CC BY
27
6. ОСВ1ТЯНСБК1 ПРОБЛЕМ!! КИЩО! ШКОЛИ
УДК 37.013.2 Ст. наук. ствроб. Л.А. Блонський, канд. фiз.-мат наук -
Mîw^pezîoHmbHa акадмя управлтня персоналом
СИНЕРГЕТИЧНИЙ П1ДХ1Д ДО ВИВЧЕННЯ 1НФОРМАЦ1ЙНИХ ТЕХНОЛОГ1Й У ВИЩИХ ЗАКЛАДАХ ОСВ1ТИ
Розглянуто ochobhí засади та методологию синергетичного пiдходу до вивчення шформацшних технологiй у вищих закладах освiти.
Ключовi слова: синергетичний тдхщ, iнформацiйнi технологи.
Senior research officer L.A. Blonsky -Inter-Regional Academy of Personnel Management
The synergetic approach for study the information technology subjects' in
the higher education institutes
The synergetic approach and methodology for study the information technology subjects' in the higher educational institutes are considered.
Keywords: synergetic approach, information technology subjects'.
Перехщ сучасного свгту вщ шдустр1ального до науково-шформацш-ного суспшьства супроводжуеться глобальною шформатизащею ушх сфер дь яльност [5]. Основою ж розвитку шформацшних технологш у сусшльств1 на-самперед е яюсна шдготовка вищими навчальними закладами необхщних кадр1в з експлуатаци, техшчного обслуговування, конструювання та науко-вих дослщжень цього напряму. Тому центральне мюце у навчальному проце-с сьогодш належить вивченню майбутшми спещалютами шформацшних технологш як окремого предмета та як основного техшчного засобу шших фахових дисциплш. Усшшне оволодшня новими знаннями з шформацшних технологш в умовах глобал1заци та зростання обсяпв iнформацiï, як поро-джуе науково-технiчний прогрес, вимагае при цьому яюсно нових загальних пiдходiв та нового свiтобачення усiх процеЫв розвитку суспiльства. Таким свiтобаченням сьогодш е синергетика - наука i методолопя, що вивчае загаль-шсть процесiв самоорганiзацiï, виникнення, стiйкостi та розпаду структур рiз-ноï природи [8]. Синергетичний тдхщ дае змогу дослщжувати об'ект у взаемозв'язку з сумiжними галузями знань. Найбiльш вщомими науковими школами цього напряму е школи Г. Хакена, Е. Лоренца та С.П. Курдюмова [5]. Однак, застосування принцишв синергетичного пiдходу до вивчення конкретного об'екта потребуе у кожному випадку обгрунтування правомiрностi. При цьому, якщо об'ект е одночасно предметом навчальноï дисциплiни, виникають педагопчш проблеми, основною з яких е необхщшсть створення конструк-тивних пропозицш з практичноï реалiзацiï принцишв синергетики [4, 7].
Мета статтi - визначення основних засад синергетичного шдходу до вивчення шформацшних технологш та шляхiв його практичноï реалiзацiï у навчальному процес вищих навчальних закладiв.
Розглянемо спочатку основш положення синергетики. Синергетичне свггобачення базуеться на внутрiшнiх засадах таких наук, як теорiя шформа-цп, теорiя нелiнiйних систем i явищ, теорiя ймовiрностей i математична статистика, яюсна та геометрична теори диференцiальних рiвнянь, кiбернетика, математичне моделювання та iншi, спiльну фiлософську основу становлять узагальнюючi концепци хаосу, порядку, загальност i глобальностi [5]. У синер-гетичному пiдходi до шформацшних систем i процесiв такою базою е кон-цептуальнi положення про: 1) хаос i порядок шформаци (!х визначення, атрибутика, перетворення); 2) глобальшсть iнформацiйних явищ (таких як струк-турування, народження, самооргашзащя, стiйкiсть, руйнацiя); 3) загальнiсть властивостей шформацшних систем (таких як вщкритють, взаемозв'язок, вза-емопроникнення, нелiнiйнiсть, динамiчна iерархiчнiсть, спостережуваннiсть).
При практичному застосуванш концепцiй синергетичного пiдходу до вивчення конкретних дисциплiн паралельно iснують шддисциплшарний, дис-циплiнарний, мiждисциплiнарний i наддисциплшарний рiвнi абстрактностi. Центральним рiвнем традицшно i цiлком природно виступае дисциплшарний рiвень (об'ект дослiдження), вiдносно якого розглядаються iншi. Найбiльш поширеним дисциплшарним рiвнем iнформацiйних технологiй е !х матерiалi-зований засiб - автоматизоваш iнформацiйнi системи (А1С) рiзного призначен-ня - пошуковi, розрахунковi, офют (текстовi, табличнi, графiчнi редактори), автоматизоваш системи конструкторсько! документаци, дизайнерськi, обль ковi, контролюючi, управлiнськi та шш^ якi застосовуються у рiзних галузях людсько! дiяльностi. Вивчення ще! рiзноманiтностi А1С значно полегшуеться i систематизуеться, якщо у студентiв сформовано единий шдхщ i вироблена загальна методолопя, яка грунтуеться на об'еднавчих принципах, якими е принципи синергетики. Розглянемо детальшше щ принципи стосовно А1С, акцентуючи увагу на базових поняттях, яю необхiдно засво!ти майбутнiм фа-хiвцям у процесi навчання.
Гомеостатичшсть. Це пiдтримка фрактального (тобто власномiрного) функцiонування системи на деякому часовому промiжку при наближеннi до атрактора, яким е мета юнування. У нашому випадку гомеостатичнiсть озна-чае збереження структури А1С шляхом коригування и поведiнки в умовах зовшшшх збурень, що досягаеться за рахунок введення негативного зворот-ного зв'язку. Тут важливо дати студентам поняття про n-вимiрний фазовий простiр, у якому описуеться поведшка системи, про фазовi траектори та асимптоти, узагальнеш рiвняння стану, динамiчний характер структури та про стабшзуючий характер негативного зворотного зв'язку.
Ieрархiчшсть. Основним змютом структурно! iерархil е вiдношення структур вищих порядкiв (матери, образу, ще!) до вiдповiдних структур ниж-чих порядюв як до хаосу за умови збереження принцишв кругово! причин-ностi, пiдпорядкованостi та заперечення повно! редукци. Так, для мегарiвня системи хаосом е шдпорядкований макрорiвень, а для макрорiвня - мшрорь вень, при цьому властивост структур вищих порядюв повною мiрою не мо-жуть бути поясненi властивостями структур нижчих порядюв. Необхщно по-казати студентам юнування рiзних рiвнiв (ранпв) iерархiчностi та вiдносний
298
Збiрник науково-технiчних праць
характер залежност характеристик системи вщ властивостей складових час-тин, виникнення нових якостей при утворенш структур вищих порядюв, про-демонструвати це на прикладах утворення штегрованих шформацшних систем, багато рангових та комп'ютерних мереж.
Нелшшшсть. Нелшшшсть е загальним законом природи, i означае передусiм недотримання принципу суперпозици, тобто цiле не може бути сумою його частин, а результат не може бути сумою зусиль; ^м того, нель ншшсть е джерелом саморгашзаци за наявност позитивного зворотного зв'язку. Лшшш моделi е лише iдеалiзацiею. Тут виникае питання ощнки нель ншносл як ступеня вiдхилення вiд лшшносл. Виходячи iз принципiв гомеос-татичност та iерархiчностi, можна стверджувати, що для збереження структури та шдпорядкованост системи параметр нелiнiйностi не може бути великим (ютотно нелшшним), оскiльки порушення вказаних принцишв доводить систему до руйнацiï. Таю системи розглядаються тiльки в теори катастроф. З шшого боку, сьогодш не iснуе загальних математичних методiв аналiзу ютот-но нелiнiйних систем. Навпаки, стшкими утвореннями е системи з малою не-лiнiйнiстю i для них юнуе вiдповiдний математичний апарат аналiзу. Досль джуванi А1С е лiнеаризованими на великих часових штервалах, що забезпе-чуе передачу шформаци без спотворень.
Ввдкриткть. Yd системи взаемозалежш бiльшою чи меншою мiрою -це загальний закон природи. Замкнеш консервативнi системи е лише моделями, яю нехтують зв'язками i не можуть збшьшувати свш порядок, тобто не можуть структуруватись з причини зростання мiри хаосу (ентропiï). Треба наголосити, що дослщжуваш А1С рiзною мiрою, але обов'язково е вщкрити-ми системами до вхiдноï i вихiдноï шформаци та до керуючих дш, що забез-печуе до них доступ на рiзних рiвнях - користування, адмшстрування або конфiгурування.
Стшюсть (нестiйкiсть). Це загальна властивiсть системи, яка е нас-лiдком гомеостатичност i визначае межi дiй на систему, при яких зберь гаеться або порушуеться ïï структура та поведшка. Аналiз стiйкостi (нес-тшкосп) базуеться на математичнiй теорiï стшкост^ створенiй А.М. Ляпуно-вим (критери Ляпунова, Гурвiца, Найквiста, Михайлова). Для збереження структури та забезпечення передбачуваност результата А1С безумовно повинна бути стшкою (зберiгати структуру) вщносно визначених меж збурю-вальних дш. Поза цими межами внаслiдок зростання вщхилень вiд атрактора система може переходити вщ стiйкого до нестшкого стану через точку бiфур-каци (вибору). В А1С слiд розглядати нестшюсть як готовнiсть порушити стшкий стан для переходу у шший стiйкий стан, що забезпечуе виникнення нових режимiв, структур, потокiв.
Динамiчна ieрархiчнiсть (емерджентнiсть). Yсi системи змшються у часi, тобто е динамiчними, при цьому виникае питання про збереження, о^м структури системи, ïï iерархiï. Це поняття охоплюе узагальнення принципу пiдпорядкованостi на процес встановлення новоï якостi системи (народження параметрiв порядку), який супроводжуеться зникненням, бiфуркацiею та по-явою при переходi мiж рiвнями i носить як повшьний (керований) так i швид-
кий (некерований) характер. Таю А1С, як велик штегроваш комплекси, ма-ють властивють динамiчно! iерархiчностL
Спостережуванiсть. Цей принцип е загальною властивiстю систем, яка означае вiдноснiсть та обмеженiсть результата дiяльностi системи залеж-но вщ рiвня (мiкро, меза, мега) спостереження. Необхщно розрiзняти внут-рiшне та зовшшне спостереження. Усi матерiальнi системи, у тому чи^ А1С, е спостережуваними.
Таким чином, розглянут синергетичш принципи, що е загальними для уЫх сфер людсько! дiяльностi, повною мiрою поширюються як на об'ект на-шого дослiдження - автоматизоваш iнформацiйнi системи, так i на процес !х вивчення, оскiльки модель освггньо! системи, по сутi, е шформацшною. Ос-вiтнiй процес здшснюеться внаслiдок педагопчно! та навчально! дiяльностi, якi охоплюють змiст освiти, оргашзащю навчання та освiтнiй простiр i по-виннi у нашому випадку спрямовуватись на засвоення студентами принцишв синергетики у зв'язку iз професшними знаннями конкретно! шформацшно! дисциплiни. Основною рушшною силою у цьому напрямi е суб'ект педагопчно! дiяльностi. Для здiйснення практичних дiй з формування змюту освiти викладачам, насамперед, необхщно осягнути принципи синергетики стосов-но об'екта вивчення конкретно! шформацшно! дисциплiни, виробити у себе синергетичне мислення i методологiю, згiдно з якими здшснити структуру-вання професшних знань та приведення у вщповщтсть до них змiсту нав-чально-методично! документацi! (робочих навчальних програм, текслв лек-цiй, завдань до практичних занять та самостшно! роботи студенлв). Згiдно iз принципами синергетичного шдходу ми опрацювали змiст низку шформа-цiйних навчальних дисциплiн, таких як 'Чнформацшш системи облiкум, "Ор-гатзащя iнформацiйних систем облiку", "Iнформацiйнi системи фшансових установ", "Управлiнськi iнформацiйнi системи аналiзу i аудиту", "1нформа-цшш системи i технологi! в менеджмент", "Математичне програмування", "Дослiдження операцiй", "Комп'ютерш мережi", "Програмування мовою Assembler" та шшь Прикладом може слугувати сформований на основi синергетичного шдходу змют навчально! дисциплiни "Проектування А1С", яку вик-ладають студентам за спещальшстю "Програмування ЕОТ" (див. табл.).
Табл. Змшт навчальноХ дисциплши "Проектування А1С"
№ з/п Назва тематичного модуля Синергетичш принципи, як розглядаються
1 Теоретичт основи та методи проектування А1С Поняття про концептуальну базу та принципи синергетики стосовно А1С
2 Технолопя типового та шдив1дуального проектування Гомеостатичтсть та 1ерарх1чтсть, А1С
3 Технолопя автоматизованого проектування Гомеостатичтсть та 1ерарх1чтсть А1С
4 Проектування шформацшного забезпечення 1ерарх1чтсть та ввдкриисть шформа-цшного забезпечення
5 Проектування А1С технолопчних процешв Емердженттсть, стшшсть, спостережуватсть А1С
При практичнш оргашзаци навчального процесу необхiдно мати на уваз^ що синергетична за змютом педагогiчна методологiя, як i будь-яка ш-
300
Збiрник науково-техшчних праць
ша сучасна педагопчна технологiя, за формою навчання повинна бути осо-бистiсно-орiенованою, тобто передбачати:
1) Централ1защю осв1тнього процесу на особистос^ суб'екта навчання та процес формування в нього 1ндив1дуальних синергетично структурова-них професшних знань;
2) Оргатзащю навчального процесу як цшеспрямоване управлшня самостийною навчальною д1яльтстю учня у вадкритому навчальному простор! при синергетичному взаемозв'язку навчальних дисциплш та суб'екив навчально-педагопчно! д1яльност1;
3) Скероватсть навчального i освгшього проце^в на самооргатзащю навчальних структур у процес творчого розвитку i саморозвитку суб,eктiв навчально-педагопчно! дiяльностi: педагога i учня, педагогiчного i уч-нiвського колективiв.
Атрибутика особистiсно-орiентованого навчання вщповщае (видiлено курсивом) синергетичним принципам, що полегшуе поставлену задачу. Сьогодш юнуе велика рiзноманiтнiсть форм особистiсно-орiентованого навчання. Такою, наприклад, е педагопчна технолопя малих груп, яка устшно застосовуеться у вищих закладах освгти при вивченнi iнформацiйних техно-логiй. Кiнцевою метою педагопчно! дiяльностi при цьому е формування у майбутшх фахiвцiв, окрiм професiйних знань та умшь, необхiдних у шфор-мацiйному суспiльствi, також i синергетичного професшного мислення та здатностi до самостшно! творчо! дiяльностi.
Таким чином, застосування синергетичного тдходу до вивчення ш-формацiйних технологiй сприяе досягненню студентами яюсно нового рiвня професшних знань та формуванню у них передового свгтогляду. Оволодiння синергетичнимо шдходом е особливо важливим для науково! та дослщниць-ко! дiяльностi, оскшьки здiйснення прориву у сво!й галузi можливе лише за усвiдомлення суб'ектом зв'язку та наслiдкiв його наукових дослщжень з ш-шими галузями знань.
Л1тература
1. Басин М.А., Шилович И.И. Синергетика и Internet: путь к Synergonet. - СПб.: Наука. 1999. - 72 с.
2. Блонський Л.А. Оргашзащя особистюно-ор1ентованого навчання з шформацшних дисциплш у вищих закладах осв1ти// Наук. вюник НЛТУ Украши: Зб. наук.-техн. праць. -Льв1в: НЛТУ Украши. - 2007, вип. 17.4. - С. 292-296.
3. Блонський Л.А. Формування професшного мислення студенпв при викладанш спе-щальних дисципл1н// Педагопка i психолопя професшно! осв1ти. - 2002, № 3. - С. 119-124.
4. Буданов В.Г. Синергетические стратегии в образовании// Сайт С.П. Курдюмова, 2008. [Електрон. ресурс]. - Доступний з: http://www.spkurdyumov.narod.ru/Budanov11.htm
5. Капица С.П., Курдюмов С.П., Малинецкий ГГ. Синергетика и прогнозы будущего/ Сер. "Кибернетика: неограниченные возможности и возможные ограничения". - М.: Наука, 1997. - 285 с.
6. Кремень В.Г. Розвиток осв1ти в Украш1 у контекст загально цившзацшних зм1н// Педагопка i психолопя професшно! освгти. - 2005, № 4. - С. 9-16.
7. Синергетичне свггобачення: науков1 i педагопчш аспекти: Монограф1я/ За ред. Н.В. Кочубей. - Суми: ВТД "Ушверситет. книга", 2005. - 177 с.
8. Хакен Г. Синергетика. - М.: Мир, 1980. - 404 с.
