, принципиальный шаг, суть которого в переходе от непредсказуемого поведения системы по алгоритму диссипативной структуры к направленному движению вдоль желаемых инвариантных многообразий - аттракторов, к которым подстраиваются все другие переменные динамической системы. Это уже способ направленной самоорганизации синтезируемых систем [4]. При таком подходе - аттрактор - определяет сущность процесса, а его истинное понимание состоит в самоуправлении и направленной самоор-
ганизации в соответствии с поставленной целью. С информационной точки зрения этот способ отражает процесс рецепции информации, что на языке теории динамических систем означает перевод соответствующей системы в определенное конечное состояние независимо от ее прежнего состояния. В свойстве самоуправляемости и направленной самоорганизации нелинейных систем проявляется новый взгляд на проблему системного синтеза, тенденция перехода от классических методов кибернетики к современным идеям синергетики.
Любое природное явление познаваемо только во взаимосвязи с другими явлениями посредством соответствующих законов, в результате чего эти связанные явления могут быть описаны как некоторое целостное представление о природном процессе. Такой холистический (целостный) взгляд все в большей мере становится всеобщим в науке. Все природные системы, в том числе и живые организмы - от отдельных особей и популяции до биосистем и экологических комплексов, организованы в определенные функциональные образования, которые обмениваются между собой веществом, энергией и, очевидно, информацией. По-видимому, информация как раз и служит источником управления поведением и состоянием как отдельных компонент, так и природных систем в целом.
Синергетику можно рассматривать как науку о коллективном поведении, организованном и самоорганизованном, причем поведение это подчинено общим законам. Мы обнаруживаем, что коллективное поведение множества отдельных индивидуумов (будь то атомы, молекулы, клетки, животные или люди) и, конечном счете, их собственная судьба определяется ими же самими в ходе их взаимодействия друг с другом: через конкуренцию, с одной стороны, и кооперацию - с другой (Г. Хакен).
Условимся называть системой любую совокупность взаимодействующих элементов. Влияние системы на ее элементы качественно отличается от роли конструктора, поскольку элементы сами развиваются в силу механизмов самоорганизации. Механизмы самоорганизации Универсума, то есть материального мира и многих подсистем, его составляющих, далеко не познаны. Последнее означает, что для многих из них еще не создано интерпретаций, имеющих смысл эмпирических обобщений, и мы вынуждены опираться на те или иные гипотезы. Познание механизмов самоорганизации и составляют суть фундаментальных наук. Процесс самоорганизации идет по пути непрерывного усложнения «алгоритмов развития», от «естественных», т.е. стихийных, опирающихся только на законы физики, химии, биологии к алгоритмам, устроенным гораздо более сложно. Все законы мира «естественного» сохраняют свою силу и в мире «искусственном», ибо он тоже порожден процессами самоорганизации, развития Природы. Но теперь на действие этих процессов накладывается могучий пресс Разума, накладываются новые принципы отбора, превращающие постепенно чисто стихийное развитие в направляемое (Н. Моисеев).
Из приведенных выше ярких мыслей известного физика и математика Н. Моисеева о процессах самоорганизации в сложных системах для нас наиболее важными являются следующие утверждения:
1) необходимо переходить от позиции внешнего наблюдателя за спонтанными процессами самоорганизации к формированию принципов целенаправленного развития систем;
2) развитие систем любой природы происходит в области притяжения некоторых аттракторов -каналов эволюции систем;
3) важнейшей задачей современной науки является поиск «алгоритмов сборки» - законов кооперативного взаимодействия в сложных системах (А. Колесников).
Мы посвятили так много внимания синергетике, поскольку в течение многих лет своей педагогической деятельности в вузе увидели, как похожи задачи, стоящие перед педагогом, формирующем личность своего ученика и вышеизложенными принципами самоорганизации и самоуправления. Вся педагогика базируется на двух элементах: Учитель (и его личность) и Ученик (и тоже его личность). Взаимодействие Учителя и Ученика - это: 1) передача Учителем Знаний по изучаемому предмету, 2) контроль усвоения и умения применять полученные от Учителя Знания. Если Ученику повезет встретить настоящего Учителя, то Ученик сможет получить от Учителя и некоторый жизненный опыт.
Ситуативное моделирование, прогнозирование и научное творчество имеют общую природу. В силу этого развивающее обучение, проходящее через все ступени общего и профессионального образования, а также научная подготовка в аспирантуре и докторантуре тоже имеют общие основания. Поэтому они должны рассматриваться с единых позиций и строиться как единая система научного образования, обеспечивающая развитие способностей к научному творчеству. В работах, развивающих отечественные традиции, рассматриваются основы дидактики научного образования. Показано, что оно является одной из трёх взаимодополняющих и взаимопересекаю-щихся базовых отраслей образования (общее, профессиональное и научное) (В. Леднев, 2002).
