Структура четырех уровней разрабатываемой метамодели и ее метауровень (уровень 1)

Итак, мы будем исследовать обучение информатике в высшей школе используя как метод метамоделирование этого явления. К настоящему времени разработано множество различных учебных пособий, планов, программ, стандартов, технологий, методов, приемов (т.е. моделей) обучения информатике, в некоторых случаях они находятся между собой в конфликте. Мы не будем оспаривать эти модели на основе предлагаемых своих. Мы будем использовать метамоделирование на основе механизмов обобщения (см. стр. 44), пытаясь решать такие конфликты путем повышения степени абстракции рассмотрения сущности проблем. Эти модели изменяются во времени, чтобы уловить тенденции мы будем использовать метамоделирование на основе механизмов изменения состояния (см. стр. 46). Обучение информатике - это объективно существующее (независимо от наших представлений о нем) явление. Любые новые нетривиальные сведения о нем первоначально могут быть вербально выражены лишь на естественном языке. Отсюда необходимость применения нами метамоделирования на основе механизмов формализации (см. стр. 43) Фактически остальные методы метамоделирования - частные случаи этого. Практическая реализация метамодели вызывает необходимость применения метамоделирования на основе механизмов аппроксимации (см. стр. 43).

Мы будем проектировать метамодель, рассматривая обучение информатике в высшей школе с позиций системологии как сложную систему (см. стр. 47, 48). Использование объектно-ориентированного подхода позволит нам при метамоделировании не полностью формализовывать выделяемые классы, рассматривая их как абстрактные, а также не заботиться о природе объектов, представляющих эти классы, данные это или алгоритмы. Объектно-ориентированный подход перед проектированием предлагает провести анализ требований к проектируемой системе (в нашем случае к метамодели). Эти требования определяются общими дидактическими принципами высшей школы, НОП, информатизацией общества и образования, нормативными актами РФ, необходимостью решения проблем, преодоления трудностей и противоречий в обучении информатике в высшей школе.

В работе [206, с.46-50] по результатам дидактических исследований 70-90-х годов ХХ века достаточно подробно анализируется изменение представлений об общих дидактических принципах высшей школы. В результате предлагаются следующие 8 общих дидактических принципов:

1. Наглядность обучения.

2. Активность и сознательность обучения.

3. Прочность обучения.

4. Систематичность и последовательность обучения.

5. Доступность обучения.

6. Научность и идейно-политическая направленность обучения.

7. Проблемность обучения.

8. Единство образовательных, развивающих и воспитательных функций обучения.

Особенности обучения в высшей школе позволяют также выделить группу специальных принципов [206, с.49-50]:

q "ориентированности высшего образования на развитие личности будущего специалиста;

q соответствия содержания вузовского образования совре­менным и прогнозируемым тенденциям развития науки (техники) и производства (технологий);

q оптимального сочетания общих, групповых и индивидуаль­ных форм организации учебного процесса в вузе;

q рационального применения современных методов и средств обучения на различных этапах подготовки специалистов;

q соответствие результатов подготовки специалистов тре­бованиям, которые предъявляются конкретной сферой их профессиональной деятельности, обеспечения их конку­рентоспособности."

Требования, обусловленные НОП и в частности информа­тизацией общества и образования сводятся главным образом к следующему: гуманистическая, личностно-ориентированная, развивающая направленность; вариативность; индивидуализа­ция; методологический, фундаментальный, междисциплинарный характер; опережающий характер образования; широкая дос­тупность и непрерывность образования; ориентация его на приоритеты информационного общества; широкое применение НИТО; применение методологии информатики в качестве сис­темообразующей в современном образовании. Последнее есте­ственным образом относятся и к обучению информатике.

Важнейшие нормативные акты РФ, относящиеся к системе образования и высшей школе, такие как [99] Закон РФ "Oб образовании", [186] Национальная доктрина образования в РФ (проект), [98] Закон РФ "O высшем и послевузовском профессиональном образовании" добавляют к отмеченным выше требованиям следующие:

q "приоритет общечеловеческих ценностей, жизни и здоро­вья человека, свободного развития личности. Воспитание гражданственности, трудолюбия, уважения к правам и свободам человека, любви к окружающей природе, Родине, семье;...

q единство федерального культурного и образовательного пространства. Защита и развитие системой образования национальных культур, региональных культурных традиций и особенностей в условиях многонационального государства" [99, http://mega.km.ru/bes_98/content.asp];

q "систематическое обновление всех аспектов образования, отражающего изменения в сфере культуры, экономики, науки, техники и технологий;...

q интеграция образования, науки и производства, включая интеграцию научных исследований с образовательным процессом, научных организаций с образовательными учреждениями, науки и образования с производством;...

q поддержка различных форм самоорганизации обучающихся, как неотъемлемую часть всей системы образования и формирования гражданской правовой культуры молодежи;...

q привлечение в систему образования талантливых специалистов, способных на высоком уровне осуществлять учебный процесс, вести научные исследования, осваивать новые технологии, информационные системы, воспитывать у обучающихся духовность и нравственность, готовить специалистов высокой квалификации" [186, http://www.informika.ru/text/ goscom/doctrina.html];

q "интеграция системы высшего и послевузовского профессионального образования РФ при сохранении и развитии достижений и традиций российской высшей школы в мировую систему высшего образования;...

q развитие наук и искусств посредством научных исследований и творческой деятельности научно-педагогических работников и обучающихся, использование полученных результатов в образовательном процессе;" [98, http://www.informika.ru/text/goscom/dopobr/sbornik.htm].

