English   Hebrew   
автор лого - Климентий Левков Дом ученых и специалистов Реховота
(основан в июле 1991 года)
 
 
В Доме ученых и специалистов:







----------------
 
 
 
Дом ученых и специалистов Реховота

Проект "Дело жизни"

 

Начало     Пред. стр.

 

24 октября 2013 год

 

Внешние модели в
педагогике профессионального обучения

(доклад)

 

д-р К. Левков

K.L. Levkov (Israel)

 

ВНЕШНИЕ МОДЕЛИ, АНАЛОГИИ И ИЗОМОРФНЫЕ
ЯВЛЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ
ИННОВАЦИОННЫХ ИНЖЕНЕРОВ


(К.Л.Левков О.Л.Фиговский)

 

Процесс профессиональной подготовки различных категорий специалистов определяется характером их деятельности. Существует, например, разница между количеством и характером возникающих ситуаций, при которых необходимо принимать адекватные решения у операторов станков-автоматов и у врачей терапевтов. Чем в меньшей степени деятельность специалиста попадает под направляющие требования различного рода стандартов, правил и других нормативных документов, тем выше его свобода выбора при принятии решений. Абсолютной свободы не бывает. У свободы принимаемых решений должен быть свой внутренний ограничитель. Этим ограничителем являются профессиональные знания и опыт их практического применения.

 

Инновационный инженер относится к категории специалистов, выполняемая работа которых относится к высшим формам человеческой деятельности (творческие работники, учёные, инженеры-изобретатели, педагоги, врачи, адвокаты). Процесс подготовки этих специалистов отличается тем, что достижение ими продуктивного (или высокого) квалификационного уровня происходит через 10 - 12 лет с момента начала учёбы в университете. Это связано с тем, что в педагогике профессионального обучения за обозримый исторический период каких-либо существенных методологических прорывов, направленных на сокращение сроков профессионального становления, не произошло. Стихийно-повседневный процесс приобретения индивидуального профессионального опыта является доминирующим для этой категории специалистов.

 

В отличии от традиционных образовательных методов, процесс подготовки инновационных инженеров должен также иметь инновационный характер. Необходима разработка обучающих методов, которые способствуют повышению качественных показателей обучения и сокращению сроков достижения специалистами уровня профессионального мастерства. Уровень развития образовательных технологий по части технического обеспечения, разнообразия и доступности учебной информации, а также её мультимедийности за последние годы существенно возрос. Поисковые системы Интернета, игровые и обучающие и тренинговые программы, виртуальные инструменты и экспериментальные установки стали реальными компонентами общеобразовательных и обучающих технологий.

 

Однако, эти достижения в развитии технических средств обучения (ТСО) не привели к ощутимому прогрессу в области образования. Причиной этого является то, что консервативным элементом системы обучения является сам обучаемый. Если более конкретно, то это свойственные человеку механизмы восприятия, связанное с этим восприятием мышление и последующее ассоциативное запоминание учебной информации.

 

Человеческие психофизиологические возможности давно уже не соответствуют объёму подлежащей усвоению учебной информации за установленные промежутки времени. Кроме того, свойство человеческого мозга очищаться от воспринятой и неиспользуемой информации через некоторое время, существенно снижает объём оставшихся в памяти активных знаний.

 

Фантастическим прорывом в образовании и решением данной проблемы явилось бы, например, безболезненное и безвредное для организма введение знаний с помощью специальных устройств, препаратов, пищевых добавок или кондитерских изделий с энергоинформационным наполнением. Проблема "закачки" полностью отсутствует, например, при быстром и практически безпредельном наполнении учебной информацией компьютерной памяти. Однако, компьютер способен искать, интерпретировать и сочетать разнородную информацию по заранее введенным алгоритмам, которые определяются человеком.

