Научная статья на тему 'Термодинамический метод изучения окружающего Мира и его использование в учебно-образовательном процессе вуза и средней школы'

Термодинамический метод изучения окружающего Мира и его использование в учебно-образовательном процессе вуза и средней школы Текст научной статьи по специальности «Прочие социальные науки»

CC BY
81
14
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Thermodynamic method of study of surrounding world and its use in scholastic-educational process university and secondary school.

Worded main positions of the concept of the thermodynamic method of the study of the surrounding united World material and spiritual. Method expects use of approaches of the thermodynamics classical and statistical, thermodynamicses complex openned nonlinear systems (sinergy). Multiple examples illustrate an using a method to processes an material, alive nature and phenomenas social. Method is approved in the course of occupations with pupilies senior classes, humanitarian students of the university of the Russia Academy of formation and students a physicist-technical facalty Tomsk state university.

Текст научной работы на тему «Термодинамический метод изучения окружающего Мира и его использование в учебно-образовательном процессе вуза и средней школы»

ся выработка у слушателей экологического мышления, а не профессиональная подготовка экологов. С этой точки зрения курс желательно читать уже частично сформировавшимся специалистам. Для этого необходимо перенести преподавание экологии с младших курсов на 3-й курс, как это было 2 года тому назад в ТПУ. К этому времени

будущие специалисты изучат уже основы физики и математики и достигнут возраста, при котором уже возможно вступление в брак. В противном случае рассмотрение демографической проблемы среди 16-летних слушателей не приводит к ее пониманию и часто их реакция оказывается неадекватной важности этой проблемы.

Л.Н. Ревягин

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ МЕТОД ИЗУЧЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕГО МИРА И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В УЧЕБНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ ВУЗА И СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ

Томский государственный университет

УДК 378

Термодинамика представляет из себя науку, изучающую закономерности сохранения и превращения одних видов энергии в другие и явления, сопутствующие этим превращениям. Кроме того, термодинамика решает вопросы возможности протекания процесса, его направленности, условий завершения процесса (достижение системой состояния равновесия), устойчивости достигнутого равновесия.

Этими обстоятельствами обусловлено широкое применение термодинамического метода к отдельным наукам, различным объектам исследования, конкретным явлениям. Так, существуют термодинамика общая, техническая, химическая, биологическая; термодинамика газов, жидкостей, растворов, упругих тел, диэлектриков, магнетиков, излучения; термодинамика смачивания, растекания, адгезии, адсорбции, фазовых переходов, осмоса и др.

Термодинамический метод исследования используется во многих научных дисциплинах: геологии, геохимии, физической химии, молекулярной физике, химической технологии, металлургии, механике строительных материалов, экологии, биологии и др.

Однако учебно-образовательный, методологический, мировоззренческий потенциал термодинамики классической, статистической, термодинамики необратимых процессов, синергетики используется весьма слабо, хотя одним из главных достижений науки XX в. стало не ожидавшееся создание общей теории пойя и не освоение источников термоядерной энергии, а развитие термодинамики открытых сложных нелинейных систем.

Одним из центральных понятий термодинамики является понятие энтропии. Существует несколько способов его обоснования для студентов (например, из рассмотрения принципа адиа-

батической недостижимости Каратеодори), для школьников - через рассмотрение процесса работы идеальной тепловой машины С. Карно. Кар-но показал, что для идеальной равновесной тепловой машины максимальный коэффициент полезного действия г) определяется выражением

где Г] - абсолютная температура нагревателя, Т2 - абсолютная температура холодильника. Из соображений сохранения энергии следует

п = т,-т2=д11о2 = А

т, <3, (V ш

где - количество теплоты, отданное рабочему телу нагревателем, £>2 - количество теплоты, отданное рабочим телом холодильнику Из соотношения (1) следует

] _ т2 = 1_<Ь Т2 = <Ь <31 = <32 Т1 сгГ т, <зг Т, Т2 '

Последнее равенство означает, что сумма ири-ДО

веденных теплот (02<О) ^ по всем соответствующим частям цикла равняется нулю. Это утверждение эквивалентно известному равенству Кла-

узиуса; | - = м> где под знаком интеграла стоит

дифференциал функции состояния - энтропии -йО/Т или в виде конечных разностей

Д5=Д О/Т (2)

Формула (2) проста и доступна пониманию школьников. Подведенное количество теплоты Дб>0, как это легко представляют школьники, приводит к хаотизации системы вследствие повышения температуры и фазовых переходов твер-

дое тело - жидкость - пар. Становится понятным, что энтропия в этом случае возрастает Д5>0 и служит мерой хаотизации системы. Это стремление к разупорядоченности является характерной чертой нашего Мира, часто реализующееся парадоксальным образом через создание локализованных упорядоченных структур, возникающих в режиме самоорганизации.