Требования, связанные с необходимостью решения проблем, преодоления трудностей и противоречий в обучении информатике в высшей школе обусловлены относительной новизной информатики как науки, а также исключительно быстрым ее прогрессом:

q Учет недостатка обеспечения компьютерной техникой сферы образования, который обусловлен также и тем, что время морального старения компьютерной техники в настоящее время очень мало, оно значительно меньше времени физического износа.

q Учет быстрой потери актуальности учебного материала и необходимости постоянного его обновления, то же самое можно сказать про методические, программные, технические разработки, относящиеся к обучению информатике.

q Учет методических проблем, порожденных информатизацией общества и связанных с необходимостью всеобщего изучения информатики. Сложившиеся методы обучения специалистов по ТС и ПО ЭВМ не могут быть механически перенесены для более широкой аудитории.

Отмеченные выше требования имеют гораздо большую остроту для высшей школы по сравнению со средней школой, поскольку в высшей школе изучаются не основы наук, а сама наука, обеспечивается единство научной и учебной деятельности и его применение в будущей профессиональной деятельности.

Если вести проектирование метамодели обучения информатике в высшей школе на основе методологии открытых систем, то модели обучения, разработанные на основе такой метамодели будут открытыми системами обучения в смысле современной информатики, т.е. будут расширяемыми и масштабируемыми, мобильными и переносимыми, интероперабельными и дружественными (см. стр. 65, 70). Наличие этих свойств будет способствовать удовлетворению вышеуказанным требованиям, особенно тем требованиям, которые связаны с необходимостью решения проблем, преодоления трудностей и противоречий в обучении информатике в высшей школе и обусловлены относительной новизной информатики как науки, а также исключительно быстрым ее прогрессом. Согласно работам, посвященным методологии открытых систем, такое проектирование предполагает построение многоуровневой (стратифицированной) метамодели и включает:

1. Выделение предметной области (см. стр. 72) проектируемой метамодели и построение ее эталонной модели.

2. Выделение уровней абстракции для описания метамодели (см. стр. 48), разработка таксономии главных (наиболее абстрактных) ее профилей. Реализация пунктов 1 и 2 считается метауровнем (уровнем 1) метамодели.

3. Разработка других профилей и их таксономии, открытых спецификаций, стандартов, относящихся к проектируемой метамодели.

Эталонная модель - это: "Cтруктурированное множество понятий и их взаимосвязей для некоторой предметной области, осуществляющее концептуальную структуризацию данной области и имеющее достаточно обобщенное описание. По существу эталонная модель является формой метазнаний, определяющих... спецификацию конкретной предметной области." [260, http://www.osp.ru/os/1996/04/48.htm]. При объектно-ориентирован­ном подходе понятия рассматриваются как классы объектов предметной области, соединенные специальными линиями, обозначающими наличие различных типов связей между соответствующими классами (Рисунок 1.3).

Ранее мы пользовались наследованием (¾) и агрегацией (n¾). Теперь воспользуемся также ассоциацией и использованием. Использование обозначается линией с незакрашенным кругом на конце (O¾), который находится около клиента. Использующий класс называют клиентом, а используемый - сервером. Ассоциация - самый общий вид связи. Она обозначается сплошной линией (¾¾).

Стандартом по определению ISO называется: "Технический стандарт или другой документ, доступный и опубликованный, коллективно разработанный или согласованный и общепринятый в интересах тех, кто им пользуется, основанный на интеграции результатов науки, технологии, опыта, способствующий повышению общественного блага и принятый организациями, признанными на национальном, региональном и международном уровнях." [260, http://www.osp.ru/os/1996/ 04/48.htm].

Открытая спецификация - это имеющее рекомендательный характер, общедоступное, открытое для последующего совершенствования и изменения соглашение по вопросам разработки, производства и использования некоторого вида продукции, подготовленное постоянно действующей группой представителей авторитетных производителей, потребителей, экспертов. Таким образом, открытые спецификации отличаются от стандартов рекомендательным характером, большей легкостью внесения изменений, меньшими требованиями к уровню принявшей их организации. Чаще всего они базируются на фактических стандартах, за которыми стоят удачные решения.

Профиль - это набор открытых спецификаций и стандартов, объединенных некоторой общей тематикой (например, общими выполняемыми функциями).

Таксономия - это "классификационная схема, применяемая для однозначной идентификации профилей или наборов профилей." [260, http://www.osp.ru/os/1996/ 04/48.htm].

Наша предметная область - это множество моделей обучения информатике в высшей школе. Исходя из этого будем формировать эталонную модель. В центре нашей эталонной модели стоят понятия метамодели, обучения, информатики и высшей школы. Под метамоделированием будем понимать некоторый общенаучный метод исследования, а под метамоделью - результат его применения. Эти понятия подробно рассмотрены в главе 1.

Будем считать частью нашей эталонной модели приведенное в главе 1 описание основных понятий системологии и метамоделирования, включая 4 основных метода метамоделирования: на основе механизмов формализации (см стр. 43); на основе механизмов аппроксимации (см. стр. 43); на основе механизмов обобщения (см. стр. 44); на основе исследования изменения состояния (см. стр. 46). На основе этих методов метамоделирования будет происходить дальнейшее развитие и совершенствование нашей метамодели.