 

Реальные дидактические методы разрабатываются с учётом психологии восприятия, т.е. возможности студентов воспринимать и эффективно усваивать определённый объём учебной информации за единицу времени. Педагогика, как наука и часть общей системы знания, не является обособленной и невосприимчивой к использованию междисциплинарных моделей или аналогий. Возможность использования в разрабатываемых образовательных методах аналогии и изоморфные модели других предметных областей является эффективным средством повышения КПД учебного процесса. Одной из областей, богатых на естественные модели является биология и, в частности, обменные процессы в растениях и организмах животных и человека.

 

Процесс поглощения веществ и энергии в биологии предшествует процессу их усвоения. Фотосинтез в физиологии растений является совокупностью процессов поглощения и усвоения энергии квантов света для синтеза органических веществ на базе углекислого газа, воды и почвенных ресурсов при участии фотосинтетических пигментов. Из вдыхаемого человеком и животными воздуха усваивается только часть кислорода. Из съеденной пищи усваиваются необходимые для жизнедеятельности вещества, а не весь её объём. В соответствии с законами метаболизма, масса поглощённых веществ или количество поглощённой энергии больше чем то, что усвоено растениями или живыми организмами.

 

По аналогии, в процессе обучения, так же происходит процесс поглощения учебной информации. И так же количество поглощенной (воспринятой) информации, как правило, больше чем усвоенной. Глагол "усвоить" образован из слова "свой". Учебная информация усваивается (т.е. становится своей и активной) в процессе её осмысления с использованием ряда мыслительных операций (анализ, сравнение, обобщение, классификация). Процесс осмысления учебной информации семантически похож на процесс пережёвывания пищи. Чем тщательнее пища пережёвана - тем лучше она усваивается. Соответственно, всесторонне осмысленная учебная информация лучше усваивается и надолго остаётся в памяти. Усвоенную учебную информацию принято называть знаниями.

 

В соответствии с внешней моделью, пища, съеденная с аппетитом, лучше усваивается и полезнее для организма, чем съеденная без желания. По аналогии, мотивированное восприятие учебной информации содействует её усвоению в значительно большем объёме и при более высоком показателе прочности знаний.

 

Эффективными средствами повышения познавательной мотивации, являются, например, проблемный, поисковый и исследовательский методы обучения. В современной педагогической концепции эти методы являются составной частью контекстного обучения. Априорная, до изучения соответствующих курсов, постановка проблемы, требующей мобилизации и использования обширного массива информационных ресурсов, создаёт условия для активного и прагматичного восприятия всей получаемой студентом целевой информации.

 

Эффект данного метода обучения достигается тем, что студент, получив задание, начинает самостоятельную работу по заданной теме до чтения лекций, в которых содержится необходимая для выполнения задания или проекта учебная информация. Лекционные курсы, в этом случае, выполняют функции дополняющего и закрепляющего дидактического фактора.

 

Широта междисциплинарных знаний является одним из важных свойств знаний и критерием, определяющим квалификационный уровень инновационного инженера. Междисциплинарный подход в образовании обусловлен тем, что инновационному инженеру необходимо быть готовым к созданию технических систем, в основу работы которых положено разнообразие законов, принципов, эффектов и стандартных решений из разных предметных областей. Прямые административные решения, связанные с простым увеличением количества учебных дисциплин и объёма учебного материала сталкиваются с дидактическим противоречием, которое можно сформулировать следующим образом: "Инновационному инженеру необходимо быть компетентным во множестве предметных областей, но при этом процесс обучения не должен выходить за допустимые временные и психогигиенические пределы".

 

Наличие любого противоречия свидетельствует об изобретательском характере задачи, требующей для её решения соответствующих методов. Одним из этих методов является метод аналогий. В данном случае, в качестве аналогии могут быть использованы технологии сжатия информации, использующие содержащуюся в любых информационных структурах избыточность.

