CC BY
195. Горелова Г.В., Кацко И.А., Величко П.Ю. Современные мегатренды - оценки когнитологов/ В сб. научн. трудов 24-й Межун. научн. конф. «Системный анализ в проектировании и управлении. 3 ч.. - 2020. - С.7-16.
6. Pankratova E.V. Complex technique of evaluating the quality of the region / EV life Pankratova // ISPU. - 2009. - № 1. - С. 23-28.
7. Lesnichaya M.A., Kolchina O.A., Henrietta K.A. Elaboration of a conceptual scheme of municipal units classification according to the level of budgetary provision on the base of cluster analysis(2019) Proceedings of the 2019 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, ElConRus 2019, статья № 8657216, pp. 1415-1420.
8. Lesnichaya M.A., Kolchina O.A., Kondzharyan H.A. Elaboration of municipal development trajectories for every type of municipal territories on the base of cognitive mod-elingB сборнике: Proceedings of the 2019 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, ElConRus 2019 2019. С. 1421-1429.
9. Малый бизнес Дона. [Электронный ресурс]. - URL: http://mbdon.ru.
УДК 330.1
doi:10.18720/SPBPU/2/id21-79
Горелова Галина Викторовна1,
научный руководитель ИУЭС ЮФУ, доктор технических наук, профессор; Россинская Светлана Александровна , доцент ГБУ «РО РИПК и ППР»
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЗАДАЧИ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ МЕТАКОМПЕТНОСТИ ПЕДАГОГОВ С ПОМОЩЬЮ КОГНИТИВНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
СЛОЖНЫХ СИСТЕМ
1 Россия, Таганрог, Институт управления в экономических, социальных и экологических системах Южного федерального университета, e-mail: gorelova-37@mail.ru, Россия, Ростов-на-Дону, Государственное бюджетное учреждение дополнительного профессионального образования Ростовской области, «Ростовский институт повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования», e-mail: svetross@mail.ru
Аннотация. В работе рассмотрены актуальные проблемы формирования профессиональной метакомпетентности педагогов путем использования облачных технологий в их профессиональной деятельности. В целях понимания и объяснения процессов формирования метакомпетентности педагогов и проверки ряда гипотез, на этапе опытно-экспериментальной работы было использовано имитационное когнитивное моделирование сложных систем и соответствующая программная система CMCS. Приведены примеры результатов трех этапов моделирования: модель
системы формирования профессиональной метакомпетности педагогов в виде когнитивной карты, анализ свойств системы и сценарное моделирование.
Ключевые слова: профессиональная метакомпетентность, педагог, облачные технологии, когнитивное моделирование.
Galina V.Gorelova1,
Scientific Director of the Institute of Management in Economic, Social and
Ecological Systems of the Southern Federal University, Doctor of Technical Sciences, Professor;
Rossinskaya Svetlana Alexandrovna , Associate Professor, State Budgetary Institution "RO RIPK and PPR"
PRESENTATION OF THE FORMATION PROBLEM PROFESSIONAL METHODS OF TEACHERS USING COGNITIVE MODELING COMPLEX SYSTEMS
1 Russia, Taganrog, Institute of Management in Economic, Social and Ecological Systems of the Southern Federal University, e-mail: gorelova-37@mail.ru Russia, Rostov-on-Don, State budgetary institution of additional professional education of the Rostov region, "Rostov Institute for Advanced Studies and Professional
Retraining of Educators", e-mail: svetross@mail.ru
Abstract. The paper considers the actual problems of the formation of professional meta-competence of teachers through the use of cloud technologies in their professional activities. In order to understand and explain the processes of the formation of meta-competence of teachers and test a number of hypotheses, at the stage of experimental work, imitative cognitive modeling of complex systems and the corresponding software system CMCS were used. Examples of the results of three stages of modeling are given: a model of the system for the formation of professional meta-competence of teachers in the form of a cognitive map, analysis of the properties of the system and scenario modeling.