Также будем считать частью нашей эталонной модели принцип рассмотрения разрабатываемых на основе метамодели систем обучения в качестве открытых систем, обладающих свойствами расширяемости/масштабируемости, мобильности/ переносимости, интероперабельности, дружественности (см. стр. 65, 70). Это дает возможность оперативного реагирования на быстрый научно-технический прогресс современной информатики. Эти системы обучения (методические, программные, технические разработки) будут легче развиваться и модернизироваться, медленнее терять актуальность и устаревать, легче преобразовываться для функционирования в других условиях, легче согласовываться друг с другом при конструировании методических комплексов.

В педагогической литературе дается несколько определений понятию обучения. "Обучение есть целенаправленный педагогический процесс организации и стимулирования активной учебно-познавательной деятельности обучаемых по овладению научными знаниями, умениями и навыками, развитию творческих способностей, мировоззрения и нравственно-эстетических взглядов и убеждений." (Харламов И.Ф.) [321, с.149].

В учебнике Пидкасистого П.И. "Педагогика" [207, с.119] обучение определяется как общение между обучающим и обучаемым, "в процессе которого происходит управляемое познание, усвоение общественно-исторического опыта, воспроизведение, овладение той или другой конкретной деятельностью, лежащей в основе формирования личности".

В учебнике "Педагогика и психология высшей школы" под редакцией Самыгина С.И. [206, с.43] обучение определяется как "целенаправленный, социально-обусловленный и педагогически организованный процесс развития (создания) личности обучаемых, происходящий на основе овладения систематизированными научными знаниями и способами деятельности, отражающими состав духовной и материальной культуры человечества".

И еще одно определение: "Обучение - специально организованный процесс, включающий в себя две органично связанные деятельности: преподавание (руководство учением) - организация учебного труда обучаемых, формирование у них мотивации и опыта познавательной деятельности, планомерная и систематическая передача содержания образования; учение - усвоение содержания образования и опыта учебно-познавательной деятельности обучаемыми." (Смирнов В.И.) [248, с.16]. Выше представлены основные дидактические принципы, т.е. принципы обучения (см. стр. 109).

Мы не будем спорить о том, какое из определений лучше. Используя объектно-ориентированный подход, мы будем рассматривать понятие обучения, как абстрактный класс. При этом мы будем использовать все четыре определения, а также приведенную ниже информацию для выяснения структуры обучения как класса и характера его связей с другими классами (понятиями). Определение Харламова И.Ф. явно обладает наибольшей степенью общности. Другие определения эту общность сильно ограничивают, что может привести к парадоксам, зато выявляют некоторые конкретные черты рассматриваемого понятия (Рисунок 2.1).

Рисунок 2.1. Диаграмма классов для понятия ОБУЧЕНИЕ

Во-первых, раз обучение обладает свойствами целенаправленности, управляемости и организованности, значит существуют цели и задачи обучения. Во-вторых, обучение - это процесс и деятельность обучающих и обучаемых, направленная на усвоение содержания образования. В-третьих, обучение развивает личность обучаемого. В-четвертых, обучение - это социально-обусловленный процесс.

Содержание образования (Рисунок 2.2) имеет теоретическую (знания, способы творческой деятельности - метазнания), практическую (способности, умения, навыки) и мировоззренческо-нравственную (мировоззрение - см. стр. 34, нравственно-эстетические взгляды и убеждения) стороны [207, 321].

Рисунок 2.2. Диаграмма классов для понятия СОДЕРЖАНИЕ

"Знание... можно определить как понимание, сохранение в памяти и умение воспроизводить основные факты науки и вытекающие из них теоретические обобщения (понятия, правила, законы, выводы и т. д.)... Умение — это владение способами (приемами, действиями) применения усваиваемых знаний на практике... Навык рассматривается как составной элемент умения, как автоматизированное действие, доведенное до высокой степени совершенства... Под способностями принято понимать такие развивающиеся в процессе обучения психические свойства личности, которые, с одной стороны, выступают как результат ее активной учебно-познавательной деятельности, а с другой — обусловливают высокую степень умелости и успешности этой деятельности..." [321, с.150-151].

"Обучение включает две характеристики: содержательную (содержание обучения как одна из педагогических проблем) и процессуальную (проблема реализации, трансформации содержания через формы организации, методы, средства)." [206, с.26].

Рисунок 2.3. Диаграмма классов для понятия ПРОЦЕССУАЛЬНОСТЬ

Кроме того (Рисунок 2.3) выделяются такие атрибуты обучения как методы, приемы, средства и формы [206, 207, 248, 249, 321]. Методы обучения - это виды совместной деятельности обучающих и обучаемых, направленной на решение задач обучения. Прием обучения - это составная часть или атрибут метода. Средства обучения - это материальные или идеальные объекты-посредники, обеспечивающие коммуникацию между обучаемым и обучающим для решения задач обучения. Формы обучения - это виды организации совместной деятельности обучающих и обучаемых установленным порядком и режимом.

Процесс обучения несет следующие основные функции: образовательную; воспитательную; развивающую (Рисунок 2.1). "Образовательная - формирование мотивации и опыта учебно-познавательной и практической деятельности, освоение основ научных знаний, ценностных ориентаций и отношений. Воспитательная - формирование определенных качеств, свойств и отношений человека. Развивающая - формирование и развитие психических процессов, свойств и качеств личности." [248, с.330].

Деятельность человека определяется "как форма бытия и способ существования и развития человека, всесторонний процесс преобразования им окружающей природной и социальной реальности (включая его самого) в соответствии с его потребностями, целями и задачами" [248, с.164]. "Личность - человек как субъект отношений и сознательной деятельности, способный к самопознанию и саморазвитию; устойчивая система социально-значимых черт, отношений, установок и мотивов, характеризующая человека как члена общества." [248, с.92]. Понятия человеческой деятельности и личности изучаются психологией.