Существуют многочисленные классификации деятельности, в основу которых положены ее различные признаки. Выделяют духовную и практическую, репродуктивную и творческую, индивидуальную и коллективную, профессиональную деятельность. В психологии деятельность понимают как многоуровневую систему, компонентом которой являются цель, мотивы, действия и результат (А.Н. Леонтьев). Центральное место в анализе деятельности занимают мотивы и цель.
Изначально педагогика развивалась как педагогическая практика: родители, а затем самые уважаемые и почетные люди общества (старейшины, вожди, жрецы) готовили детей к жизни и труду. Но затем начали складываться элементарные педагогические знания, которые передавались из поколения в поколение в виде обычаев, традиций, игр, житейских правил.
Предметом педагогики является реальный целостный педагогический процесс, целенаправленно организуемый в специальных социальных институтах (семье, образовательных и культурно-воспитательных учреждениях). Педагогика изучает сущность, закономерности, тенденции и перспективы развития педагогического процесса как фактора и средства развития человека на протяжении всей его жизни. Она разрабатывает теорию и технологию образовательного процесса. Таким образом, педагогика - это наука о целостном процессе образования человека, включающем в себя обучение, воспитание и развитие личности. Об этом же писал известный публицист и педагог С.И. Гессен: Педагогика - наука. Этим она отличается от самого образования, служащего ее предметом [1]. В этом смысле педагогика является одной из наук о человеке, а именно - о его образовании, становлении как личности.
Этимологически образование восходит к понятиям «образ», «образец». В древности образование относилось ко всем видам деятельности человека («образовать» форму глины, камня, древесины и т.д.). Потом термин «образование» стал обозначать процесс и результат педагогической деятельности.
Известна модель педагогического процесса как целостной динамической системы. Данная модель функционирует так. Результаты педагогического процесса анализируется его субъектами и сверяются с поставленной целью. При необходимости вносятся соответствующие коррективы и
'Г
педагогическое взаимодействие продолжается. Таким образом, педагогический процесс является самонастраивающейся системой. Относительно стабильными элементами этой системы являются цель, деятельность субъектов и содержание образования.
Основными признаками системных объектов являются структурность, целостность, инте-гративность, синергетизм. Системный подход предполагает построение структурных и функциональных моделей, имитирующих исследуемые объекты и процессы как целостные системы, что позволяет получить знание о закономерностях их организации и функционирования. Конкретное выражение системный подход в педагогике находит свое выражение в таких категориях, как «педагогическая система», «педагогический процесс как целостная система», «система средств, форм и методов», «модель педагогической системы», «дидактическая система», «система воспитания», «система управления образованием» и др.
В специальной литературе педагогический процесс определяется как «специально -организованное взаимодействие педагогов и воспитанников, направленное на решение развивающих и образовательных задач». Из этого определения видно, что педагоги и воспитанники являются субъектами и главными компонентами педагогического процесса. Кроме того, имеется еще два компонента педагогического процесса: содержание образования (опыт, базовая культура) и педагогические средства: материальные (устные, наглядные, технические, электронные), художественные и др. Существуют три общественных источника, которые питают педагогику в сложном деле разработки, творческого создания методов обучения: научное познание, обыденное познание, способы обмена информацией. Особенность педагогических методов обучения в том, что они синтезируют, включают в себя в обобществленном виде способы познания всех трех источников.
Новые информационные и коммуникационные технологии вынуждают менять устоявшиеся методы обучения, поскольку неудержимый научно-технический прогресс и лавина новой информации не дают нам иного выбора, как создание новых методов обучения людей, адекватных вызовам современности. Как и все процессы обучения, различные модели технологий е-1еагт^ строятся на основе главных компонент процесса обучения: изложение и изучение предметного содержания; самостоятельная работа обучаемых; выполнение практических заданий; взаимодействие с преподавателем; взаимодействие обучаемых друг с другом; промежуточные и итоговая аттестации.
На рис. 1 приведена модель обучения, которая справедлива для всего живого мира. Как видно из рисунка, обучение любого живого существа является непрерывным циклическим процессом, в котором всегда присутствуют два элемента: получение (усвоение) знаний и применение (контроль) знаний [2]. Каждый обучаемый по своей индивидуальной траектории усваивает (изучает) данный предмет. Процесс обучения контролируется путем выполнения практических (лабораторных) заданий, а также промежуточными и итоговой аттестациями. Предложенная автором модель обучения основана на упомянутой циклической модели (ПОЛУЧЕНИЕ - ПРИМЕНЕНИЕ) и отличается тем, что студенты получают (приобретают) знания по изучаемому курсу на занятиях (как аудиторных, так и самостоятельных) от преподавателя и из электронного ресурса преподавателя, а применяют знания, выполняя заданные преподавателем индивидуальные мета-проекты. Качество выполнения мета-проектов позволяет преподавателю осуществлять аттестацию каждого студента.