Для студентов вузов понятие энтропии удобно ввести на основе принципа адиабатической недостижимости Каратеодори. Можно прийти к выводу о наличии пропорциональности между дифференциалом энтропии ёБ и элементом теплоты 8(2, т.е. {¡5=кЬ(2, где X - интегрирующий множитель. Можно доказать, что в качестве 1/К следует взять термодинамическую температуру Т, шкала которой совпадает со шкалой температур Кельвина. Таким образом, ¿8-?>(2/Т, что адекватно (2).

Используя первый закон термодинамики для выражения величины 8 и уравнение состояния идеального газа, получим для этой системы после интегрирования

Д5

Т. К

(3)

V,

а).» ••! 4- +.6)

; • • ■и '-* .* • • ' ■ гт +

'! Ч

где 5 - энтропия, Су - теплоемкость идеального газа при постоянном объеме V, Я - универсальная газовая постоянная, 1; 2 - индексы, обозначающие значения параметров в начальном и конечном состояниях системы.

На основе (2) и (3) можно получить информацию о глубинных закономерностях устройства нашего макроскопического Мира. Можно показать, что во всех реальных естественных и рукотворных (технических) процессах энтропия возрастает. Проиллюстрируем это обстоятельство, важное в мировоззренческом отношении, на примерах диффузии, трения и теплопередачи.

Процесс диффузии (рис. 1) двух газов а) и б) после удаления перегородки I будет изотермическим Т|=Т2, сопровождающимся увеличением объемов каждого из газов до величины У = У] + У2; V > V); V > У2что дает, согласно (3),

V V ^фф = +Л5, = Мп гг + Мп — > О

Рис. 3

Процесс с трением (рис. 2) моделируется колебательным движением пружины с грузом т, начинающимся при температуре Т1 и заканчивающимся при температуре Т2 (Т2 >Ть У2 = V)).

Согласно(3)изменениеэнтропии „р =су ы Ь- > о,

м

энтропия возрастает.

И наконец, процесс передачи тепла (рис.3) от более нагретого тела к менее нагретому (Т, > Т2). Общее изменение энтропии Д5 сложится из изменений энтропии каждого тела: Д^ и Д52. Энтропия горячего тела убывает, оно теряет тепло Д<). Энтропия холодного тела возрастает, оно получает тоже количество теплоты +А().

^шепюоб*. +М2 + М = Д£(±-1) >0

•'1 12 П Ч

В этом случае, как и в двух предыдущих, самопроизвольный процесс теплопередачи в изолированной системе сопровождается возрастанием энтропии. Значит, энтропия, наряду с мерой неупорядоченности системы, выполняет функцию критерия направленности процессов.

Рассмотрим вполне доступный школьнику пример функции энтропии, связанной с мерой деградаций (обесценения) энергии. Для этого рассмотрим работу двух идеальных тепловых машин Карно. Пусть машины имеют одинаковые температуры холодильников Т0 (холодильники одинаковые), забирают от своих нагревате-лей с температурами Т^ и Т2 (Т1 > Т2) одинаковое количество теплоты б. Чтобы убедиться в том, равные или нет количества работы Щ и Ш2 произведут эти машины, сравним величины Шх и И^:

Т0\ И7 - ги,

■* 2

,)Т0=&$теп»оо6мхТ0>0,

Полученное неравенство означает рост энтропии всей системы, увеличение степени ее неупорядоченности. Обратное возвращение системы к начальному состоянию в ходе самопроизвольного процесса невозможно.

Рис. 1

Рис.2

Тг Тх

так как Д5ТЯЦЮОбМ> 0 и Т0 > 0.

Важно отметить несколько следующих обстоятельств.

1. Разность Ц^г-Шг положительна, следовательно, первая машина из одинакового количества теплоты произведет больше работы. Тепло более нагретого источника оказывается качественнее в смысле его работоспособности. Тепло низкотемпературного источника оказывается обесцененным, деградированным.

2. Степень деградации теплоты определяется величиной возрастания энтропии.