Социальная обусловленность является следствием того, что система образования является социальной системой (Рисунок 2.4). Следовательно,внешней средой (Рисунок 1.1) этой системы являются общественные отношения: экономические,культурные,научные,политические,правовые и т.п.

Таким образом мы формируем эталонную модель проектируемой нами метамодели - структурированное множество общепринятых научных понятий дидактики и их взаимосвязей, осуществляющее концептуальную структуризацию нашей предметной области и имеющее достаточно обобщенное описание. Всякая модель обучения, разработанная в рамках нашей метамодели будет наследовать стандартный интерфейс из этих понятий и их взаимосвязей. Заметим, что пока мы не говорили конкретно ни об информатике, ни о высшей школе, следовательно, фактически выше приведена более общая эталонная модель - эталонная модель обучения.

Рисунок 2.4. Происхождение класса
ОБУЧЕНИЕ ИНФОРМАТИКЕ В ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ

В теории открытых систем информатики при метамоделировании ИС принято рассматривать:

q системные интерфейсы - интерфейсы взаимодействия с внутренней средой ИС, необходимые для нормального функционирования ИС;

q прикладные интерфейсы - интерфейсы взаимодействия с внешней по отношению к ИС средой, при помощи которых ИС как система (Рисунок 1.1) удовлетворяет потребности внешней среды и осуществляет с ней обратную связь.

В приведенной выше эталонной модели обучения некоторые понятия являются прикладными (знания, умения, навыки, способности, личность, деятельность), а некоторые - системными (методы, приемы, средства, формы обучения).

Добавление в эталонную модель понятий информатика и высшая школа вызовет конкретизацию всех рассмотренных выше понятий (Рисунок 2.4). Если, используя объектно-ориентированный подход, рассматривать эти понятия как классы, то такая конкретизация будет называться наследованием. Например, формы и методы обучения в общеобразовательной средней и в высшей школе различны, средства и содержание обучения информатике и, например, физкультуре тоже различны. В результате мы получим эталонную модель обучения информатике в высшей школе.

Под высшей школой мы будем понимать систему высшего и послевузовского профессионального образования в соответствиями с положениями [98, 99] федеральных законов РФ "Об образовании", "О высшем и послевузовском профессиональном образовании" (Рисунок 2.5).

"Под образованием в настоящем Законе понимается целенаправленный процесс воспитания и обучения в интересах человека, общества, государства, сопровождающийся констатацией достижения гражданином (обучающимся) установленных государством образовательных уровней (образовательных цензов)." [99, http://mega.km.ru/bes_98/content.asp]

Рисунок 2.5. Структура системы высшего и послевузовского профессионального образования согласно Закону Российской Федерации "О высшем и послевузовском профессиональном образовании"

"Структура системы высшего и послевузовского профессио­нального образования представляет собой совокупность:

q государственных образовательных стандартов высшего и послевузовского профессионального образования и образовательных программ высшего и послевузовского профессионального образования;

q имеющих лицензии высших учебных заведений и образовательных учреждений соответствующего дополнительного профессионального образования независимо от их организацинонно-правовых форм;

q научных, проектных, производственных, клинических, медико-профилактических, фармацевтических, культурно просветительских предприятий, учреждений и организаций, ведущих научные исследования и обеспечивающих функционирование и развитие высшего и послевузовского профессионального образования;

q органов управления высшим и послевузовским профессиональным образованием, а также подведомственных им предприятий, учреждений и организаций;

q общественных и государственно-общественных объединений (творческих союзов, профессиональных ассоциаций, обществ, научных и методических советов и иных объединений)." [98, http://www.informika.ru/text/goscom/dopobr/ sbornik.htm]

Заметим, что экспериментальная база нашего исследования включает Российский государственный педагогический университет имени А.И. Герцена (РГПУ), Военный инженерно-космический университет имени А.Ф. Можайского (ВИКУ), Ленинградский государственный областной университет имени А.С. Пушкина (ЛГОУ), Санкт-Петербургский гуманитарный университет профсоюзов (СПГУП), Высшую административную школу правительства Санкт-Петербурга (ВАШ), Институт повышения квалификации работников туристско-экскурсионных организаций (ИПКРТЭО), которые относятся к высшей школе согласно закону РФ "Об образовании" как имеющие лицензии высшие учебные заведения и образовательные учреждения соответствующего дополнительного профессионального образования независимо от их организацинонно-правовых форм - см. выше, а также Санкт-Петербургская инженерная школа одежды (СПИШО) и Санкт-Петербургский индустриально-педагогический колледж (СПИПК), которые формально относятся к учреждениям среднего профессионального образования. Однако мы сочли необходимым также включить их в экспериментальную базу нашего исследования по следующим причинам:

1. именно в этих учебных заведениях на начальном этапе нашего исследования, в процессе констатирующего эксперимента нами был собран уникальный статистический материал о развитии информатики как обязательной для всех учебной дисциплины на раннем этапе (1985-1992) ее развития в нашей стране;

2. система обучения в учреждении среднего профессионального образования имеет много общего с системой обучения в высшей школе: одинаковые формы обучения и контроля (лекция, семинар, лабораторные и практические работы, экзамены, коллоквиумы, зачеты); подобные цели, содержание, средства, методы и приемы обучения.

