ПЕДАГОГИКА ШКОЛЬНАЯ (последнее)
Свернутая модель законов развития систем
Актуальные публикации по вопросам школьной педагогики.
Бурное развитие антропогенных систем обострило сегодня опасность несовершенства принимаемых решений и действий. Интенсивные энергоинформационные потоки "размывают" человека, актуализируя поиск "нетленных" ценностей, инвариантов знаний и методологий, входящих в базовый слой культуры. Образование стало непрерывным, и демократизирующийся мир предъявляет к нему жесткие требования учета личностных особенностей обучающихся, свернутости (компактности) и высокой эффективности процессов обучения (повышения квалификации), обеспечивающих людей целостными модулями продуктивных деятельностных знаний.
В наибольшей степени указанные ожидания можно отнести к профессиональному образованию как ближайшему к трудовой практике. Однако несмотря на активные инновационные процессы, в нем по-прежнему доминирует репродуктивная компонента, а методы творчества даются часто на уровне ознакомления.
Проблема "демократизации творчества" объемна, ею занимаются множество наук, создавая массу полезных, но часто нетехнологичных и трудноадаптируемых с педагогических позиций методик и рекомендаций, требующих для освоения значительного времени и не обладающих высокой эффективностью. Интенсификация творчества в процессе профессионального образования требует выявления инвариантного ядра его технологий, учитывающего свойства компонентов любых нестандартных ситуаций, а именно; задач, людей, их решающих, а также методов, используемых для решения.
Исключительную важность представляет преодоление существующего разрыва между реальными производственными и учебными задачами. Несмотря на их глобальную общность, между ними "зияет" пропасть, созданная как словесным оформлением, так и методиками и технологиями решения.
Традиционные учебные задачи, будучи очищенными от лишних деталей и рафинированными для освоения каких-либо отдельных приемов, часто оторваны от жизни как содержанием, так и формой представления. Они абстрактны и не обеспечивают благоприятного эмоционального фона и положительной мотивации обучающихся в процессе их решения. Неслучайно поэтому начаты работы по поиску наиболее адекватных форм представления и движения информации [1].
Реальные задачи, данные на языках конкретных специальностей (в особых терминах, требующих перевода на обыденный язык), обычно размыты и путаны, они являются, как правило, проблемами - системами задач, так как отражают целые "клубки" плохо функционирующих (с точки зрения людей) связей каких-либо систем.
Внимательный взгляд на причины нестыковки учебных и реальных задач обнаруживает размытость и неопределенность самого понятия "задача". Так, в БСЭ оно трактуется как: "1) поставленная цель, которую стремятся достигнуть; 2) поручение, задание; 3) вопрос, требующий решения на основании определенных знаний и размышления, проблема; 4) один из методов обучения и проверки знаний и практических навыков, применяемых во всех типах учебных заведений" [2, с. 277].
Зарубежные психологи часто рассматривают задачу как некий внешний фактор, детерминирующий активность субъекта. Отечественные ученые развили другой подход, позволяющий учесть не только внешние, но и внутренние источники активности: это "совокупность цели субъекта и условий, в которых она должна быть достигнута" [3]. А.Н. Леонтьев рассматривал задачу как ситуацию, требующую от субъекта некоторого действия [4]; Г.С. Костюк вводил в ее определение дополнительно понимание содержания действия, направленного на нахождение неизвестного
стр. 35
--------------------------------------------------------------------------------
через использование связей с известным [5]. Все приведенные определения весьма абстрактны и допускают расширенную интерпретацию, однако полезным моментом в них является присутствие субъекта - решателя задач (в кибернетике - "решающей системы").
По А.Ф. Эсаулову, принципиальными элементами задачи являются: 1) условие, заданное совокупностью объектов, находящихся относительно друг друга в определенных отношениях; 2) требование, определяющее искомый объект в заданных условиях [6, с. 18]. Л.М. Фридман выделяет еще и оператор как "...совокупность тех действий (операций), которые надо произвести над условиями задачи, чтобы выполнить ее требования" [7, с. 16]. Существует и более обобщенный подход - когда в задаче выделяются задачная и решающая системы [8, с. 66], причем к первой относятся условия и требования, а во вторую входят конкретные операторы в форме методов, способов и средств решения.
Г.А. Балл определяет задачу как "систему, обязательными компонентами которой являются исходный предмет и модель его требуемого состояния" [9, с. 32]. Он вводит точный термин "задачная система", однако допускает, на наш взгляд, методологическую ошибку связывания объекта и его модели (по Н.М. Амосову, модель есть система, отражающая другую систему). Достаточно часто в определениях понятия задачи некоторые из авторов некорректно смешивают признаки объектных и процессных систем.
Помимо определений задачи, размытыми являются также их классификации, мало что добавляющие в технологический инструментарий обучающихся. С философской точки зрения, большое число классификационных признаков есть показатель искусственности классификаций, тогда как малое - свидетельство приближения классификации к естественности, иначе говоря - к закону [10, с. 59-73].
На наш взгляд, требование высокой эффективности профессионального образования можно обеспечить интенсификацией творчества, использованием в качестве дидактических средств концептуальных макромоделей синтетического характера, дающих наглядное представление о характере возникновения задачи и течении процесса ее решения при рефлексивно-деятельностном взаимодействии человека с окружающим миром. Тогда появляется запрет на трактовку предметности "самой по себе", без учета способов ее освоения (по В.В. Ильину, "без познающего субъекта нет объекта" [11]). В связи с этим концептуальное моделирование и формирование понятий на его основе невозможно без диалектического подхода, без введения "точки отсчета" социального мира - человека - решателя задач как уникальной познающей сущности. В неклассической науке сегодня также признается недостижимость абсолютной точности научного знания. "Божественный взгляд" (обозрение всей реальности) становится невозможным, привествуются различные ракурсы видения системы. В свете этого из-за сложности рассматриваемой области, видимо, следует ориентироваться на многомодельность адекватного описания феномена возникновения задачи и процессов мыследеятельности.
Нами проведено такое моделирование и получена группа моделей, соответствующая диалектико-логической связке "единичное-особенное-всеобщее" [12]. На ее основе задача (задачная система) понимается как информационная копия (модель) реальной (или идеальной) системы, функционирование которой не соответствует представлениям (моделям) решателя о ее надлежащем функционировании в текущем хронотопе (времяпространстве). Нетрудно заметить, что данное определение: 1) учитывает единство эпистемологической пары "субъект (решатель) - познаваемый объект"; 2) "схватывает" функциональность - акт движения процессных систем; 3) "разводит" оригинал (отражаемую процессную систему) и ее интериоризован-ную копию - модель; 4) учитывает (посредством решателя) аксиологический блок (модели общечеловеческих ценностей, законодательно закрепленных норм взаимодействия элементов социально-экономических систем и т.п.).
Анализ многих источников показывает, что простейшая модель мышления, включающая два этапа - постановку задачи и ее решение, оставляет невыясненной
стр. 36
--------------------------------------------------------------------------------
структуру решения, т.к. существенным моментом мышления являются нахождение идеи (принципа) решения задачи, ее разработка и проверка [13]. На базе рефлексивной модели взаимодействия человека с окружающим системным миром в текущем хронотопе нами отмечено соответствие структуры решения задач выявленному на основе множественных исследований трехфазному процессному ритму: аналитическая, оперативная и синтетическая стадии. В работах представителей разных областей науки (философии, психологии, техники) нетрудно заметить настойчивую повторяемость трех процессных фаз между четырьмя объектными состояниями моделей различных систем (Б.М. Кедров, Г.Г. Гадамер, Ж. Пиаже, Д.М. Панин, Р.З. Джиджян, С.Л. Рубинштейн, А.М. Матюшкин, Г.С. Альтшуллер, В.И. Белозерцев и др.).
По-гречески "метод" есть путь. Все объекты мира изменяют свои свойства по путям (каналам), имеющим ресурсную, прежде всего энергетическую обеспеченность (по Р. Декарту, "с наименьшей тратой сил"). А если эти познанные переходы существенны и устойчиво повторяются (воспроизводятся), принято говорить о проявлении законов развития систем (ЗРС).
В задачных системах (как динамичных информационных моделях смены состояний систем любой природы) компоненты часто именуют: начальное состояние (НС), конечное состояние (КС), процедура перехода (Пр) [9]. В зависимости от заданности того или иного состояния системы имеют место задачи синтеза (изменения) или анализа (обнаружения или измерения). При познании поиск ведется от следствия (или формы) к причине или содержанию (это путь по категориальным вопросам от "Как?" к "Почему?"), тогда как при поиске путей изменений (управлении) - от содержания (цели) к способу ее достижения (от "Почему?" к "Как, каким образом?"). Здесь хорошо видна аналогия между дедукцией и индукцией и классификацией задач Дж. Пойа, выделившего два класса задач: на нахождение и на доказательство.
Просматривая процессы решения задач, можно сделать заключение, что на верхнем уровне иерархии (анализ, синтез) они являются отражением направленности двух встречных эволюции мира (энтропийной и негэнтропийной) и не могут осуществляться иначе, как в соответствии со способами разрешения противоречий (объективными законами развития систем). Поэтому важным достижением отечественной теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) является выявление на базе выверенных интеллектуальных продуктов (изобретений) приемов разрешения противоречий, "слитых" впоследствии в группы способов и обобщенных (с учетом достижений ряда наук) в стройную систему законов организации и развития систем [14]. Г.С. Альтшуллером был сделан парадоксальный, но верный ход в изучении мышления - без анализа работы мозга. Акцент внимания был перенесен на внешние проявления мышления - его продукты. Ведь мировой патентный фонд, технические решения которого прошли экспертизу новизны, существенности, полезности, работоспособности, являет собой уникальный информационный банк, в котором де-факто "работает" единство критериев установления истины: как верификационный, так и фальсификационный (по К. Попперу).
Сегодня разрешение противоречий в ТРИЗ обычно идет путем разделения противоположных свойств в пространстве, во времени, путем их "снятия" за счет изменений в структуре системы через переходы в надсистему, в подсистему, к альтернативной системе, к антисистеме. Спектр законов, иерархичность и взаимовлияние которых друг на друга пока еще исследовано слабо, включает законы: полноты частей системы и ее минимальной работоспособности, сквозной проводимости потоков и согласования ритмики, неравномерного развития частей, повышения степени идеальности с линиями развертывания-свертывания и согласования-рассогласования, "S-образного" (логистического) развития, повышения степени динамичности и управляемости, перехода на микроуровень [14].
Известны самые различные формы представления законов как повторяющихся, устойчивых, необходимых и существенных отношений (связей) явлений: в виде ана-
стр. 37
--------------------------------------------------------------------------------
литической зависимости (закон Ома), в виде матрицы (Периодический закон Д.И. Менделеева) и т.п. Виды трехкомпонентных познавательных задач в теории и практике обучения принято отображать в табличной форме, где в строках приводятся данные о наличии/отсутствии информации по отраженным в столбцах компонентам задачных систем: НС, Пр, КС (см. табл.). Анализ классификаций задачных систем показал [12], что их важнейшим признаком является степень информационной неопределенности. На сегодня наиболее общей из классификаций представляется пятиуровневая (по порядку/объему проб и местонахождению средств решения задачи) классификация Г.С. Альтшуллера, интегрирующая признаки "сложность", "трудность", "проблемность", "определенность" других классификаций. Согласно У.Р. Эшби, получение ответа на задачу состоит, по существу, в отборе, а отбор можно усиливать, т.е. система с усилителем отбора может быть более селективной, чем человек, построивший ее. Причем У.Р. Эшби строго математически доказал возможность усилителя отбора [15, с. 292-294], а Г.С. Альтшуллер построил такую систему в области решения изобретательских задач. Безусловно, ТРИЗ не является единственно возможным и универсальным усилителем интеллекта, так как любой метод, будь то математический анализ или ТРИЗ, являются искусственными усилителями интеллекта, механизмами, которые, строго исполняемые человеком (который в данном случае полагается на метод, а не на свои способности), дают возможность решать задачи, требующие выбора из сотен тысяч альтернатив. Современные компьютерные программные продукты интеллектуальной поддержки мышления на базе ТРИЗ ("Изобретающая машина" (В.М. Цуриков), "Верстак новшеств" (Б.Л. Злотин и др.), дают возможность усиления отбора еще в большей степени.
В ТРИЗ решаются нестандартные задачи с выраженными недостатками (иначе - нежелательными эффектами НЭ), а все они имеют функциональную природу. Зачастую изначально принцип действия систем (ПД) решателю в целом понятен, в противном случае прежде всего стояла бы задача опознания системы. В реальных задачах имеется целый ансамбль недостатков или НЭ (см. нижнюю строку табл.), поэтому при их решении производится ранжирование недостатков по важности и выделение задач с одиночными НЭ. Здесь происходит переход в какую-либо "больную" зону системы (подсистему), где количество элементов и их связей в поле внимания решателя уменьшается. Именно структура "больной" подсистемы является первой по приоритету в ряду выбора средств преобразования, именуемых в ТРИЗ вещественно-полевыми ресурсами (ВПР). Концентрация внимания решателя на небольшой "больной" зоне позволяет решателю определиться с целью преобразования. Ее направленность задается вектором идеальности. В скалярном виде идеальность (И) представляет отношение полезности, определяемой функциональностью системы (Ф), к затратам (3) на
Таблица
Типы задачных систем
Характеристика
Компоненты (информация о моделях)
Тип
В терминах ТРИЗ
НС "Дано"
КС "Требуется"
Пр "Процедура"
Вид недостатка
Средства преобразования (ВПР)
Принцип действия (ПД)
Цель преобразования и его направленность (И=Ф/З)
Способы задействования ВПР - законы развития систем (ЗРС)
II
НЭ
Ансамбль НЭ
Рутинные
Неизобретательские
Не выражены
+
+
+
-
Нерутинные
-
+
+
-
Учебные
Изобретательские
+
+
+
+
-
Переходные
+
+
+
+
-
Реальные
+
-
+
-
-
стр. 38
--------------------------------------------------------------------------------
обеспечение этой функциональности (Ф/З), причем нетрудно видеть, что носителем затрат является структура, т.е. те же ВПР. Представление об идеальной системе является мощным эвристическим приемом, предложенным в ТРИЗ, его роль сравнима с ролью моделей идеальных твердого тела, газа в механике, термодинамике и т.п. В результате декомпозиции реальной задачи происходит существенное снижение информационной неопределенности (см. вторую строку снизу в табл.). Следующим шагом решательных процедур (третья строка снизу в табл.) является выявление носителя противоречия (П) из элементов конфликтующей пары, задающей недостаток НЭ, что позволяет выйти на определение способов разрешения противоречий, т.е. ЗРС. В случае решения задач анализа (на обнаружение) оно носит диагностический характер (определения причин), а синтеза (на изменение) - прогностический характер (создания образа изменений системы).
В таблице текущая заданность начального состояния задачи НС условна, ее также можно достроить до морфологически полного комплекта трехкомпонентных неизобретательских задач, но это не принципиально. Важно, что в ней достаточно отчетливо видно, что все задачные системы, особенно учебные (как рутинные, так и изобретательские), являются специфичными свернутыми моделями актов перехода "было- стало", а все они идут по законам развития систем (ЗРС).
Однако свернутость создает абстрактность, а всякое кодирование, абстрактность в обучении сразу становится "пресной" и "невкусной" для обучающихся. В связи с этим именно развертывание и показ всей иерархии задачных систем, общности единой теоретической платформы их структуры и методов решений по законам развития систем, а также места решателя в них позволит, на наш взгляд, продвинуться на путях повышения решательной "мощности" обучающихся в процессах их профессиональной подготовки.
Известны слова Д.С. Лихачева о том, что "если ученый создает сотни новых терминов - он разрушает науку, десятки - поддерживает ее, два-три - двигает науку вперед" [16]. Они являются напутствием на пути поиска важнейших инвариантных ядер знаний и технологий. Представление задачи как свернутой модели законов развития систем, как "клеточки" целостного мира позволит дать обучающимся представление о динамичном состоянии систем, их переходе из одного состояния в другое, отобразить роль творческого человека и место общечеловеческих ценностей в целеустремленных системах. Через показ единства задач появляется возможность более полной реализации принципов научности и единства теории-практики в обучении, а наглядная демонстрация развертывания задачных систем перед обучающимися от свернутого абстрактного состояния (соответствующего учебному типу задач) до конкретного (производственные задачи) обеспечит, на наш взгляд, доступность материала в цикловом и модульном обучении, положительную мотивацию и благоприятный эмоциональный фон при поэтапном формировании у них важнейших способов умственных действий.
Литература
1. Маслова Н.В. Ноосферное образование: Биоадекватные учебники. М., 1998.
2. Большая советская энциклопедия. М., 1972. Т. 9.
3. Рубинштейн С.Л. Проблемы общей психологии. М., 1973.
4. Ленинская теория отражения в свете развития науки и практики. София, 1981. Т. 1.
5. Костюк Г.С. Психология. Киев, 1968.
6. Эсаулов А.Ф. Психология решения задач. М., 1972.
7. Тулькибаева Н.Н. Теория и практика обучения учащихся решению задач. Челябинск. 2000.
8. Человек и вычислительная техника. Киев. 1971.
9. Балл Г.А. Теория учебных задач. М., 1990.
10. Забродин В.Ю. К проблеме естественности классификаций: классификация и закон // Классификация в современной науке. Новосибирск, 1989.
11. Ильин В.В., Калинкин А.Т. Природа науки: Гносеологический анализ. М., 1985.
12. Лихолетов В.В. Технологии творчества: теоретические основы, моделирование, практика реализации в профессиональном образовании. Челябинск, 2001.
стр. 39
--------------------------------------------------------------------------------
13. Шумилин А.Т. Проблемы теории творчества. М., 1989.
14. Альтшуллер Г.С. и др. Поиск новых идей: от озарения к технологии. Кишинев, 1989.
15. Эшби У.Р. Схема усилителя мыслительных способностей // Автоматы. М., 1956.
16. Лихачев Д.С. Без доказательств. СПб., 1996.
В наибольшей степени указанные ожидания можно отнести к профессиональному образованию как ближайшему к трудовой практике. Однако несмотря на активные инновационные процессы, в нем по-прежнему доминирует репродуктивная компонента, а методы творчества даются часто на уровне ознакомления.
Проблема "демократизации творчества" объемна, ею занимаются множество наук, создавая массу полезных, но часто нетехнологичных и трудноадаптируемых с педагогических позиций методик и рекомендаций, требующих для освоения значительного времени и не обладающих высокой эффективностью. Интенсификация творчества в процессе профессионального образования требует выявления инвариантного ядра его технологий, учитывающего свойства компонентов любых нестандартных ситуаций, а именно; задач, людей, их решающих, а также методов, используемых для решения.
Исключительную важность представляет преодоление существующего разрыва между реальными производственными и учебными задачами. Несмотря на их глобальную общность, между ними "зияет" пропасть, созданная как словесным оформлением, так и методиками и технологиями решения.
Традиционные учебные задачи, будучи очищенными от лишних деталей и рафинированными для освоения каких-либо отдельных приемов, часто оторваны от жизни как содержанием, так и формой представления. Они абстрактны и не обеспечивают благоприятного эмоционального фона и положительной мотивации обучающихся в процессе их решения. Неслучайно поэтому начаты работы по поиску наиболее адекватных форм представления и движения информации [1].
Реальные задачи, данные на языках конкретных специальностей (в особых терминах, требующих перевода на обыденный язык), обычно размыты и путаны, они являются, как правило, проблемами - системами задач, так как отражают целые "клубки" плохо функционирующих (с точки зрения людей) связей каких-либо систем.
Внимательный взгляд на причины нестыковки учебных и реальных задач обнаруживает размытость и неопределенность самого понятия "задача". Так, в БСЭ оно трактуется как: "1) поставленная цель, которую стремятся достигнуть; 2) поручение, задание; 3) вопрос, требующий решения на основании определенных знаний и размышления, проблема; 4) один из методов обучения и проверки знаний и практических навыков, применяемых во всех типах учебных заведений" [2, с. 277].
Зарубежные психологи часто рассматривают задачу как некий внешний фактор, детерминирующий активность субъекта. Отечественные ученые развили другой подход, позволяющий учесть не только внешние, но и внутренние источники активности: это "совокупность цели субъекта и условий, в которых она должна быть достигнута" [3]. А.Н. Леонтьев рассматривал задачу как ситуацию, требующую от субъекта некоторого действия [4]; Г.С. Костюк вводил в ее определение дополнительно понимание содержания действия, направленного на нахождение неизвестного
стр. 35
--------------------------------------------------------------------------------
через использование связей с известным [5]. Все приведенные определения весьма абстрактны и допускают расширенную интерпретацию, однако полезным моментом в них является присутствие субъекта - решателя задач (в кибернетике - "решающей системы").
По А.Ф. Эсаулову, принципиальными элементами задачи являются: 1) условие, заданное совокупностью объектов, находящихся относительно друг друга в определенных отношениях; 2) требование, определяющее искомый объект в заданных условиях [6, с. 18]. Л.М. Фридман выделяет еще и оператор как "...совокупность тех действий (операций), которые надо произвести над условиями задачи, чтобы выполнить ее требования" [7, с. 16]. Существует и более обобщенный подход - когда в задаче выделяются задачная и решающая системы [8, с. 66], причем к первой относятся условия и требования, а во вторую входят конкретные операторы в форме методов, способов и средств решения.
Г.А. Балл определяет задачу как "систему, обязательными компонентами которой являются исходный предмет и модель его требуемого состояния" [9, с. 32]. Он вводит точный термин "задачная система", однако допускает, на наш взгляд, методологическую ошибку связывания объекта и его модели (по Н.М. Амосову, модель есть система, отражающая другую систему). Достаточно часто в определениях понятия задачи некоторые из авторов некорректно смешивают признаки объектных и процессных систем.
Помимо определений задачи, размытыми являются также их классификации, мало что добавляющие в технологический инструментарий обучающихся. С философской точки зрения, большое число классификационных признаков есть показатель искусственности классификаций, тогда как малое - свидетельство приближения классификации к естественности, иначе говоря - к закону [10, с. 59-73].
На наш взгляд, требование высокой эффективности профессионального образования можно обеспечить интенсификацией творчества, использованием в качестве дидактических средств концептуальных макромоделей синтетического характера, дающих наглядное представление о характере возникновения задачи и течении процесса ее решения при рефлексивно-деятельностном взаимодействии человека с окружающим миром. Тогда появляется запрет на трактовку предметности "самой по себе", без учета способов ее освоения (по В.В. Ильину, "без познающего субъекта нет объекта" [11]). В связи с этим концептуальное моделирование и формирование понятий на его основе невозможно без диалектического подхода, без введения "точки отсчета" социального мира - человека - решателя задач как уникальной познающей сущности. В неклассической науке сегодня также признается недостижимость абсолютной точности научного знания. "Божественный взгляд" (обозрение всей реальности) становится невозможным, привествуются различные ракурсы видения системы. В свете этого из-за сложности рассматриваемой области, видимо, следует ориентироваться на многомодельность адекватного описания феномена возникновения задачи и процессов мыследеятельности.
Нами проведено такое моделирование и получена группа моделей, соответствующая диалектико-логической связке "единичное-особенное-всеобщее" [12]. На ее основе задача (задачная система) понимается как информационная копия (модель) реальной (или идеальной) системы, функционирование которой не соответствует представлениям (моделям) решателя о ее надлежащем функционировании в текущем хронотопе (времяпространстве). Нетрудно заметить, что данное определение: 1) учитывает единство эпистемологической пары "субъект (решатель) - познаваемый объект"; 2) "схватывает" функциональность - акт движения процессных систем; 3) "разводит" оригинал (отражаемую процессную систему) и ее интериоризован-ную копию - модель; 4) учитывает (посредством решателя) аксиологический блок (модели общечеловеческих ценностей, законодательно закрепленных норм взаимодействия элементов социально-экономических систем и т.п.).
Анализ многих источников показывает, что простейшая модель мышления, включающая два этапа - постановку задачи и ее решение, оставляет невыясненной
стр. 36
--------------------------------------------------------------------------------
структуру решения, т.к. существенным моментом мышления являются нахождение идеи (принципа) решения задачи, ее разработка и проверка [13]. На базе рефлексивной модели взаимодействия человека с окружающим системным миром в текущем хронотопе нами отмечено соответствие структуры решения задач выявленному на основе множественных исследований трехфазному процессному ритму: аналитическая, оперативная и синтетическая стадии. В работах представителей разных областей науки (философии, психологии, техники) нетрудно заметить настойчивую повторяемость трех процессных фаз между четырьмя объектными состояниями моделей различных систем (Б.М. Кедров, Г.Г. Гадамер, Ж. Пиаже, Д.М. Панин, Р.З. Джиджян, С.Л. Рубинштейн, А.М. Матюшкин, Г.С. Альтшуллер, В.И. Белозерцев и др.).
По-гречески "метод" есть путь. Все объекты мира изменяют свои свойства по путям (каналам), имеющим ресурсную, прежде всего энергетическую обеспеченность (по Р. Декарту, "с наименьшей тратой сил"). А если эти познанные переходы существенны и устойчиво повторяются (воспроизводятся), принято говорить о проявлении законов развития систем (ЗРС).
В задачных системах (как динамичных информационных моделях смены состояний систем любой природы) компоненты часто именуют: начальное состояние (НС), конечное состояние (КС), процедура перехода (Пр) [9]. В зависимости от заданности того или иного состояния системы имеют место задачи синтеза (изменения) или анализа (обнаружения или измерения). При познании поиск ведется от следствия (или формы) к причине или содержанию (это путь по категориальным вопросам от "Как?" к "Почему?"), тогда как при поиске путей изменений (управлении) - от содержания (цели) к способу ее достижения (от "Почему?" к "Как, каким образом?"). Здесь хорошо видна аналогия между дедукцией и индукцией и классификацией задач Дж. Пойа, выделившего два класса задач: на нахождение и на доказательство.
Просматривая процессы решения задач, можно сделать заключение, что на верхнем уровне иерархии (анализ, синтез) они являются отражением направленности двух встречных эволюции мира (энтропийной и негэнтропийной) и не могут осуществляться иначе, как в соответствии со способами разрешения противоречий (объективными законами развития систем). Поэтому важным достижением отечественной теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) является выявление на базе выверенных интеллектуальных продуктов (изобретений) приемов разрешения противоречий, "слитых" впоследствии в группы способов и обобщенных (с учетом достижений ряда наук) в стройную систему законов организации и развития систем [14]. Г.С. Альтшуллером был сделан парадоксальный, но верный ход в изучении мышления - без анализа работы мозга. Акцент внимания был перенесен на внешние проявления мышления - его продукты. Ведь мировой патентный фонд, технические решения которого прошли экспертизу новизны, существенности, полезности, работоспособности, являет собой уникальный информационный банк, в котором де-факто "работает" единство критериев установления истины: как верификационный, так и фальсификационный (по К. Попперу).
Сегодня разрешение противоречий в ТРИЗ обычно идет путем разделения противоположных свойств в пространстве, во времени, путем их "снятия" за счет изменений в структуре системы через переходы в надсистему, в подсистему, к альтернативной системе, к антисистеме. Спектр законов, иерархичность и взаимовлияние которых друг на друга пока еще исследовано слабо, включает законы: полноты частей системы и ее минимальной работоспособности, сквозной проводимости потоков и согласования ритмики, неравномерного развития частей, повышения степени идеальности с линиями развертывания-свертывания и согласования-рассогласования, "S-образного" (логистического) развития, повышения степени динамичности и управляемости, перехода на микроуровень [14].
Известны самые различные формы представления законов как повторяющихся, устойчивых, необходимых и существенных отношений (связей) явлений: в виде ана-
стр. 37
--------------------------------------------------------------------------------
литической зависимости (закон Ома), в виде матрицы (Периодический закон Д.И. Менделеева) и т.п. Виды трехкомпонентных познавательных задач в теории и практике обучения принято отображать в табличной форме, где в строках приводятся данные о наличии/отсутствии информации по отраженным в столбцах компонентам задачных систем: НС, Пр, КС (см. табл.). Анализ классификаций задачных систем показал [12], что их важнейшим признаком является степень информационной неопределенности. На сегодня наиболее общей из классификаций представляется пятиуровневая (по порядку/объему проб и местонахождению средств решения задачи) классификация Г.С. Альтшуллера, интегрирующая признаки "сложность", "трудность", "проблемность", "определенность" других классификаций. Согласно У.Р. Эшби, получение ответа на задачу состоит, по существу, в отборе, а отбор можно усиливать, т.е. система с усилителем отбора может быть более селективной, чем человек, построивший ее. Причем У.Р. Эшби строго математически доказал возможность усилителя отбора [15, с. 292-294], а Г.С. Альтшуллер построил такую систему в области решения изобретательских задач. Безусловно, ТРИЗ не является единственно возможным и универсальным усилителем интеллекта, так как любой метод, будь то математический анализ или ТРИЗ, являются искусственными усилителями интеллекта, механизмами, которые, строго исполняемые человеком (который в данном случае полагается на метод, а не на свои способности), дают возможность решать задачи, требующие выбора из сотен тысяч альтернатив. Современные компьютерные программные продукты интеллектуальной поддержки мышления на базе ТРИЗ ("Изобретающая машина" (В.М. Цуриков), "Верстак новшеств" (Б.Л. Злотин и др.), дают возможность усиления отбора еще в большей степени.
В ТРИЗ решаются нестандартные задачи с выраженными недостатками (иначе - нежелательными эффектами НЭ), а все они имеют функциональную природу. Зачастую изначально принцип действия систем (ПД) решателю в целом понятен, в противном случае прежде всего стояла бы задача опознания системы. В реальных задачах имеется целый ансамбль недостатков или НЭ (см. нижнюю строку табл.), поэтому при их решении производится ранжирование недостатков по важности и выделение задач с одиночными НЭ. Здесь происходит переход в какую-либо "больную" зону системы (подсистему), где количество элементов и их связей в поле внимания решателя уменьшается. Именно структура "больной" подсистемы является первой по приоритету в ряду выбора средств преобразования, именуемых в ТРИЗ вещественно-полевыми ресурсами (ВПР). Концентрация внимания решателя на небольшой "больной" зоне позволяет решателю определиться с целью преобразования. Ее направленность задается вектором идеальности. В скалярном виде идеальность (И) представляет отношение полезности, определяемой функциональностью системы (Ф), к затратам (3) на
Таблица
Типы задачных систем
Характеристика
Компоненты (информация о моделях)
Тип
В терминах ТРИЗ
НС "Дано"
КС "Требуется"
Пр "Процедура"
Вид недостатка
Средства преобразования (ВПР)
Принцип действия (ПД)
Цель преобразования и его направленность (И=Ф/З)
Способы задействования ВПР - законы развития систем (ЗРС)
II
НЭ
Ансамбль НЭ
Рутинные
Неизобретательские
Не выражены
+
+
+
-
Нерутинные
-
+
+
-
Учебные
Изобретательские
+
+
+
+
-
Переходные
+
+
+
+
-
Реальные
+
-
+
-
-
стр. 38
--------------------------------------------------------------------------------
обеспечение этой функциональности (Ф/З), причем нетрудно видеть, что носителем затрат является структура, т.е. те же ВПР. Представление об идеальной системе является мощным эвристическим приемом, предложенным в ТРИЗ, его роль сравнима с ролью моделей идеальных твердого тела, газа в механике, термодинамике и т.п. В результате декомпозиции реальной задачи происходит существенное снижение информационной неопределенности (см. вторую строку снизу в табл.). Следующим шагом решательных процедур (третья строка снизу в табл.) является выявление носителя противоречия (П) из элементов конфликтующей пары, задающей недостаток НЭ, что позволяет выйти на определение способов разрешения противоречий, т.е. ЗРС. В случае решения задач анализа (на обнаружение) оно носит диагностический характер (определения причин), а синтеза (на изменение) - прогностический характер (создания образа изменений системы).
В таблице текущая заданность начального состояния задачи НС условна, ее также можно достроить до морфологически полного комплекта трехкомпонентных неизобретательских задач, но это не принципиально. Важно, что в ней достаточно отчетливо видно, что все задачные системы, особенно учебные (как рутинные, так и изобретательские), являются специфичными свернутыми моделями актов перехода "было- стало", а все они идут по законам развития систем (ЗРС).
Однако свернутость создает абстрактность, а всякое кодирование, абстрактность в обучении сразу становится "пресной" и "невкусной" для обучающихся. В связи с этим именно развертывание и показ всей иерархии задачных систем, общности единой теоретической платформы их структуры и методов решений по законам развития систем, а также места решателя в них позволит, на наш взгляд, продвинуться на путях повышения решательной "мощности" обучающихся в процессах их профессиональной подготовки.
Известны слова Д.С. Лихачева о том, что "если ученый создает сотни новых терминов - он разрушает науку, десятки - поддерживает ее, два-три - двигает науку вперед" [16]. Они являются напутствием на пути поиска важнейших инвариантных ядер знаний и технологий. Представление задачи как свернутой модели законов развития систем, как "клеточки" целостного мира позволит дать обучающимся представление о динамичном состоянии систем, их переходе из одного состояния в другое, отобразить роль творческого человека и место общечеловеческих ценностей в целеустремленных системах. Через показ единства задач появляется возможность более полной реализации принципов научности и единства теории-практики в обучении, а наглядная демонстрация развертывания задачных систем перед обучающимися от свернутого абстрактного состояния (соответствующего учебному типу задач) до конкретного (производственные задачи) обеспечит, на наш взгляд, доступность материала в цикловом и модульном обучении, положительную мотивацию и благоприятный эмоциональный фон при поэтапном формировании у них важнейших способов умственных действий.
Литература
1. Маслова Н.В. Ноосферное образование: Биоадекватные учебники. М., 1998.
2. Большая советская энциклопедия. М., 1972. Т. 9.
3. Рубинштейн С.Л. Проблемы общей психологии. М., 1973.
4. Ленинская теория отражения в свете развития науки и практики. София, 1981. Т. 1.
5. Костюк Г.С. Психология. Киев, 1968.
6. Эсаулов А.Ф. Психология решения задач. М., 1972.
7. Тулькибаева Н.Н. Теория и практика обучения учащихся решению задач. Челябинск. 2000.
8. Человек и вычислительная техника. Киев. 1971.
9. Балл Г.А. Теория учебных задач. М., 1990.
10. Забродин В.Ю. К проблеме естественности классификаций: классификация и закон // Классификация в современной науке. Новосибирск, 1989.
11. Ильин В.В., Калинкин А.Т. Природа науки: Гносеологический анализ. М., 1985.
12. Лихолетов В.В. Технологии творчества: теоретические основы, моделирование, практика реализации в профессиональном образовании. Челябинск, 2001.
стр. 39
--------------------------------------------------------------------------------
13. Шумилин А.Т. Проблемы теории творчества. М., 1989.
14. Альтшуллер Г.С. и др. Поиск новых идей: от озарения к технологии. Кишинев, 1989.
15. Эшби У.Р. Схема усилителя мыслительных способностей // Автоматы. М., 1956.
16. Лихачев Д.С. Без доказательств. СПб., 1996.
Опубликовано 17 октября 2007 года
Новые статьи на library.by:
ПЕДАГОГИКА ШКОЛЬНАЯ:
Комментируем публикацию: Свернутая модель законов развития систем
подняться наверх ↑
ССЫЛКИ ДЛЯ СПИСКА ЛИТЕРАТУРЫ
По стандарту ВАК Республики Беларусь
Стандарт используется в белорусских учебных заведениях различного типа.
По ГОСТу Российской Федерации
Для образовательных и научно-исследовательских учреждений РФ
Прямой URL на данную страницу для блога или сайта
Предполагаемый источник
Полностью готовые для научного цитирования ссылки. Вставьте их в статью, исследование, реферат, курсой или дипломный проект, чтобы сослаться на данную публикацию №1192629683 в базе LIBRARY.BY.
подняться наверх ↑
ПАРТНЁРЫ БИБЛИОТЕКИ рекомендуем!
подняться наверх ↑
ОБРАТНО В РУБРИКУ?
Уважаемый читатель! Подписывайтесь на LIBRARY.BY в VKновости, VKтрансляция и Одноклассниках, чтобы быстро узнавать о событиях онлайн библиотеки.
Добавить статью
Обнародовать свои произведения
Редактировать работы
Для действующих авторов
Зарегистрироваться
Доступ к модулю публикаций