Рис. 1. Циклическая модель обучения
Результаты экспериментального исследования:
Рис. 2. Эффект увеличения «островков самообразования» (Ряд 2)
Автором успешно используются идеи мета-проектного обучения в процессе преподавания ряда предметов в ГОУ ВПО «ТГПИ» [3]. В основе метода мета-проектов лежит развитие познавательных навыков студентов, умений самостоятельно конструировать свои знания, умений ориентироваться в информационном пространстве, развитие критического мышления. Модель мета-проектного обучения, используемого автором, проста. Любой учебный курс можно разделить на части (кванты, модули), система которых для каждого предмета специфическая. По каждому модулю (или кванту) студенту предлагается выполнить мета-проект. Для включения дремлющих в каждом синергетических механизмов самоорганизации, преподаватель должен преподавать свой предмет так, чтобы студентам стало интересно его учить, чтобы они захотели изучать предмет
3
4
23
глубже, чем по программе. В начале обучения преподаватель объясняет студентам суть метода обучения, предоставляет своим студентам обширный цифровой электронный ресурс и возможность общаться, например, с помощью электронной почты. Для электронной поддержки обучения можно использовать бесплатные пакеты программ MOODLE, SKYPE и некоторые другие, а также возможности сети Интернет. Не сразу и не у всех включаются механизмы самоорганизации, но «островок самообразования» из нескольких человек (не всегда одних и тех же) в учебной группе всегда формируется. А остальные постепенно подтягиваются. «Островок самообразования» постепенно расширяется.
Автор многократно наблюдал явление увеличения количества самообучающихся студентов в разных группах и при изучении разных предметов (рис. 2). К сожалению, для всей группы в полном составе этот эффект наблюдался не для всех предметов. Скорость расширения «островка самообразования» зависит от уровня подготовки учебной группы, изучаемого предмета, сложности и количества мета-проектов по данному предмету, от наличия у студента личного персонального компьютера и доступа в Интернет. Пока автору не удалось выявить все факторы, определяющие процесс зарождения и расширения «островка самообразования» в учебной группе, но исследования продолжаются.
Резюме:
1. Обучение любого живого существа является непрерывным циклическим процессом, в котором всегда присутствуют два элемента: получение (усвоение) знаний и применение (контроль) знаний.
2. Предложенная автором модель обучения основана на циклической модели обучения (ПОЛУЧЕНИЕ - ПРИМЕНЕНИЕ) и отличается тем, что студенты получают (приобретают) знания по изучаемому курсу на занятиях (как аудиторных, так и самостоятельных) от преподавателя и из электронного ресурса преподавателя, а применяют знания, выполняя заданные преподавателем индивидуальные мета-проекты.
3. Для включения дремлющих в каждом синергетических механизмов самоорганизации, преподаватель должен преподавать свой предмет так, чтобы студентам стало интересно его учить, чтобы они захотели изучать предмет глубже, чем по программе.
4. Не сразу и не у всех включаются механизмы самоорганизации, но «островок самообразования» из нескольких человек (не всегда одних и тех же) в учебной группе всегда формируется.
5. Скорость расширения «островка самообразования» зависит от уровня подготовки учебной группы, изучаемого предмета, сложности и количества мета-проектов по данному предмету, от наличия у студента личного персонального компьютера и доступа в Интернет.
6. Пока автору не удалось выявить все факторы, определяющие процесс зарождения и расширения «островка самообразования» в учебной группе, но исследования продолжаются.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Гессен С.И. Основы педагогики. Введение в прикладную философию. М.: Школа-Пресс, 1995.
2. [Горбатюк А.Н.|, Горбатюк В.Ф. Модель процесса обучения в вузе с использованием технологий E-Leaming // Вестник Таганрогского государственного педагогического института. Физико-математические и естественные науки. Таганрог: Изд-во Таганрог. гос. пед. ин-та, 2009. №1. С. 49-53.
3. Горбатюк В.Ф. Некоторые результаты применения мета-проектного обучения при изучении физики и дисциплин специализации в педагогическом вузе // Интегративный подход в психолого-педагогической подготовке современного учителя: сб. науч. тр. / под ред. проф. В.Т. Фоменко. Таганрог: Изд-во Таганрог. гос. пед. ин-та, 2010. С. 93-102.
4. Колесников А.А. Прикладная синергетика: основы системного синтеза. Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2007. 384 с.
5. Софронова Н.В. Синергетический подход к исследованию процессов разработки электронных средств учебного назначения // Преподавание информационных технологий в Российской Федерации: сб. науч. тр. Седьмой Открытой Всерос. конф. Йошкар-Ола, 2009. С. 242-244.