О том, что такое информатика, мы уже говорили выше - см. стр. 51, 74. Существуют определения информатики [79, 201] как науки, изучающей общие закономерности и различные приложения информационного подхода или ИР. Такие определения тавтологичными не являются, поскольку понятие информатики как научного направления стало общепринятым в науке где-то в 70-80 годах ХХ века, а понятия ИР, информационного подхода сформировались значительно раньше в архивном деле, в библиотечном деле, в других областях деятельности человека, их применение стало особенно интенсивным с появлением ЭВМ в 40-50 годы ХХ века.

В работах [91, 331] авторы придерживаются следующих определений:

"Информатика - это область знаний, исследований и автоматизированной обработки алфавитно-цифровой информации для нужд общества.

Информология - дисциплина о технологии рецепции, телекоммуникации, маршрутизации и передаче информации с использованием нейрорецепторных, проводных, телерадио- и спутниковых каналов связи.

Информономия - наука о законах информации.

Информатизация - это естественный социально-космический процесс повышения уровня жизни и создания единого мирового информационно-сотового сообщества.

Информациология - это генерализационная наука о всех информационных явлениях, микро- и макродинамических процессах беспредельной Вселенной." [331,с.25].

В работах [33, 237, 328] ведущая роль в информатике отводится методам дискретной и конструктивной математики, математической логики, теории формальных языков. На этой основе используются понятия МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИКА и КОМПЬЮТЕРНАЯ МАТЕМАТИКА. По поводу смысла самой информатики делается вывод, что "информатику можно рассматривать как науку о формальных языках, предназначенных для формализованного общения с компьютером. Но так как формальный язык является знаковой системой, а наукой о знаковых системах является семиотика, то мы считаем возможным трактовать информатику как науку о семиотике формальных языков" [237, с.159]. В учебниках для высшей школы Манфреда Броя "Информатика. Основополагающее введение." автор фактически придерживается близких взглядов на сущность информатики, однако определяет ее более широко:

"Информатика - это наука и техника, связанные с машинной обработкой хранением и передачей информации. Она занимается схематичным формализованным представлением (предъявлением) информации, ее обработкой, равно как и предписаниями по ее переработке, и машинами, обрабатывающими информацию. Это включает в себя вопросы анализа и моделирования взаимосвязей и структур в самых различных областям применения. Цель состоит в разработке способов решения задач информационной обработки на вычислительных машинах (компьютерах) а также в разработке, организации и эксплуатации вычислительных систем." [36, ч.1, с.10].

В статье [127, http://www.informika.ru/text/magaz/higher/3_96/4-12.htm] профессора Кинелева В.Г. информатика определяется так: "Что же сегодня представляет собой информатика? Это огромнейшая область научных знаний, связанных с получением, хранением, преобразованием, передачей и использованием информации. Как и в большинстве наук, в информатике можно, правда, весьма условно, поскольку это связано с исследованием и использованием одного и того же объекта информации, выделить два важнейших направления: теоретическую информатику и информатику прикладную. В соответствии с современной концепцией структуры предметной области информатики теоретическая информатика, являясь математической дисциплиной, широко использует методы математического моделирования для обработки, передачи и использования информации, создавая тем самым фундамент, на котором покоится все здание информатики. Прикладная информатика это огромнейший набор средств информатики, включающий в себя информационно-вычислительную технику, сети и комплексы ЭВМ, технические средства связи и компьютерные телекоммуникационные системы, аудио- и видеосистемы, системы мультимедиа, программные средства, вычислительные и информационные среды. К прикладной информатике принято относить и информационные технологии обучения, проектирования, управления объектами, процессами, системами." (Рисунок 2.6).

Рисунок 2.6. Структура ИНФОРМАТИКИ (схема 1) по В.Г.Кинелеву

Следует заметить, что в Концепции информатизации сферы образования РФ [138] к прикладной информатике также отнесены дисциплины, применяющие методологию информатики в сферах других наук, такие как, например, педагогическая информатика, правовая информатика, медицинская информатика и т.п.

В толковом словаре по информатике Першикова В.И. и Савинкова В.М. дано следующее определение информатике: "Научное направление, занимающееся изучением законов, методов и способов накапливания, обработки и передачи информации с помощью ЭВМ и других технических средств; группа дисциплин, занимающаяся различными аспектами применения и разработки ЭВМ: прикладная математика, программирование, программное обеспчение, искусственный интеллект, архитектура ЭВМ, вычислительные сети." [211, c.129]. В научной и учебной литературе чаще всего дается примерно такое же определение информатике.

В англоязычных странах и США информатика определяется как "computer science", что в переводе на русский язык означает "компьютерная наука", которая четко подразделяется на "hardware" (ТС ЭВМ) и "software" (ПО ЭВМ). Академик Дородницын А.А. предложил рассматривать информатику как широкую ОЗ, включающую несколько наук, в т.ч. и кибернетику: "Что же за наука, или даже более - область человеческой деятельности - информатика? Состав информатики - это три неразрывно и существенно связанные части: технические средства, программные средства и алгоритмические средства." [31, c.9]. Для последней составляющей им предложен термин "brainware" (Рисунок 2.7). Английское слово "brain" на русский язык переводится как "мозг". Дальнейшее развитие информатики и появление ее собственной методологии (отличной от методологии математики, откуда изначально и пришло в информатику понятие алгоритма) вызвало необходимость придать термину "brainware" более широкий смысл. Brainware в настоящее время понимается как фундаментальные теории, лежащие в основе информатики, hardware и software.

