Реферат: О возможностях методологии нечеткого моделирования как нового инструментария информатизации педагогических объектов

О ВОЗМОЖНОСТЯХ МЕТОДОЛОГИИ НЕЧЕТКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ КАК НОВОГО ИНСТРУМЕНТАРИЯ ИНФОРМАТИЗАЦИИ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ


Монахов В.М.,

д.п.н., профессор, член-корреспондент РАО, МГГУ им. М. А. Шолохова, monakhovvm@mail.ru


В последние 40 лет внимание целого ряда учёных, работающих в различных приложениях математики, приковано к новому направлению математики, получившему название нечёткая математика. В статье сделана попытка применения методологии нечёткой математики к моделированию педагогических объектов, функционирующих в современном образовании.


Сегодня мы стали свидетелями уникальной ситуации в образовании, когда созданные на основе традиционной методологии системного моделирования модели педагогических объектов, хотя и работают в области теории и практики современного образования, но получаемые с их помощью результаты далеко не всегда удовлетворяют и заказчика, и разработчика. В чем же здесь дело? А дело в том, что технологизируемые в дальнейшем проекты смоделированных педагогических объектов, таких как проект учебного процесса, проект методической системы обучения, проект образовательной траектории, явно недостаточно учитывают так называемый человеческий фактор. Мне, как дидакту и методисту с полувековым стажем профессиональной деятельности ясно, что спроектированная методическая система обучения не может подойти сразу любому преподавателю. Необходима методология моделирования таких объектов, которая могла бы более тонко и эластично учитывать реальные границы возможностей исполнителя, его компетентности, его методического опыта и т.д.

Какова разработанность компетентностного подхода с точки зрения использования системного моделирования? К сожалению, системное моделирование, которое в педагогических исследованиях фактически использовалось как единственно известный инструментарий в последние десятилетия, не смогло дать такого результата, который, в полной мере удовлетворял бы и заказчика, и образовательную практику. К сожалению это стало понятным только сейчас.

Приступая к рассмотрению методологии нечеткого моделирования, следует вспомнить концепцию проектировочной деятельности Ван Гига, который впервые предложил цель формулировать в образе результата.

Именно поэтому наша научная позиция радикально отличается от системного традиционного моделирования. Мы считаем, что новое направление прикладной математики - нечеткое моделирование более адекватно образовательной деятельности и в то же время пластично учитывает человеческий фактор. Именно это объясняет то обстоятельство, что нечеткое моделирование может дать результаты более продуктивные и полезные в образовании, чем результаты системного моделирования.

В чем сущность нечетного моделирования. Компетентностный подход и новые возможности нечеткого моделирования, как последовательности наших модельных представлений о педагогическом объекте, позволяют решать новый класс дидактических и методических задач. Следует обратить внимание, что вышеупомянутая последовательность модельных представлений трактуется как первоначально созданная «грубая» модель, которая в условиях педагогического эксперимента и использования аппарата построения нечетких моделей может быть уточнена и представлена второй моделью. Вторая модель может позволить в педагогическом эксперименте обнаружить новые закономерности и взаимосвязи и трансформироваться в третью модель и т.д. Эти итерации идут до тех пор, пока по всем параметрам функционирование модели не даст адекватное в нашем понимании сходство с реальным педагогическим объектом. Этот процесс в моделировании принято называть калибровкой модели.

Неслучайно в нечетком моделировании имеется раздел «Алгебра моделей», в который входят

развертывание модели;

редуцирование модели;

свертывание модели;

конкретизация модели (это фактически вход в методику, т.е. использование полученных результатов в самой методике обучения);

обобщение модели (это уже развитие методики, т.е. осознание, осмысление, систематизация полученных результатов внутримодельного исследования на благо и совершенствование самой методики обучения).

Удивительно, что в современной методике (тем более педагогике) такие понятия, как правило и закон не входят в систему собственно методических понятий! Отсюда аморфность в построении методики или, что в своё время язвительно, но правильно высмеял Б.С. Гершунский в своем трактате «Философия образования в XXI веке», примитивизм и невнятная беспомощность так называемых законов, на которые опиралась методика прошлого века (или делала вид, что опирается). В качестве примера приводим затертое понятие «метод обучения» - в домашней картотеке академика АПН СССР Скаткина М.Н. было собрано 118 названий методов обучения, что с позиции здравого смысла говорит об отсутствии какой – либо дефиниции этого понятия.

