Принцип динамического баланса. Проектирование компонентов методической системы обучения информатике

Одна из важных характеристик методической системы обучения – открытость, которая проявляется через внутреннюю динамику ее элементов: целей, содержания, методов, средств и форм обучения, а также информационных связей между ними. Поэтому задачи, стоящие перед системой информационной подготовки специалистов, ведут к поиску не только новых форм и методов обучения, но и новой концепции методической системы на основе открытости и самоорганизации.

Стратегические цели обучения, отраженные в Концепции модернизации российского образования до 2010 года, корректируются с учетом регионального и вузовского компонентов, а также особенностей контингента обучаемых и образовательной среды. Изменение целей неизбежно влечет за собой изменение содержания и, как следствие, методов, форм и средств обучения дисциплине. Соответственно меняются и связи между ними, причем это происходит еще до того, как завершается цикл изучения учебной дисциплины. Таким образом, корректировка целей обучения приводит к переосмыслению всех компонентов методической системы непосредственно в ходе учебного процесса. Это значит, что традиционная «жесткая» система должна быть заменена ее «мягкой» моделью (термин академика Владимира Арнольда), в которой учитываются возможности изменения содержания отдельных компонентов в процессе реализации.

В основе эффективного функционирования всякой сложной системы лежит принцип динамического баланса, который проявляется в стремлении системы, с одной стороны, достичь гармонического состояния, с другой стороны, сместить «точку равновесия» при изменении внешней среды. Этот принцип актуален и в дидактических системах. Применительно к условиям эффективного функционирования методической системы обучения специалистов он выглядит следующим образом.

Между всеми компонентами методической системы должен существовать динамический баланс – состояние системы, которое характеризуется:

• оптимальным наполнением содержания компонентов методической системы – целей, методов, средств и форм обучения;

• потенциальными возможностями их изменения под воздействием внешней информационно-образовательной среды;

• стремлением методической системы находить оптимальное равновесное состояние и удерживаться в нем за счет использования как традиционных, так и новых методических ресурсов.

Поскольку в открытой системе элементы динамичны сами по себе, следовательно, и методы проектирования должны быть нацелены на динамику изменения элементов и взаимодействие элементов друг с другом. При этом анализировать связи и реагировать на возможные изменения необходимо в рамках временных ограничений. В таких условиях качество обучения может быть достигнуто только за счет гибких и оперативных средств проектирования основных компонентов системы, предполагающих быстрое согласованное изменение компонентов в процессе ее функционирования. Естественным подходом в таких условиях является привлечение формализованных методов, допускающих свою автоматизацию.

Отмечая прогресс в развитии и использовании формализованных методов анализа и проектирования содержания обучения информатике, следует отметить, что большинство проектов ориентировано на «среднего студента». Принято считать, что при поступлении в вуз абитуриент подтверждает некоторый уровень готовности к обучению. В расчете на этот фиксированный уровень осуществляется дальнейшее проектирование содержания обучения. На самом же деле имеет место некоторая случайная характеристика, что влечет за собой такое же случайное распределение времени обучения, в котором нуждаются студенты. Другая проблема состоит в том, что «жесткие решения», эффективные в условиях строгой регламентации, не соответствуют условиям быстро изменяющейся информационной среды.

Все это вполне можно решить на основе современных информационных технологий, дающих возможность:

• экспериментально исследовать базовые характеристики учебного процесса и самого обучаемого, базирующиеся на компьютерной технологии анкетирования представительных групп;

• статистически обрабатывать наблюдаемые результаты;

• имитировать (моделировать) учебный процесс с помощью компьютера;

• использовать методологию структурного анализа и декомпозиции больших систем для выделения отдельных учебных курсов;

• решать оптимизационные задачи методами математического программирования.

Благодаря этому нами разработана технология комплексного проектирования основных компонентов методической системы. Она включает в себя ряд этапов.

Этап 1. Определение уровня готовности студентов к обучению информатике. Под этим параметром мы понимаем комплексный показатель, который характеризует совокупность личностных качеств, необходимых для изучения предметной области «Информатика», использования средств и методов информатики для решения профессиональных задач, а также свободной ориентации в информационном пространстве.

Этап 2. Составление тематического плана (списка изучаемых тем) для данной специальности с учетом их предшествования. Список тем есть в стандарте по выбранной специальности, а предшествование определяется на основе опроса экспертов.

Этап 3. Выделение на основе тематического плана содержательных модулей дисциплины и составление структурно допустимой последовательности их изучения. На этом этапе также из всех возможных отбираются те, которые соответствуют заданным критериям оптимальности.

Этап 4. Распределение на основе экспериментально полученных данных и с учетом этапа 1 времени изучения отдельных тем дисциплины, модулей учебной дисциплины и общего времени обучения информатике.

Этап 5. Решение двух альтернативных задач для распределения полученного на этапе 4 общего времени изучения дисциплины:

• минимизация общего времени обучения информатике (ресурсов) при достижении уровня квалификационных требований и уровня успеваемости студентов;

• максимизация уровня (качества) обучения при фиксированном времени обучения и достижении уровня квалификационных требований и уровня успеваемости студентов.

Этап 6. Конкретизация цели текущей учебной деятельности (выделение элементов содержания и построение на их основе целевой модели данного содержания) в соответствии с каждым содержательным модулем, с учетом уровня готовности к обучению. Определение степени самостоятельности обучения и выбор вида деятельности: поискового или репродуктивного. Вопрос решается в зависимости от сложности содержания, уровня готовности студентов, количества времени, отведенного на изучение этого фрагмента содержания.

Этап 7. Формирование обобщенного метода изучения данного фрагмента содержания.

Этап 8. Формирование системы средств обучения в соответствии с содержанием и выбранным на этапе 7 обобщенным методом обучения. Приоритет отдается комплексным и предметно-ориентированным учебно-информационным средствам, предполагающим быструю настройку на изменение содержания обучения.

Этап 9. Фиксирование системы форм обучения и встраивание в структуру интегральной технологии, предусматривающей модульную организацию дифференцированного содержания обучения как наиболее динамичную и ориентированную на компьютерную поддержку учебного процесса, а также допускающую коррекцию компонентов методической системы в процессе реализации.

В процессе реализации технологии происходит коррекция тематической базы данных на этапах экспериментального исследования временных характеристик содержания, моделирования общего времени изучения дисциплины, идентификации уровня готовности к обучению информатике, выборе средств обучения. В соответствии с этим осуществляется коррекция методов и средств обучения. Динамика содержания поддерживается не только организацией, но и системой форм обучения, допускающей также перестройку остальных компонентов системы.

Технологическая последовательность проектирования методической системы включает в себя перечисленные этапы, учитывает обратные связи и допускает необходимую коррекцию проектируемых элементов.

Система же, построенная на основе изложенного подхода, наиболее адекватно соответствует принципам, обеспечивающим ее эффективное функционирование в условиях внешнего информационного воздействия.

Татьяна КИТАЕВСКАЯ, профессор кафедры компьютерного и математического моделирования Тамбовского государственного университета имени Г.Р. Державина, Александр АРЗАМАСЦЕВ, профессор, заведующий кафедрой КММ