Рисунок 2.7. Структура ИНФОРМАТИКИ (схема 2) по А.А.Дородницыну

Так, предлагаемые [111, 183] ЮНЕСКО для высшей и средней школ программы обучения компьютерной науке (информатике) помимо дисциплин, относящихся к hardware и software содержат также дисциплины, связанные со специальной методологией современной информатики, математические и даже социально-гуманитарные дисциплины, которые и следует отнести к brainware. ГОС ВПО РФ [73, 72, 139, 270, 271] не дают четкого разграничения по принадлежности учебных дисциплин к информатике, математике или другим ОЗ. Например, ГОС ВПО по специальности 030100 - информатика (3 уровень ВПО, квалификация - учитель информатики) содержит явные указания на следующие учебные материалы, которые можно отнести к ОЗ "Информатика":

q из дисциплин психолого-педагогического цикла: "Педагогические теории, системы, технологии" (темы: информатизация образованя, НИТО, ППС); "Основы управления педагогическими системами" (тема: НИТ в управлении образованием); "Методика преподавания информатики";

q из дисциплин предметного цикла: "Теория вероятностей и математическая статистика"; "Элементы дискретной математики"; "Исследование операций"; "Численные методы"; "Теоретические основы информатики"; "ПО ЭВМ"; "Языки и методы программирования"; "Вычислительная техника"; "Информационные системы"; "Компьютерное моделирование"; "Практикум по решению задач на ЭВМ";

Аналогичные материалы для ГОС ВПО по специальности 010100 - математика (3 уровень ВПО, квалификация - математик):

q из общих естественно-научных дисциплин: "Компьютерные науки"; "Методы вычислений";

q из общепрофессиональных и специальных дисциплин: "Линейная алгебра и геометрия"; "Дискретная математика"; "Математическая логика и теория алгоритмов"; "Теория вероятностей"; "Математическая статистика"; "Теория случайных процессов"; "Вариационное исчисление и методы оптимизации";

Аналогичные материалы для ГОС ВПО по специальности 010100 - математика (3 уровень ВПО, квалификация - учитель математики):

q из дисциплин общекультурного цикла: "Информатика";

q из дисциплин психолого-педагогического цикла: те же дисциплины и темы, что и для специальности 030100 кроме дисциплины "Методика преподавания информатики";

q из дисциплин предметного цикла: однозначно относимые к информатике дисциплины отсутствуют; дисциплин, которые можно отнести как к математике, так и к информатике значительно меньше; слово "информатика" отсутствует.

Аналогичные материалы для ГОС ВПО по специальности 170700 - Машины и аппараты текстильной и легкой промышленности (3 уровень ВПО, квалификация - инженер):

q из цикла общих естественнонаучных дисциплин: "Математика" (темы, которые можно отнести как к математике, так и к информатике, слово "информатика" отсутствует); "Информатика";

q из цикла общепрофессиональных дисциплин: "Инженерная графика" (темы: машинная графика; ТС машинной графики; ПС; структура БД); "Теория механизмов и машин" (тема: промышленные роботы и манипуляторы); "Электротехника, электроника" (темы: цифровая электроника; БИС; устройства сопряжения с технологическими объектами);

q из цикла специальных дисциплин: "Оборудование механообрабатывающего производства" (темы: станки с числовым программным управлением и системы их управления; гибкие производственные ситемы и промышленные роботы); "Основы автоматизированного проектирования";

Аналогичные материалы для ГОС ВПО по специальности 051700 - Кинооператорство (3 уровень ВПО, квалификация - кинооператор): слова "математика" и "информатика" отсутствуют; в цикле общепрофессиональных и специальных дисциплин имеются отдельные темы некоторых дисциплин: современные кинематографические системы; перспективы развития техники и технологии кино и телевидения; система RGB; применение компьютерной графики; методы получения необычных эффектов и т.п.

Таким образом, под информатикой в высшей школе мы будем понимать не конкретную учебную дисциплину, которая носит название "Информатика" (для некоторых специальностей ее может не существовать), а ОЗ "Информатика", описанную в посвященных ей научных работах, в документах ЮНЕСКО и других международно признанных организаций, тематически включенную в различные учебные дисциплины в соответствии со стандартами и учебными программами высшей школы.

Заметим, что на основе анализа материалов ГОС ВПО, все специальности и соответствующие квалификации по отношению к информатике могут быть условно разбиты на 3 группы:

Группа 1. Специалисты в какой-либо области информатики. Например, для 3 уровня ВПО: 010200 - прикладная математика, 030100 - информатика, 071900 - информационные системы в экономике, 220100 - вычислительные машины, комплексы, системы и сети, для 2 уровня ВПО: 510200 - прикладная математика и информатика, 552800 - информатика и вычислительная техника, 522300 - информационные системы в экономике. Здесь, как правило, дисциплины ОЗ "Информатика" явно присутствуют как в циклах общих дисциплин, так и в циклах общепрофессиональных и специальных дисциплин. В последних тематически присутствует не вся информатика, а лишь отдельные ее области, связанные с данными специальностью и квалификацией.

Группа 2. Здесь информатика, как правило, явно присутствует в циклах общих дисциплин, а в циклах общепрофессиональных и специальных дисциплин присутствует неявно в качестве отдельных тем, а не дисциплин. Например, для 3 уровня ВПО: 010100 - математика (учитель математики и математик), 021100 - юриспруденция, 021400 - журналистика, 051800 - живопись, 052400 - дизайн, 100100 - электрические станции, 170700 - мaшины и аппараты текстильной и легкой промышленности, для 2 уровня ВПО: 520600 - журналистика, 521400 - юриспруденция, 521800 - искусство, 551700 - электроэнергетика, 551800 - технологические машины и оборудование.