3. Поскольку и в примерах диффузии, трения энтропия также возрастает, то и здесь происходит явление деградации энергии. В природе нет процессов, свободных от диффузии, трения, теплообмена, значит процесс обесценения энергии идет повсюду. Сохраняясь количественно, энергия обесценивается качественно. То же утверждение справедливо относительно вещества: сахар в мешке имеет определенную ценность и стоимость; тот же сахар равномерно рассыпанный по площади футбольного поля, сохраняя все свойства сахара, разупорядочиваегся, хаотизируется и обесценивается возросшей величиной энтропии.

4. Школьникам и студентам можно предложить различные по степени сложности варианты вывода формулы Шеннона, связывающей энтропию с информацией. Из формулы следует неизбежность процесса самопроизвольной деградации, потери информации, объективный характер нашего «незнания», принципиально неустранимое существование неопределенности. Информация и неопределенность дополнительны друг другу.

Картину существенных черт нашего Мира, выявляемую в рамках термодинамического подхода, можно проиллюстрировать множеством глубоких по содержанию и наглядных по форме примеров. Вот некоторые из них.

I. Энергетический кризис - составная часть глобального экологического кризиса. Однако легко подсчитать количество теплоты А(?, которое выделится при охлаждении вод Мирового океана массой т = 1,4х1021 кг на один градус Д7'= 1град. Д0 = СхтхД 7=4,2 кДж/кгх градх 1,4х 1021кг х 1град=6х 102! кДж

Современное мировое производство энергии оценивается в Е= Зх Ю17 кДж/год. Энергии ДО при этом хватит на время / = Дб/£' = 20000 лет! Человечество окружено практически неисчерпаемым океаном энергии. Почему мы тогда говорим о ее нехватке? Потому что эта энергия неработоспособная, диссипированная, обесцененная энтропией. Суть кризиса состоит в ограниченности запасов используемых в настоящее время источников высококачественной энергии и их экологической опасности.

II. Деление живой клетки. Производство энтропии в ходе жизнедеятельности клетки пропорционально ее объему (~л3), а удаление всех видов отходов происходит через поверхность клетки, т.е. пропорционально площади поверхности (~/?2), где М - радиус клетки, принятой за шар. При больших объемах в клетке нарушаются условия гомеостаза: производство отходов больше возможностей их удаления. Клетке остается или разделиться, увеличив свою оголенность, или погибнуть. Клетка делится.

Д8 = Ах -В4лЯ2 = О => Д.р = 3 В 3 Л

(А, В - коэффициенты пропорциональности).

При ЖЗВ1А ДЖО. При Д>3В!А Д5 > О,

III. Картина безэнтропийного Мира. Можно «обижаться» на энтропию за ее хаотизирующее, дезорганизующее воздействие, но существование нашего Мира без энтропии было бы невозможным.

Без энтропии исчезло бы трение. Все предметы стали бы абсолютно скользкими: не держались бы в своих гнездах гвозди, шурупы, болты, заклепки. Ткани расползлись бы на отдельные волокна. Разрушились бы все сооружения, дома, которые существуют благодаря силе трения, фиксирующей положение их элементов. Без силы трения остановка движущегося по дорогам транспорта и изменение направления его движения стали бы почти неразрешимой проблемой. Рельсы под энергетическим воздействием со стороны колес получали бы все новые порции энергии, которая теперь уже не затухала бы. Рельсы «вырывались бы на свободу» из-под абсолютно скользких систем их крепления. В атмосфере, на морях носились бы всесокрушающие, незатухающие вихри и волны.

В отсутствие энтропии нет процесса теплоотдачи. Ничего нельзя было бы остудить или нагреть, даже стакана чая. Можно было бы купаться в расплавленном металле. Все электрические проводники стали бы сверхпроводниками, электрические приборы стали бы невозможными, всюду бушевали бы незатухающие токи Фуко. Абсолютно упругие материалы стало бы совершенно невозможно обрабатывать. Исчезло бы различие между механическими, тепловыми, электромагнитными, электрическими, световыми, химическими процессами - все виды энергии бесконечно превращались бы друг в друга без потерь.

В обратимом мире без энтропии причины и следствия постоянно меняются местами, нет ни прошлого, ни будущего, понятие времени теряет смысл. Его - времени - просто нет.

Электрические сигналы нервных каналов, в условиях обычного Мира, при своем распространении затухают в ходе необратимых электрохимических превращений и оставляют неизгладимые отпечатки своего существования. Эти запечатленные мгновения, записи энтропии образуют основу памяти, мышления, психической деятельности. Без энтропии все это невозможно. Вот так выглядят некоторые фрагменты безэнтропийного Мира, без их знания невозможно сформировать полноценное миропонимание школьников и студентов.

Современный этап развития термодинамики связан с изучением сложных открытых нелиней-

ных систем, с формированием основ науки синергетики - общей теории эволюции, самоорганизации сложных систем физической, химической, биологической и социальной природы. Основные закономерности процессов самоорганизации можно изложить студентам на основе рассмотрения многочисленных примеров из области их будущей профессиональной деятельности. Для школьников удобной для этой цели моделью является пример самоорганизации в слое подогреваемой снизу вязкой жидкости (минеральное масло) и возникновение в ней структуры, получившей название ячеек Бенара. На этом примере легко, в доступной для учащихся 9-11 классов форме изложить требования, которым должна удовлетворять система, способная к самоорганизации, и их смысл: наличие открытости, сложности, нелинейности, неустойчивости, стохастично-сти, диссипации. Требования общие для систем любой природы, в том числе человекоразмерной, социальной.

На этом же примере ячеек Бенара можно сформулировать закономерности возникновения в состоянии неустойчивости структур-аттракторов и основные их свойства,

1. Многовариантный характер эволюции,

2. Необратимость исторического процесса эволюции.

3. Относительная неожиданность, непредсказуемость, спонтанный характер достижения результата.

4. Возникновение структуры происходит в результате «победы» некоторой флуктуации из всех возможных. Эти флуктуации «борются» за право определить судьбу системы.

В общем случае флуктуации могут быть определены как субъекты самоорганизации (репликаторы или мемы). В лазере репликаторы - фотоны, в гидродинамике - частицы движущейся среды, в биологии гены, в человеческом мозгу -нейроны, в социуме - культурные образцы, отдельные индивидуумы.

5. Возникшая структура представляет собой флуктуацию, выросшую до макроскопических размеров, существование которой возможно лишь при вполне определенных условиях взаимодействия системы с внешней средой. Структура внутренне неустойчива.

6. В точке бифуркации, в состоянии неустойчивости система чрезвычайно чувствительна к любым воздействиям. В этот критический момент ее развития структура может быть легко разрушена в результате «атаки» негативного репликатора. Уязвимость и хрупкость системы в точке бифуркации есть плата за возможность ее быстрого эволюционирования.

7. Свойства возникающей структуры определяются внутренним устройством, природой самой

системы. Внешнее воздействие носит лишь инициирующий, но не формообразующий характер.

8. Источник развития системы находится в ней самой. Развитие происходит в форме саморазвития.

9. Характер эволюции системы определения условия управления ее саморазвитием. Эффективность внешних воздействий определяется не их интенсивностью, а синхронностью, топологической адекватностью сущностным свойствам самой системы, соответствием ее внутренним потенциальным возможностям, тому или иному ее аттрактору.

10. Возникновение новой структуры происходит скачком, как и ее разрушение (режим катастрофы).

11. «Успеха» достигают репликаторы, обладающие способностью наиболее эффективно использовать потоки вещества, энергии, информации.

12. Скачек в развитии, возникшая новая структура обладают новыми качественными свойствами, невыводимыми из свойств составляющих систему элементов.

13. Способность к самоорганизации означает, что Природа разумна, каждое явление устремлено к своему заверше-нию, к реализации своей сущности.

14. Самоструктурирующиеся элементы системы должны кооперироваться, действовать совместно. Это всеобщий синергетический закон единого Мира - материального и духовного. Сам термин «синергетика» в переводе означает «совместное действие».

15. Возникающие в ходе самоорганизации структуры И. Пригожин назвал диссипативны-ми, поскольку их рождение невозможно без участия энтропии и итоговым эффектом является суммарный рост степени разупорядочения так, что эффект упорядочения системы перекрывается величиной происходящего при этом, разупорядочения во внешней среде. Общая тенденция к хаотизации сохраняется. (Вечный двигатель третьего рода невозможен.)

Изучение этих закономерностей (1-15) позволяет учащимся проводить в творческом режиме анализ самых разнообразных ситуаций и проблем, возникающих в окружающем нас Мире.

Идеи синергетики оказались столь фундаментальными, что представилось возможным определить понятие цивилизации как неравновесной системы особого типа, устойчивость которой обеспечивается искусственным опосредованием отношений, а культуру - как совокупность опосредующих механизмов - физических орудий, технологий, знаковых средств, мифологий, морали, искусства и т.д. Все они имеют антиэнтропийную направленность.

Само понятие энтропии оказалось в термодинамике в высшей степени содержательным и выполняющим следующие основные функции.

1. Меры неупорядоченности системы.

2. Критерия направленности процессов.

3. Критерия равновесного состояния и его устойчивости.

4. Меры необратимости процессов.

5. Меры диссипации (обесценения) энергии и вещества.

6. Меры термодинамической вероятности состояния системы.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

7. Величины дополнительной информации, меры обесценения информации.

8. Направления стрелы времени.

9. Необходимого элемента процесса самоорганизации сложных открытых нелинейных систем.

10. Величины, определяющей различие между теплотой и работой.

Ранее термодинамика обосновывалась как наука, изучающая поведение макроскопических систем. В настоящее время появились работы, развивающие взгляды на мегамир, Вселенную как на самоорганизующуюся термодинамическую систему [1, с. 237]: «В некотором смысле история на всех трех уровнях - человеческом, планетарном и космическом представляет собой фугу, две главные темы которой - энтропия (приводящая к нарушению равновесия, упадку сложных структур и своего рода «деградации» Вселенной) и - в качестве своего рода конрапункта - созидательные силы, которым удается создавать и поддерживать сложное, но временное равновесие, несмотря на противодействие энтропии. К числу образующихся хрупких равновесных систем относятся галактики, звезды, Земля, биосфера, социальные структуры различного рода, живые организмы и люди. Все эти сущности достигают временного, но всегда необычайно хрупкого равновесия, подвержены периодическим кризисам, восстанавливают новые равновесные состояния, но в конце уступают натиску превосходящих сил дисбаланса, представленных принципом энтропии».

Появляются также работы, использующие термодинамические методы для описания процессов микромира [2, с. 105]: «К физическому вакууму применимы представления термодинамики... вакууму хромодинамического поля присуща своя температура, давление, энергия... его описывают достаточно простые уравнения состояния, применимо понятие фазового перехода. Оказывается, в микромире при высокой температуре характерны высокая степень возбуждения и обилие степеней свободы, а именно это приводит, согласно принципу соответствия квантовой и классической физики, к применимости основных классических понятий и величин». (О принципе соответствия см. также [3].)

Появляются работы по началам синергетичес-кой педагогики, например [4, 5].

Термодинамика необратимых процессов в открытых системах, синергетика привели к новому нелинейному типу мышления. Прежний линейный стиль во многом был предопределен достижениями и философией классической науки, основанной на принципах однозначности причинно-следственных связей, единственности и устойчивости решений по отношению к малым отклонениям значений параметров, правомерности линейной аппроксимации. Согласно этому принципу мышления, возникли всеобщие представления о существовании единственно правильной траектории движения к единственному стационарному состоянию, о неограниченных возможностях технического прогресса, о единственно верной цели, о существовании детерминированных объективных закономерностей, на которые не могут повлиять обстоятельства и личности, об однозначном целеполагании, о возможности по следствиям однозначно определять причины и наоборот, о возможности нахождения лимитирующего звена, с помощью которого можно добиться реализации объективной цепи развития системы и др. [6]. Постнеклассическая наука, в основе которой, наряду с другими, лежат достижения неравновесной термодинамики, сформировала начала нелинейного стиля мышления, согласно которому эволюция многовариантна, непредсказуема, не имеет конкретной цели, подвержена определяющему воздействию случайности, необратима, включает в себя закономерные этапы как положительного, так и негативного свойства, не допускает возможности однозначного предсказания поведения системы даже с известной ее структурой и свойствами элементов и др.

Линейно-детерминированное мышление является одной из главных причин современного общего кризиса цивилизации и глобального экологического кризиса как составляющей ее части. В связи с этим понятно значение ознакомления учащихся, изучения ими основ термодинамической (синергстической) картины Мира и привития им соответствующего мировоззрения.

Изложенная концепция термодинамического метода изучения окружающего Мира, включающая не только энтропийную компоненту, с положительным результатом использована в практике изучения курсов «Экология», «Современные концепции естествознания», «Начала синергетики», «Термодинамика и статистическая физика» с учащимися Заозерного архитектурно-художе-ственного лицея, студентами-гуманитариями Западно-Сибирского филиала университета Российской академии образования (г. Томск), студентами физико-техниками Томского госуниверситета.

С. С. Бондарчук, В.М. Ушаков, А. Сабырбаев ц др. Практическое обучение..

Литература

1. Christian D. The case for «Big history» // Journal of World History. 1991. V. 22. P. 237.

2. Жданов Г.Б. 0 физической реальности и экспериментальной «невесомости» // Вопросы философии. 1998. №2. С. 101-107.

3. Ревягин Л.Н. Принцип соответствия как компонент научной рациональности // Методология науки. Становление современной научной рациональности. Томск: Изд-воТГУ, 1998. Вып. Iii. С. 138.

4. Ревягин Л.М. Педагогика управления самоорганизацией и развитием школьников // Развитие творческого мышления в образовательном процессе. Регион, научно-практ. конф. Томск: Изд-во ТПУ, 1997. С. 87.

5. Ревягин Л.Н. Синергетические основы антрополого-педагогических технологий // Разработка психолого' антрополого педагогических технологий в системе непрерывного образования. VII Всерос. научно-практ. семин. Томск, ТГУ, ТГПУ, УРАО, 1999. С. 157.

6. Ризниченко Г. Нелинейное естественно-научное мышление и экологическое сознание // Лицейское и гимназическое образование. 1998. №1. С. 36-39.

С.С. Бондарчук*, В.М. Ушаков*, А. Сабырбаев***, Е.В. Ушакова**

ПРАКТИЧЕСКОЕ ОБУЧЕНИЕ В КОМПЬЮТЕРНОМ ОБРАЗОВАНИИ В СЛАБО ФОРМАЛИЗУЕМЫХ ДИСЦИПЛИНАХ

* Томский государственный педагогический университет "Томский государственный университет ""Русский лицей, г. Усть-Каменогорск, Казахстан

На этапах среднего и начальной стадии высшего образования главенствующее положение, что отмечается многолетней образовательной практикой, должны занимать не узкоспециальные вопросы, а более общие, связанные как с фундаментальными законами, так и с обучением логическому мышлению и умению самостоятельно воспринимать и усваивать новейшие идеи, информационные и иные технологии в условиях постоянно усложняющегося научного языка. На завершающей стадии высшего образования в области естественных наук, при уже непосредственно формировании специалиста, ведущая роль принадлежит усвоению узкоспециальных вопросов, накоплению навыков работы в конкретной предметной области. Очевидно, что экспоненциальное нарастание общечеловеческого знания приводит к строгой необходимости почти в такой же степени повышать продуктивность обучения специалиста наряду с сокращением сроков обучения по направлениям специализации. Велением времени становится процесс перманентного самообразования.

Едва ли не единственным средством решения этой проблемы является использование современных технических достижений, поскольку биологическая природа человека, его способность к усвоению новых знаний за последние столетия существенно не изменилась. По некоторым оценкам в начале следующего века удвоение знаний будет происходить каждые пять лет. В этих условиях подготовка полноценного специалиста в конкретной предметной области будет, скорее всего, невозможна в рамках традиционных форм обучения - скорость информационной и технической эволюции становится соизмеримой со сро-

ком обучения и «шлифовки» специалиста. Соответственно возрастает роль специалистов, имеющих глубокую фундаментальную подготовку и способных к эффективному самообразованию. Основные надежды на повышение продуктивности обучения, нивелирование столичного и провинциального образования связываются в настоящее время с компьютерным, в том числе и дистанционным, обучением. Данное обстоятельство приобретает еще более важное значение в связи с резким ростом стоимости образования, сокращением числа «бесплатных» студентов.

В соответствии с этим в последние годы бурное развитие претерпевает информационно, обучающая среда, формируемая компьютерными автономными, дистанционными и сетевыми комплексами систем обучения, представленными в основном электронными учебниками теоретического и справочного направлений и содержащими главным образом статический иллюстративный материал. Используемые средства не включают такой достаточно важный предмет, входящий практически в любой спецкурс, как отработка практических навыков. Безусловно, в большинстве случаев при подготовке специалиста подобное практическое обучение (без контакта с «живым» преподавателем) невозможно, но тем не менее часть этой нагрузки на компьютер возложить можно и должно. Здесь в первую очередь имеются ъ виду системы, моделирующие элементы среды деятельности будущего специалиста в режиме квазиреальности. Основой разработки такого окружения является то обстоятельство, что большая часть современного инструментария интеллекту-ализирована и базируется на компьютерных технологиях. И сам Бог велел создавать на основе

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.