Keywords: professional meta-competence, teacher, cloud technologies, cognitive modeling.
Введение
В условиях развития информационного общества и возникновения тенденций нового этапа, связанных с зарождением и стремительным развитием облачных технологий и сервисов, дополнивших сетевую парадигму развития Интернет, к современному педагогу все чаще предъявляются качественно новые требования. Согласно требованиям социального заказа на образование (Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 44.03.05 «Педагогическое образование (с двумя профилями подготовки) (уровень бакалавриата)», требования профессионального стандарта «Пе-
дагог (педагогическая деятельность в сфере дошкольного, начального общего, основного общего, среднего общего образования) (воспитатель, учитель)» от 18 октября 2013 года на основе Квалификационных характеристик должностей работников образования, Федеральный закон «Об образовании в Российской Федерации») современный педагог, действующий в условиях информационного общества, должен обладать новыми компетенциями, в частности, составляющими профессиональную метакомпетентность, а нормативно-правовая база недостаточно разработана. Так, в едином квалификационном справочнике должностей работников образования прописаны основные составляющие компетентности педагогических работников: профессиональная, информационная, коммуникативная, правовая и даны их характеристики, однако разработки метасоставляющей нет. Эти требования порождают необходимость дополнительного образования педагогов для приобретения ими новых компетенций, в частности, составляющими профессиональную метаком-петентность.
Под профессиональной метакомпетентностью педагога понимается динамическая система ценностей, личностных качеств, опыта профессиональной деятельности, метазнаний, метаумений и метанавыков создания, анализа и творческой интерпретации электронных образовательных продуктов с использованием облачных технологий [11,12]. Структурными компонентами профессиональной метакомпетентности являются: ценностно-мотивационный, когнитивный и деятельностный.
1. Возможности применения методологии когнитивного моделирования сложных систем по формированию профессиональной метакомпетности педагогов в процессе повышения квалификации
Для проведения опытно-экспериментальной работы по формированию профессиональной метакомпетности педагогов в процессе повышения квалификации были использованы возможности методологии когнитивного моделирования сложных систем [1-10] и соответствующей программной системы CMCS (Cognitive Modeling Complex System) [11] в целях системообразующей основы исследования. Исследования проводились в Ростовском институте повышения квалификации и профессиональной переподготовки работников образования.
Когнитивное моделировании сложных систем (социальных, экономических, социотехнических, политических и др.) происходит поэтапно. Первым этапом является разработка когнитивной карты (когнитивной модели) сложной системы, отображающей структуру причинно-следственных связей между ее вершинами (концептами, объектами, сущностями, факторами, показателями). На втором этапе исследуются
структурные свойства системы и ее устойчивость. Третий этап является этапом прогнозирования возможного развития ситуаций (сценариев развития) в системе под воздействием внутренних и внешних управляющих и возмущающих факторов. Завершающим этапом является разработка предложений по стратегиям развития системы.
В данном исследовании были реализованы три этапа когнитивного моделирования сложных систем. На первом этапе была осуществлена разработка когнитивной карты, которая служит основой для когнитивной структуризации знаний в предметной области формирования профессиональной метакомпетности педагогов в системе дополнительного профессионального образования и систематизации проведения опытно-экспериментальной работы при диагностике метакомпетентности педагогов после дополнительного профессионального образования.
Когнитивная карта «Формирование профессиональной метакомпет-ности педагогов» была разработана на основании теоретических и практических знаний и экспертных опросов. В табл.1 представлены вершины когнитивной карты.