Методике при изучении тех или иных педагогических объектов следует особое внимание обратить на стандартные для данной науки способы представления этого объекта. Любая неоднозначность в стандартизации влечет за собой череду трудностей, на которые рано или поздно натыкаемся как на заблуждения.

Видимо поэтому в XXI веке пора ставить конкретные проблемы, а именно: создание методического языка для каждой предметной области знаний, различая в семантике, лексике и структуре этого языка базовый методический тезаурус и предметный методический тезаурус (тезаурус мы используем как систему понятий, с помощью которых излагается обучаемым предметный учебный материал).

Мы считаем, что, только используя модели педагогических объектов, построенных с использованием методологии и аппарата нечеткого моделирования, и опираясь на результаты внутримодельного исследования можно надеяться на получение новых представлений о глубинных закономерностях, взаимосвязях и даже законах, которые неизбежно придадут методике обучения новую научную значимость.

В контексте вышеизложенного следует обратить внимание на то, что возможности нечеткого моделирования связаны с более органичным описанием педагогических объектов, но вместе с тем мы будем сталкиваться с рядом особенностей такого моделирования, неожиданных для современной предметной сферы образования:

нечеткое моделирование позволяет получать более адекватные результаты по сравнению с результатами, которые основываются на использовании традиционных аналитических моделей и алгоритмов управления;

нечеткая логика – основа реализации методов нечеткого моделирования управления более естественно описывает характер человеческого мышления и ход его рассуждений, чем традиционные формально-логические системы;

модель как некоторое представление о системе, отражающая наиболее существенные закономерности ее структуры и процесса функционирования, возможно потребует изменения формы представления: вместо традиционных форм (словесная, графическая, табличная), потребуется технологическая документалистика (технологическая карта, информационная карта занятия и т.д.) .

общее свойство любой модели – её подобие реальному объекту или системе-оригиналу. Продуктивность построенной модели прежде всего связана с возможностью её использования для получения новой информации о свойствах, закономерностях поведения и функционирования самой системы-оригинала.

сам процесс построения моделей и их применения для получения информации о системе-оригинале и составляет суть основного содержания процесса нечеткого моделирования.

особый класс – управляющие переменные, которые значимы для принятия управленческих решений и смысл которых - оказывать на систему целенаправленное воздействие, оптимально обеспечивающее достижение цели.

^ Педагогические технологии (технология проектирования учебного процесса, технология проектирования траектории образования, технология проектирования методической системы обучения) предоставляют исследователю новые инструментальные средства, с помощью которых можно:

Формировать конкретные значения входных параметров модели.

Проведя одну итерацию, получить конкретизацию значений выходных параметров (например, содержательная модель ЕГЭ).

Получить оценку точности и верификацию результатов и проверить согласованность значений отдельных параметров модели.

Содержательно интерпретировать полученные результаты в форме управляющих воздействий.

Оценить потенциальную возможность реализации полученных результатов внутримодельного исследования.

^ Методология нечеткого моделирования не заменяет и не исключает методологию системного моделирования, а только конкретизирует последнюю к процессу построения и использования нечетких моделей сложных систем в образовательной сфере.

^ Нечеткая модель - это информационно-логическая модель системы, построенная на теории нечетких множеств и нечеткой логике.

Исследовательские аспекты модельных представлений в сфере школьного образования связаны с:

Неясностью и нечеткими границами педагогической системы.

Неоднозначностью семантики отдельных терминов, используемых для построения концептуальной модели.

Неполнотой модельных представлений о сложной педагогической системе, при решении слабоформализуемых образовательных и педагогических проблем.

Невозможностью учета всех релевантных особенностей решаемых проблем, как в теории, так и в практике образования.

Противоречивостью отдельных компонентов, педагогических систем

Неопределенностью наступления некоторых событий, относящихся к возможности нахождения системы в том или ином состоянии.

Нетрудно видеть, что выше приведенные исследовательские аспекты есть математически целостно и корректно сформулированные дидактические и методические проблемы современного образования, решение которых, несмотря на аморфность и размытость самого объекта, все-таки могут быть решены. Во всяком случае, так думает автор.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


А.Леоненков. Нечёткое моделирование в среде MATLAB и fuzziTECH. БХВ-Петербург, 2005г.

Монахов В.М. Информатизация управления качеством образовательного процесса. Материалы Международной научной конференции «Информатизация образования 2008». БГУ-Минск, 2008г.

Монахов В.М. Введение в теорию педагогических технологий. Монография. Перемена-Волгоград 2006г.