Группа 3. Здесь информатика согласно ГОС ВПО явно не присутствует нигде, неявно присутствует лишь в виде фрагментов отдельных тем, а не дисциплин и не тем, может также присутствовать в виде факультативов. Примеры известны лишь для некоторых специальностей 3 уровня ВПО: 050400 - театроведение, 051500 - звукорежиссура, 051700 - кинооператорство.

Не удержимся от некоторой критики. По нашему мнению, в современных условиях информатизации общества группы 3 быть не должно. Бакалавры специальности 521800 - искусство (относящиеся к группе 2) могут продолжать образование по специальностям группы 3: 050400 - театроведение, 051500 - звукорежиссура, 051700 - кинооператорство или по специальностям группы 2: 051800 - живопись, 052400 - дизайн. Налицо несистемный подход. Почему живописцу, дизайнеру, юристу информатика нужна больше, чем театроведу, звукорежиссеру, кинооператору?

В принципе это же деление на группы можно приложить и к дополнительному профессиональному образованию в системе ВПО. Заметим, что основной особенностью дополнительного профессионального образования является еще больший дефицит учебных часов и еще большие требования к уровню современности содержания учебного материала.

Для завершения разработки эталонной модели обучения информатике в высшей школе с точки зрения теории открытых систем как методологии современной информатики необходимо решить проблему согласительных комитетов - органов, обеспечивающих открытое и свободное выражение мнений по рассматриваемой тематике, стоящих над конкурентными отношениями отдельных преподавателей и их групп, заинтересованных в прогрессе теории и методики обучения информатике. Эти органы должены объективно рассматривать выносимые на обсуждение удачные профессиональные решения, оформленные в виде открытых спецификаций.

Законы РФ [99] "Об образовании", [98] "O высшем и послевузовском профессиональном образовании", [13, 138] Концепция информатизации сферы образования РФ определяют нормативную и теоретическую базу, делающей возможной (в случае следования определенным ими положениям) нормальное функционирование таких органов. Перечислим эти положения.

Государственная политика в области образования вообще и в частности в области высшего и послевузовского профессионального образования основывается на следующих принципах:

q "Свобода и плюрализм в образовании...

q Демократический, государственно-общественный характер управления образованием. Автономность образовательных учреждений." [99, http://mega.km.ru/bes_98/content.asp]

q "Конкурсность и гласность при определении приоритетных направлений развития науки, техники, технологий, а также подготовки специалистов, переподготовки и повышения квалификации работников." [98, http://www.informika.ru/text/ goscom/dopobr/sbornik.htm]

"К компетенции образовательного учреждения относятся:

q Организация и совершенствование методического обеспечения образовательного процесса...

q Разработка и утверждение образовательных программ и учебных планов...

q Разработка и утверждение рабочих программ учебных курсов и дисциплин...

q Самостоятельное осуществление образовательного процесса в соответствии с уставом образовательного учреждения, лицензией и свидетельством с государственной аккредитации..." [99, http://mega.km.ru/bes_98/content.asp]

"Под автономией высшего учебного заведения понимается его самостоятельность в подборе и расстановке кадров, осуществлении учебной, научной, финансово-хозяйственной и иной деятельности в соответствии с законодательством и уставом высшего учебного заведения... Педагогическим работникам из числа профессорско- преподавательского состава, научным работникам и студентам высшего учебного заведения предоставляются академические свободы, в том числе свобода педагогического работника высшего учебного заведения излагать учебный предмет по своему усмотрению, выбирать темы для научных исследований и проводить их своими методами, а также свобода студента получать знания согласно своим склонностям и потребностям... Образовательные учреждения высшего профессионального образования независимо от их организационно-правовых форм и другие организации и учреждения, действующие в системе высшего и послевузовского профессионального образования, вправе создавать и вступать в объединения юридических лиц (ассоциации, союзы)... В системе высшего и послевузовского профессионального образования могут создаваться... государственно-общественные объединения типа учебно-методических объединений высших учебных заведений, научно-методических, научно-технических и других советов и комиссий." [98, http://www.informika.ru/text/ goscom/dopobr/sbornik.htm] Особо отмечается [98], что общественные и государственно-общественные объединения (творческие союзы, профессиональные ассоциации, общества, научные и методические советы и т.п. объединения) являются важнейшей составной частью системы высшего и послевузовского профессионального образования. Среди концептуальных принципов развития информатизации сферы образования РФ [13, 138] выделим принцип ОСТРОВНОЙ информатизации и принцип создания ПОЛИГОНОВ. В соответствии с этими принципами переход к НИТО должен стимулироваться с помощью нескольких центров НИТО в отдельных структурах системы образования. Эти центры становятся флагманами и на их опыте учатся другие.

Рисунок 2.8. Структура системы центров НИТ и ее взаимодействие с Минобразования России и региональными органами управления

Рисунок 2.8, созданный по материалам Концепции информатизации сферы образования РФ [138, http://www.integro.icsti. su/concept/kons98.html], наглядно демонстрирует структуру системы центров НИТ и ее взаимодействие с Минобразования России и региональными органами управления.