Таблица1
Вершины когнитивной карты «Формирование профессиональной
метакомпетности педагогов»
Код Назначение вершин Наименование вершин
VI Целевая Качество ученика
VI Управляемая Педагог системы дополнительного профессионального образования
V3 Базисная Система образования
V4 Управляющая Система дополнительного профессионального образования
V5 Базисная Готовность педагогов к освоению программы ДПО
V6 Управляющая Процесс формирования профессиональной метакомпетности педагогов
У7 Управляющая Средства облачных технологий
У8 Возмущающая Риски внешней и внутренней среды
V9 Индикативная Профессиональ- Структурные компоненты Уровни сфор-мированности
ная метаком- Х91 Ценностно- Х911 репродуктивный
петность пе- мотивацион- Х91 эвристический
дагогов ный уровень педагога Х91 творческий
Х92 Когнитивный Х921 репродуктивный
уровень педа- Х92 эвристический
гога Х92 творческий
Х93 Деятельност- Х93 репродуктивный
ный уровень Х93 эвристический
педагога Х93 творческий
Вершины когнитивной карты отображают основные концепты формирования профессиональной метакомпетности педагогов в системе дополнительного образования и некоторые объекты внутренней (состояние всей системы образования) и внешней среды (например, риски, которые могут быть вызваны социальными и экономическими факторами). При выделении вершин были определен характер их действия в системе: целевая, вершина, управляющая, возмущающая и др.
Связь между вершинами устанавливалась в процессе исследования на основании знаний экспертов, существующей теоретической и практической информации. На рис.1 изображен фрагмент матрицы отношений между вершинами, в которой символом «+1» отражена положительная связь между вершинами (усиление/ослабление сигнала в вершине Уг приводит к усилению/ослаблению сигнала в вершине У]), символом «-1» отражена отрицательная связь (усиление/ослабление сигнала в вершине Уг приводит к ослаблению /усилению сигнала в вершине У]).
На рис.2 изображена когнитивная карта О, названная «Формирование профессиональной метакомпетентности педагогов». На когнитивной карте отрицательная связь изображена пунктирной дугой.
Матрица смежности
- Зави... VI У2 V] У4 Уб У7 УВ V* ХИ № № Х911 Х91
Вход
VI
У2
УЗ
У5
У6
V?
УВ
V?
10 ■1,0 1.0
1.0 1.0
1.0 1.0 1.0
1.0 1.0 1.0
1.0 ■1,0
1.0
1.0 1.0
■1.0 1.0
1,0 1.0 1.0 1.0
Сохрани
Экспорт данных
Закрыть
Рис.1. Матрица связи между вершинами когнитивной карты О «Формирование профессиональной метакомпетентности педагогов»
Рис.2. Когнитивная карта О «Формирование профессиональной метакомпетентности педагогов»
На втором этапе моделирования был произведен анализ структурных свойств модели, в том числе - анализ циклов когнитивной карты. Такой анализ необходим для установления свойств структурной устойчивости (или неустойчивости) моделируемой системы. На рис.3 изображены результаты такого анализа.
Циклы. Всего: 34. Отрицательных: 21. Положительных: 13.
- и.иШ-> 41 Ь ФГ> VI
- (5.0) VI -> УЗ У4 -> У2 -:> Щ-> № -> Щ > VI
- (3.0) VI -> УЗ > У4 -> 47 -> 45 У8 -> V? - > У6 - > У9 -> VI
- (2.0) VI -> УЗ -> М -> У2-> У5 -> У8 -> 41 -> V® VI
- [4.0) VI -> УЗ ■? У4 -> У2 -> У5 -> У8 ->41-> У10 46 -> -> VI
- [3.0)У1->УЗ->У4->У6->ТО->У1
- (3.0) VI УЗ -:> У5 -> 46 -> о. VI
- (1.0) VI->УЗУ5-> УВ-> 41>46-> У9-> VI ■ (йО)VI->УЗ >¥5->УВ->\Я->¥9-> И.
- [2.0) VI -> УЗ о У5 -:> УВ -:> 41 -> ¥10 ■ > 46 -> У9 - > VI
- (1.0) VI У2 У9 -> VI
- (3.0) VI -> У2 -> У5 -> 46 -> -> VI
- [2.0) VII' У2 г> 44 -> УВ -? 41 -> У4 ->46-> У9 -> VI
- [1.0) VI -> У2 ■ > У5 -:> УВ 41 ■ ч 46 -> V? - > VI
- (0.0) VI -> У2 > И -> ТО > ¥7 > И -> VI
- [2.0) VI У2 У5 -> УВ -> 41 ? У10 - > 46 ->' У9 -> VI + (ЩVI > VI >УЗ>У2->У9->У1 ♦ (3.0) VI -> У8 -> УЗ -> У2 У5 -> 46 У9 -> VI + (2.0) VI > V« > УЗ -> ¥4-> У2 -> И -> VI + (4.0) VI > У8 -> УЗ -> •> 47 -> У5 -> V« -> V? ■> VI
Приглушить остальное
формирования профессиональной метакомпетности педагогов
Рис.3.Выделение циклов когнитивной карты О
Как видно по данным таблицы внутри рис.3, в системе наблюдается 34 цикла, из которых 21 цикл является циклом отрицательной (стабилизирующей) обратной связи. И в целом, согласно условию [3-5] структурной устойчивости (необходимо, чтобы в системе было нечетное число отрицательных циклов), представленная модель является структурно устойчивой.
На третьем этапе когнитивного моделирования был проведен сценарный анализ возможных процессов развития ситуаций на когнитивной карте путем импульсного моделирования [9,11]. В качестве примера приведем результаты моделирования по одному из сценариев.
Сценарий №1. Предположим, в системе дополнительного образования (вершина У4) начнутся положительные изменения и активизируется использование облачных технологий (вершина V?). При начале моделирования в названные вершины вносятся импульсные воздействия [11]. Результаты импульсного моделирования представлены таблицей 2. По данным табл.2 построены графики изменения процессов в вершинах когнитивной карты - рис. 4.
Таблица 2
Результаты импульсного моделирования, Сценарий №1
Шаг Вершина 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
VI. Качество ученика 0.0 0.0 0.0 1.0 5.0 7.0
V2. Педагог 0.0 0.0 1.0 2.0 2.0 ■2.0
V]. Система образования 0.0 0.0 1.0 1.0 1.0 0.0
V4. Система дополнительного профессионального образовании 0.0 1.0 1.0 2.0 2.0 2.0
V5. Готовность педагогов к освоению программы ДПО 0.0 0.0 0.0 2.0 3.0 3.0
V6. Процесс формирования профессиональной метакомпегносги педагогов 0.0 0.0 3.0 4.0 7.0 8.0
V7. Средства облачных технологий 0.0 1.0 1.0 1.0 1.0 4.0
V3. Риски внешней и внутренней среды 0.0 0.0 0.0 0.0 ■3.0 ■и
V9. Профессиональная мегакомпеентность педагогов 0.0 0.0 1.0 5.0 7.0 10.0
Х91. Ценностно-мотивационный компонент 0.0 0.0 0.0 1.0 5.0 7.0
V92, Когнитивный компонент 0.0 0.0 0.0 1.0 5.0 7.0
V93. Деятельностью компонент 0.0 0.0 0.0 1.0 5.0 7.0
Х911. Репродуктивный уровень 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 5.0
Х912. Эвристический уровень 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 5.0
ХМЗЛворческий уровень 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 5.0
Х921. Репродуктивный уровень 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 5.0
Х922. Эвристический уровень 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 5.0
ХЭДЗЛворческий уровень 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 5.0
Х932. Репродуктивный уровень 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 5.0
Х932. Эвристический уровень 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 5.0
Х933. Творческий уровень 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 5.0
VIO, Медиаобразование 0.0 1.0 2.0 2.0 2.0 2.0
-Система дополнительного профессионального образования
— - Медиаобразование
— Средства облэчнык технологий —-- Качество ученика
^ Готовность педагогов к освоению программы ДПО
Процесс формирования профессиональной метакомпетности педагогов Риски внешней и внутренней среды » - < Профессиональная метакомпеентность педагогов
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
Шаги
Рис.4. Графики импульсных процессов, Сценарий №1
Заключение
Результаты когнитивного моделирования, в том числе, сценарного моделирования на когнитивной карте «Формирование профессиональной метакомпетентности педагогов», позволили подтвердить гипотезу о том, что если в системе дополнительного образования Ростовской области будут инициированы работы по переподготовке педагогов для формирования у них профессиональных метакомпетенций, то это будет способствовать повышению качества учеников и снижению рисков внешней и внутренней среды системы образования. Это подтверждается как положительными тенденциями развития ситуаций на модели (рис.4), так и проведенными опытно-экспериментальными исследованиями [13].
Список литературы
1. Абрамова Н.А., Авдеева З.К. Когнитивный анализ и управление развитием ситуаций: проблемы методологии, теории и практики // Проблемы управления. -М.: ИПУ РАН, 2008. № 3. - С. 85-87.
2. Горелова, Г.В. Региональная система образования, методология комплексных исследований / Горелова Г.В., Джаримов Н.Х. - Краснодар, 2002. - 358 с.
3. Горелова Г.В., Захарова Е.Н., Радченко С.А. Исследование слабоструктурированных проблем социально-экономических систем: когнитивный подход. - Ростов н/Д: Изд-во РГУ, 2006. - 332 с.
4. Горелова Г.В., О разработке инструментария когнитивного моделирования социально-экономических систем/20-th International conference on System Analysis and Information Technology SAIT 2018, May 21-23, 2018 Institute for Applied System Analysis of National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute", Kyiv.
5. Горелова Г.В. Когнитивная модель управления процессом формирования компетенций специалистов в высшей школе / Г.В.Горелова, Е.Л. Макарова // Труды конгресса по интеллектуальным системам и информационным технологиям «AIS-IT'10». Научное издание в 4-х томах. - М.: Физматлит, 2010. - Т.2. - 494с. - С.251-256.
6. Горелова Г.В. Когнитивный подход к имитационному моделированию сложных систем // Известия ЮФУ. Технические науки. № 3. Таганрог: Изд-во ТИ ЮФУ, 2013. С. 239-250.
7. Gorelova, G.V. Intellectual Cognitive Technologies for Cyber-Physical Systems / Gorelova G.V. 2020, Lecture Notes in Networks and Systems. 95, р.р. 617-631.
8. Инновационное развитие социально-экономических систем на основе методологий предвидения и когнитивного моделирования / под ред. Г.В. Гореловой, Н.Д. Панкратовой. - Кшв: Наукова думка, 2015. - 464 с.
9. Максимов В.И. Когнитивные технологии - от незнания к пониманию / Сб. трудов 1-й Международной конференции «Когнитивный анализ и управление развитием ситуаций», (САSC'2001) - М.: ИПУ РАН, 2001. - Т.1, - С. 4-18.
10. N.D. Pankratova, G.V.Gorelova, V.A.Pankratov Strategy for Simulation Complex Hierarchical Systems Based on the Methodologies of Foresight and Cognitive Modelling // Advanced Control Systems: Theory and Applications. River Publishers Series in Automation, Control and Robotics. Chapter 9. 2021. P. 257-288.
11. Программа для когнитивного моделирования и анализа социально-экономических систем регионального уровня (Горелова Г.В.,Калиниченко А.И., Кузьминов А.). Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2018661506 от 07.09.2018.
12. Россинская, С.А. Развитие информационно-коммуникативной компетентности обучающихся физике в процессе конструирования учебного текста [Текст] / С.А. Россинская // Школа будущего. - 2017. № 3. - С. 190-197.
13. Россинская, С.А. Формирование метапредметной компетентности учителя в системе повышения квалификации [Текст] : материалы конференции / С. А. Россинская // Когнитивные исследования на современном этапе: Всероссийская конференция с международным участием по когнитивной науке. - 2018. - № 2 (12). - С. 252255.