 

Избыточностью в текстовых, звуковых и видео файлах является, например, повторение в них одинаковых фрагментов (слов естественного или машинного языка, пропуски в тексте и др.). Для устранения этой избыточности существуют методы сжатия информации, реализованные в архиваторах для текстовых файлов (ZIP, RAR и др.). Для сжатия звуковых файлов широко используется формат MP3, а для видео файлов - формат MP4. Избыточностью в учебной информации является наличие в изучаемых предметах и в междисциплинарном пространстве повторяющихся изоморфных явлений, процессов, принципов и законов, которые являются различными по природе и одинаковыми по свойствам, характеру и формально-математическим описаниям. Возможность их объединения в едином тематическом построении снижает объём изучаемого материала без ущерба к его содержанию путём устранения учебно-информационной избыточности.

 

Прочность знаний, наряду с их широтой, также относится к числу важных свойств и квалификационных критериев. Прочность материалов и прочность знаний имеют общую изоморфную модель, базирующуюся на семантике понятия "прочность". Прочность (в физике и материаловедении) - свойство материалов сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, возникающих под воздействием внешних сил. Прочность знаний - критерий устойчивости знаний к "разрушительному" воздействию времени или их способность противостоять процессу самоочищения памяти от неиспользуемой информации. В более педагогическом определении, прочность знаний - дидактический критерий, определяющий основательность усвоения учебного материала, устойчивое закрепление его в памяти учащихся, свободное воспроизведение и применение на практике. В качестве внешней, по отношению к педагогике, модели прочности знаний может служить, например, рассматриваемая в кристаллографии кристаллическая структура минералов с высокой твёрдостью. Каждый атом кристаллической решётки связан со своими соседями прочными ковалентными связями, что обуславливает их взаимную "поддержку". По данной аналогии прочность знаний, основанных на функциональных ассоциациях и связях с изоморфными явлениями, аналогиями и системными компонентами других предметных областей, существенно выше чем "непривязанные" и быстро забываемые при редком использовании знания, относящиеся к одной предметной области.

 

Реализация процесса объединения изоморфных явлений, аналогий, процессов, принципов и законов для целей образования и обучения является составной частью ассоциативной дидактики, которая помимо снижения объёма учебной информации. позволяет значительно повысить коэффициент полезного действия образовательного процесса в направлении расширения междисциплинарного кругозора, развития общего и системного мышления, а также повышения прочности знаний. Основой метода является принцип тематического объединения, реализуемый путём взаимной ассоциативной привязки тем и решаемых задач изучаемых предметов к похожим явлениям и задачам других предметных областей. Тематическое объединение может быть произведено также на основе общего ассоциативного признака (например, общей математической модели). Практическое осуществление метода ассоциативной дидактики производится путём соответствующего логического анализа учебных материалов и подбора изоморфных явлений, математических и семантических моделей из существующей системы знания, состоящей из множества взаимосвязанных предметных областей.

 

Глубина знаний. Из трёх основных, с позиции дидактики, свойств знаний (широты, глубины и прочности) глубина знаний является наиболее неопределённым свойством из-за отсутствия чёткого критерия необходимой детализации при общеобразовательном изучении конкретной темы. Это связано с тем, что пределов познания, даже в узких предметных областях, не существует. Поэтому в отношении глубины знаний при подготовке инновационных инженеров вводится принцип осознанной достаточности, который позволяет определить глубину необходимого знания в зависимости от сложности решаемой задачи. Более важным качеством специалиста, в этом случае, является знание того, к какой предметной области и её разделу необходимо обратиться для получения требуемой информации для решения конкретной проблемной задачи. Принцип осознанной достаточности не создаёт у студента ощущения предела достигнутой глубины в изучении конкретных тем и, тем самым, стимулирует самостоятельное рассмотрение учебного материала при возникшей в этом необходимости.

 

Минимально достаточными и применимыми при системном проектировании являются товароведческие знания. Товароведение - это научная дисциплина, предметом изучения которой являются потребительские свойства товаров, их классификация кодирование и стандартизация.

 

Товарами являются разнообразные ресурсы, необходимые для удовлетворения человеческих потребностей, в том числе и научно-информационных потребностей при решении проблемных задач. . Т.е., по аналогии, товарная идентификация может быть применена и к единицам знаний. В этом случае каждая единица знания помимо описания внешних функциональных свойств должна иметь типовый перечень рекомендаций по её применению.

 

Например, эффект Пельтье в физике определяет функциональную взаимосвязь между током, текущим через место контакта двух разнородных проводников и разностью температур по обе стороны этого контакта. Элементы Пельтье применяются в устройствах, где необходимо охлаждение или нагревание с относительно небольшой разницей температур или поддержание постоянства температуры в узком температурном диапазоне. Применение элемента Пельтье при системном проектировании не требует основательного понимания природы термоэлектричества.

 

При междисциплинарном обучении инновационного инженера представляется весьма сложным осуществление глубокого познавательного проникновения в каждую из изучаемых предметных областей. Инновационный и системный инжиниринги, в рамках системных построений ориентированы на выбор необходимых ресурсов, в соответствии с их характеристиками. При этом, выбор требуемых единиц знаний не является исключением.

 

Управление познавательной деятельностью. Особого рассмотрения, как направление использования внешних моделей в педагогике профессионального обучения, заслуживает область управления.

 

Современная дидактика трактует обучение как процесс управления познавательной деятельностью обучаемого или как процесс управления усвоением знаний. Идеи управления пришли в педагогику в начале 60-х годов прошлого века из бурно развивавшейся в тот период кибернетики. В кибернетике управление - это такое воздействие на объект (процесс), которое выбрано из множества возможных воздействий с учетом поставленной цели, состояния объекта (процесса), его характеристик и которое ведет к улучшению функционирования или развития данного объекта. В педагогике эти идеи поддержали американский психолог Б.Ф. Скинер и российские ученые П.Я.Гальперин, Л.Н.Ланда, Н.Ф.Талызина и др. По их мнению, в случае обучения и воспитания "объектом" управления являются человеческая личность, различные виды психической деятельности человека, направленные на усвоение содержания обучения. При этом программа (норма) такой деятельности может быть достаточно точно задана на основе описания ее психологических механизмов. В этом случае деятельность учителя будет во многом приближаться к деятельности по управлению действиями ученика для усвоения содержания обучения и для более широкого самообразования учащегося.

 

Данный дидактический метод предполагает доминирование проблемного, поискового и исследовательского методов обучения. Он весьма эффективен, так как он стимулирует мотивацию к обучению и основывается на целенаправленной, управляемой и самостоятельной познавательной деятельности обучаемого. Подобный подход реализует идеальную форму интерактивного взаимодействия учитель-ученик, где учитель адаптируется к исходному, а затем текущему уровню знаний обучаемого и его психологическим особенностям, а также к его темпу самостоятельного усвоения учебного материала. После адаптации, базирующейся на подсистеме контроля знаний, производится процесс выработки управляющего решения, которое направляет обучаемого на изучения конкретного учебного материала или на повторение пройденного. Таким образом, подобная форма обучения основывается на самостоятельном поиске и усвоении необходимой информации при консультативной преподавательской поддержке.

 

Описанный метод управления познавательной деятельностью изоморфен модели адаптивного управления. Адаптивное управление в технических объектах - это совокупность методов теории управления, позволяющих синтезировать системы управления, которые имеют возможность изменять параметры регулятора или структуру регулятора в зависимости от изменения параметров объекта управления или внешних возмущений, действующих на объект управления. В случае построения педагогических систем, объектом управления является обучаемый, а регулятором является преподаватель, так как регулятор в теории управления это устройство, которое следит за работой объекта управления как системы и вырабатывает для неё сигналы управляющих воздействий. Регуляторы следят за изменением некоторых параметров объекта управления и реагируют на их изменение с помощью задаваемых алгоритмов управления в соответствии с требуемым качеством управления.

 

Близость метода управления познавательной деятельностью обучаемого к модели адаптивного управления позволят в будущем произвести полную замену рутинных процессов обучения, осуществляемых пока преподавателями, на продуктивную методическую работу по созданию обучающих программ для автоматизированных вначале и автоматических в перспективе обучающих систем (АОС). Эти системы, как минимум, должны заменить преподавателей при чтении лекционных циклов. АОС создаются для целей как автономного, так и дистанционного обучения. Следует предполагать, что дальнейшее совершенствование существующих и построение будущих АОС будет идти в направлении реализации функций адаптивного дидактического управления. Кроме этого, введение в педагогику понятия адаптивного управления во многом должно изменить представление о содержании деятельности педагога и методах ее реализации.

 

Заключение

 

Использование внешних моделей, аналогий, изоморфных явлений, законов, эффектов и принципов в педагогике профессионального обучения существенно расширяет дидактические возможности процесса образования и обучения и является методологической основой дидактики ассоциаций.

 

Ассоциативная дидактика является эффективным дидактическим методом, который помимо исключения изоморфной учебной информации из подлежащих изучению учебных материалов, существенно увеличивает широту и прочность знаний благодаря синергетическому обучающему эффекту. Этот эффект достигается благодаря объединению в общем тематическом построении изоморфных явлений, процессов, принципов, законов, различного рода аналогий и т.п. на основе общих объединяющих признаков. Как следствие, применение ассоциативной дидактики служит цели формирования индивидуальной прикладной базы знаний каждого из студентов.

 

Ассоциативная дидактика предназначена, прежде всего, для целевой подготовки инновационных инженеров с уже имеющимся академическим образованием, творческим стилем мышления и необходимой мотивацией. Этот метод не предусматривает банальное повторение пройденных в университете дисциплин. Ассоциативная дидактика ориентирована на подготовку специалиста с высоким уровнем профессиональной мобильности в рамках одного из инновационных направлений для осуществления функций инновационного инжиниринга.

 

Литература

 

1. K. Levkov, O. Figovsky: On the training of innovative engineers. Scientific Israel - Technological Advantages, vol. 12, No.4, 2010, pp. 179-186.

2. Левков К.Л,, Фиговский О.Л. Построение профессиональной модели инновационного инженера на основе анализа его деятельности. Сборник докладов конференции "Intercultural Ties in Higher Education and Academic Teaching". Ariel University Center of Samaria. 19-21.09.2011.

3. Левков К.Л., Фиговский О.Л. Двумерный метод обучения в процессе подготовки инновационных инженеров. Сборник докладов научной школы с международным участием "Высшее техническое образование как инструмент инновационного развития". Казань 5-7.10.2011.

4. Левков К.Л., Фиговский О.Л. Инновационный процесс и инновационный инженер. Апрель 2012. http://rehes.org/lst2/lst2_innov.html.

5. Левков К.Л., Фиговский О.Л. Функции инновационного инженера в процессе перевда первичой идеи в инновационный замысел. Июль 2012 г. http://rehes.org/lst2/levkov2.html.

6. Рыжов В.П. ИНЖЕНЕРНОЕ ТВОРЧЕСТВО И ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО ИНЖЕНЕРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ. Открытое образование 5/2005.

7. КУРАЕВ А.А. Доклады БГУИР. ЭЛЕКТРОНИКА. ИЗОМОРФИЗМ И ВОЛНОВАЯ ГИПОТЕЗА ПРОСТРАНСТВА-ВРЕМЕНИ. 2003.

8. Профессор В.М. Задорский Креативизм или кретинизм? http://blog.liga.net/user/vzadorskiy/article/6338.aspx



Страница 3 из 3
ГлавнаяКонтактыПлан на текущий месяц
copyright © rehes.org
Перепечатка информации возможна только при наличии согласия администратора и активной ссылки на источник! Мнение редакции не всегда совпадает с мнением автора.