Таким образом, благодаря принципам автономии, плюрализма, гласности, демократизма, сочетания единоначалия и коллегиальности в управлении, предоставляемым академическим свободам свойствами согласительных комитетов (фигурирующих в теории открытых систем информатики для обсуждения удачных решений, открытых спецификаций, фактических стандартов) в сфере образования обладают:

q образовательные и другие учреждения сферы образования (в т.ч. центры НИТ всех уровней), являющиеся юридическими лицами, их подразделения (факультеты, кафедры, отделы и т.п.), а также их объединения, ассоциации, союзы;

q общественные, государственно-общественные и другие (в т.ч. неформальные) объединения преподавателей, научных работников, студентов, аспирантов, докторантов (творческие союзы, профессиональные ассоциации и общества, научные и методические объединения и советы, другие объединения).

Федеральные и региональные законодательные и исполнительные органы государственной власти РФ, в т.ч. Минобразования России в рамках своей компетенции, установленных законом, могут устанавливать юридические стандарты на основе проверенных практикой фактических стандартов.

Полученная эталонная модель позволяет говорить о целесообразности выделения четырех уровней абстракции для проектируемой метамодели обучения информатике в высшей школе (Таблица 2.1). Таким образом, мы получили основу стратифицированной (четырехуровневой) метамодели обучения информатике в высшей школе. Далее уровни должны наполняться профилями, а профили - открытыми спецификациями.

Таблица 2.1

Уровни метамодели обучения информатике в высшей школе

Верхние два уровня (метауровень и целевой) являются наиболее абстрактными уровнями рассмотрения различных моделей обучения информатике в высшей школе. Нижние два уровня (содержательный и процессуальный) необходимы для практической реализации этих моделей, они строятся на основе нижних уровней. Таким образом, мы имеем разделение уровней нашей метамодели на верхние и нижние. Учитывая быстрый прогресс информатики, особо важным является уровень 3 (содержательный), относящийся к нижним уровням. В данной главе мы будем рассматривать лишь верхние уровни. Нижним уровням посвящена следующая глава.

Главные профили должны быть связаны с предметной областью нашей метамодели, т.е. с множеством моделей обучения информатике. Для высшей школы [206, 249] и особенно для обучения информатике из-за ее быстрого прогресса как науки содержание является ведущей характеристикой обучения (Рисунок 2.1), определяющей процессуальность. Таким образом главные профили нашей метамодели должны определяться структурой самой информатики, как науки.

В современной научной литературе предлагаются в основном две разновидности такой структуры, приведенные нами выше в качестве схемы 1 (Рисунок 2.6) и схемы 2 (Рисунок 2.7). Схема 1 классифицирует объекты исследования информатики как науки. Но, по нашему мнению, класть ее в основу метамодели обучения информатике не целесообразно. Рассмотрим в качестве примера студента-юриста. На первой лекции ему можно представить схему 1, но далее его будет интересовать из всей этой схемы лишь один пункт - правовая информатика. Следовательно, с моделью обучения информатике студента-юриста схема 1 имеет мало точек соприкосновения. Аналогично для студента-медика, студента-экономиста и т.д. Схема 2 хороша тем, что она выделяет нечто общее для всех. Что от информатики нужно юристу, медику, экономисту? Brainware, software, hardware для решения определенных задач. Таким образом, brainware, software и hardware - это абстрактные метатермины, относящиеся как к самой информатике, так и к обучению информатике, чем обусловлено их присутствие на метауровне (уровне 1) нашей метамодели. Также обусловлено их присутствие и на других уровнях. Цели, содержание и процессуальность обучения информатике (уровни 2-4) различаются наиболее существенно как раз по отношению к brainware, software и hardware. Следовательно, главные профили на уровнях 2-4 должны быть связаны с brainware, software и hardware. Отсюда таксономия главных профилей нашей метамодели (Таблица 2.2).

Таблица 2.2

Таксономия главных профилей метамодели
обучения информатике в высшей школе

Наша метамодель предназначена для разработки конкретных моделей обучения информатике в высшей школе, которые могут быть доведены до практической реализации в учебном процессе (новых учебных пособий, планов, программ, стандартов, технологий, форм, средств, методов, приемов и т.п.). Согласно принятой системе уровней (Таблица 2.1) модель должна быть последовательно описана на целевом, содержательном и процессуальном уровнях, где последующий уровень конкретизирует предыдущий, а описания соответствуют положениям, изложенным на метауровне.

Послесловие к разделу

Разделом решена вторая задача нашего исследования: разработать структуру стратифицированной метамодели обу­чения информатике в высшей школе и содержание ее метау­ровня путем адаптации теории открытых систем к методике обучения информатике. В соответствии с теорией открытых систем на самом верхнем уровне абстракции метамодели нами описана эталонная модель, т.е. произведено обоснование и описание структуры метамодели в целом путем анализа моде­лируемой предметной области - методики обучения информа­тике в высшей школе. Исходным материалом для анализа слу­жили психолого-педагогические понятия и понятия информа­тики, их определения и взаимосвязи по материалам научных и методических работ, нормативным документам. В качестве средств анализа использовались диаграммы классов на осно­ве объектно-ориентированного подхода к частично формали­зованной информации. В результате выявлена оптимальная структура стратифицированной метамодели обучения информа­тике в высшей школе в составе: уровня 1 (метауровня); уровня 2 (целевого); уровня 3 (содержательного); уровня 4 (процессуального). Также выявлены метапонятия информатики (brainware, hardware, software), образующие оптимальную структуру главных тематических профилей для этих уровней.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: