Концептуальная модель для извлечения результатов обучения из избыточного содержания образования

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБРАЗОВАНИИ

УДК 004.9

КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ ИЗ ИЗБЫТОЧНОГО СОДЕРЖАНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

В.Н. Васильев, Л.С. Лисицына, А.А. Шехонин

Предложена концептуальная модель для двухэтапного извлечения результатов обучения (РО) и их компетенций из избыточного содержания образования. Описана базовая методика для построения моделей иерархии РО и образовательного процесса на их основе. Рассмотрены эффективные приемы для применения базовой методики, позволяющие уточнять деятельность в компетенциях на основе макротраекторий между РО и проводить поэтапное формирование элементарных (неделимых) РО. Показана связь предложенных моделей со структурой и планом реализации модульных образовательных программ.

Ключевые слова: концептуальная модель, результаты обучения, компетенции, образовательные траектории.

Введение

Преподаватели вузов приступают к разработке новых образовательных программ по подготовке бакалавров, магистров и специалистов в соответствии с Федеральными государственными образовательными стандартами (ФГОС) нового поколения. В основе разработки - принципиально новый компетент-ностный подход к образованию, который должен переориентировать образовательный процесс с возможностей и желаний преподавателей на ожидания студентов и их потенциальных работодателей - ожидания того, что будет знать и уметь делать на практике выпускник университета из сферы своей профессиональной деятельности. Применение компетентностного подхода к образованию базируется на понятиях результата обучения (РО) и компетенции, которые призваны стать новым языком описания целепо-лагания образовательных программ - языком, понятным и прозрачным для всех и, прежде всего, для обучающихся. В этой связи такое образование получило название студентоцентрированного. Оно предполагает активное включение студентов в выбор образовательных траекторий обучения, что требует от разработчиков образовательных программ не только владения языком РО и компетенций, но и умения формулировать РО и оперативно управлять проектированием различных вариативных траекторий обучения на их основе.

Данная статья является обобщением научно-методической работы авторов [1-4] с целью познакомить читателей с подходом к проектированию модульных компетентностно-ориентированных образовательных программ. Главным звеном подхода является концептуальная модель для извлечения из избыточного содержания образования РО, для идентификации которых используются компетенции выпускника. Следует заметить, что данный подход хорошо формализован и может быть использован для автоматизации управления процессами сбора, систематизации и накопления РО, а также для моделирования образовательного процесса в условиях динамически изменяющихся требований со стороны работодателей к знаниям, умениям, навыкам (ЗУН) и компетенциям выпускника, что является основным принципом ФГОС к разработке новых образовательных программ.

Требования к разработчикам РО

Разработчик РО обязан, прежде всего, хорошо владеть содержанием образования в предметной области обучения, понимать тенденции его развития. Это - необходимое, но не достаточное условие успешности его работы. Разработчик РО должен владеть методикой сбора, систематизации и обновления формулировок основных идентификаторов РО - компетенций.

Среди разработчиков РО можно выделить две группы. В первую группу входят разработчики ком-петентностных моделей выпускников (КМВ). Сюда относятся ведущие преподаватели выпускающих кафедр, которые в сотрудничестве с потенциальными работодателями выпускников, занимающих приоритетное положение на рынке труда, разрабатывают универсальные (общекультурные) и профессиональные компетенции, которые должны быть сформированы на высоком профессиональном уровне у выпускников вуза. Для них должен быть характерен высокий профессионализм в сфере профессиональной деятельности выпускников. Ко второй группе относятся разработчики РО в предметных областях базовой подготовки выпускников различных направлений подготовки из числа высококвалифицированных преподавателей математики, физики, информатики и т.п. Характерной особенностью таких разработчиков РО является их способность извлекать вариативные РО и управлять образовательными траек-

10

ториями обучения студентов в соответствии с их уровнем образования, профилем подготовки и характеристиками учебной нагрузки.

Разработчики РО обеих групп должны взаимодействовать между собой с целью проектирования и разработки компетентностно-ориентированных образовательных программ по подготовке выпускников. Языком взаимодействия и сотрудничества выступают при этом РО и компетенции выпускника. Компетенции из КМВ определяют направленность формирования РО в предметных областях базовой подготовки выпускников, а РО базовой подготовки, в свою очередь, служат основой для формирования компетенций КМВ.

Для разработки концептуальной модели чрезвычайно важно понимание свойств компетенций выпускника вуза. Прежде всего, следует иметь в виду, что компетенции нельзя навязать, невозможно сформировать извне в обход целей, намерений, интересов самого человека. Это позволяет говорить о важности личностной - мотивационно-поведенческой основы, наряду с когнитивной и деятельностной составляющими компетенции. С учетом сказанного становится понятным, что компетенции могут быть сформированы и оценены только в соответствующей образовательной среде, обеспечивающей активные технологии обучения, преподавания и оценивания с опорой на самостоятельную работу обучающегося.

Отметим далее наиболее важные и существенные свойства компетенций.

1. Двойственность компетенций. Компетенция является основным идентификатором РО, а РО являются языком для их формулировки. В этом и состоит диалектическая связь РО и их компетенций.

2. Многослойность компетенций. Процесс извлечения неразрывно связан с детализацией (уточнением) основных идентификаторов РО - компетенций. В процессе извлечения происходит декомпозиция РО вплоть до элементарных (неделимых) РО, а реализация образовательных программ должна быть направлена на синтез (соединение) таких РО в соответствии с полученной иерархией РО [2]. Иерархия РО определяет и иерархию компетенций (рисунок): ЗУНы элементарных РО при соединении позволяют сформировать соответствующую компетенцию, которая, в свою очередь, соединяясь с другими ЗУНами, формирует другие компетенции выпускника.

3. Динамичность компетенций. Эволюция любой компетенции базируется на динамической совокупности ЗУН. Изменение ЗУН связано с двумя факторами. Первый фактор определяется постоянным развитием предметной области обучения, например, предметная область для подготовки 1Т-специалистов изменяется ежегодно. Второй фактор определяется изменением требований рынка труда к выпускникам данного профиля, что, в свою очередь, приводит к необходимости ежегодной актуализации их КМВ. Новый пакет компетенций КМВ во многом определяет направленность подготовки выпускников, в том числе на базовом этапе.

4. Формирование компетенций по спирали. Процесс формирования компетенций носит спиралевидный характер. Их формирование на каждом этапе эволюции происходит с учетом актуальной совокупно-

Основные свойства компетенций

сти ЗУН.

з

Рисунок. Процесс формирования компетенций

Методика извлечения РО из избыточного содержания образования

Для сбора, систематизации и накопления формулировок компетенций используется методика поэтапной детализации компетенций [2, 4], в ходе которой поочередно уточняются объекты и виды деятельности, а также характеристики содержания для их освоения (подходы, способы, методы, приемы для их формирования и т.п.). Целью детализации является получение формулировок компетенций, идентифицирующих элементарные (неделимые) РО, дальнейшая детализация которых приводит к потере смысла РО. В процессе детализации могут быть получены следующие три вида формулировок [4]:

- компетенции выпускника, понятные и прозрачные всем, в том числе и самому обучаемому, для идентификации видов и объектов деятельности в задачах подготовки выпускника; такие компетенции используются для идентификации РО более высокого уровня, чем элементарные;

- содержательные компетенции выпускника, понятные и прозрачные преподавателям и специалистам данной сферы профессиональной деятельности, для отбора содержания образования, используемого для формирования компетенции; такие компетенции используются для идентификации вариативных элементарных РО;

- компетенции, устанавливающие требования к ЗУН выпускника, понятные и прозрачные преподавателям и специалистам данной предметной области обучения; такие компетенции отдельно не идентифицируют РО, но в совокупности определяют требования для отбора содержания, необходимого и достаточного для формирования соответствующего элементарного РО.

Компетенция выпускника, определяющая отдельную задачу по его подготовки, имеет вид

КОМПЕТЕНЦИЯ: = <деятельность> <объект деятельности>.

Понятие <деятельность> задается глагольной группой (разрабатывать, применять в организации производства и т.п.) в соответствии с видами деятельности, а <объект деятельности> - именной (базы данных, корпоративные информационные системы и т.п.).

Для систематизации и накопления компетенций выпускника следует чередовать уточнение видов и объектов деятельности, исходя из некоторой исходной формулировки компетенции выпускника. Детализацию следует проводить до тех пор, пока не будет наблюдаться переход с того, какой результат будет достигнут в процессе подготовки, на то, каким образом его можно достичь. В общем случае структура записи каждой 1-й компетенции выпускника после ее однократной детализации выглядит следующим образом:

^деятельность

(<деятельность (/,1)> + ^деятельность (/, 2)> + ... ) <объект деятельности (/)>.

Содержательные компетенции выпускника служат выражением мнения о том, каким образом (способом) следует решать поставленную задачу подготовки, чтобы достичь запланированные РО. Формулировки содержательных компетенций могут быть вариативными. В этом случае каждый вариант содержательной компетенции будет идентифицировать свой элементарный РО, отличающийся от других альтернативных РО только способом его формирования. Структура записи содержательных компетенций имеет следующий вид:

СОДЕРЖАТЕЛЬНАЯ КОМПЕТЕНЦИЯ: = <деятельность>

<объект деятельности> <способ формированиям

Здесь <деятельность> - глагольная группа, выбранная из перечня соответствующего вида профессиональной деятельности; <объект деятельности> - объект, на который направлена данная профессиональная деятельность; <способ формирования> характеризует содержание образования, на основе которого будет сформирована эта компетенция. Наличие вариативных элементарных РО характеризует образовательный потенциал разработчиков и повышает их конкурентоспособность на рынке образовательных услуг.

Детализация компетенции каждого элементарного РО приводит к формулировкам компетенций, определяющих требования к ЗУН, которые являются необходимыми и достаточными для формирования данной компетенции у обучаемого. Формулировки требований должны быть сделаны в формате компетенций (1)-(3). Перечень требований к ЗУН является своеобразным фильтром для отбора компетентно-стно-ориентированного содержания модульных образовательных программ. Рассмотрим далее несколько эффективных приемов по использованию данной методики.

Установление макротраекторий между РО

Образовательная траектория в образовательном пространстве, структурированном на основе РО и их компетенции, представляет собой упорядоченный набор элементарных РО, формирование которых обеспечивает целостный образовательный процесс по подготовке выпускников. Образовательные траек-

тории строятся по модели образовательного процесса в виде план-графа [2], в котором каждое состояние моделирует элементарный РО, а ориентированные гипердуги - причинно-следственные связи между ними. Требования к подготовке выпускников устанавливаются КМВ и определяют перечень целевых состояний, а уже сформированные к настоящему моменту РО - перечень начальных состояний образовательного процесса. Образовательная траектория является результатом композиции минимальных путей в план-графе, ведущих из начальных к целевым состояниям образовательного процесса [2].

При извлечении РО из избыточного содержания образования детализация деятельности выпускника (2) может быть установлена с помощью макротраеторий между РО. Макротраектория - это причинно-следственная связь между совокупными РО из различных предметных областей обучения. Макротраектория является основным средством организации сотрудничества между разработчиками РО обеих групп. Понятие <деятельность> в формулировке компетенции (1) на основе макротраекторий выглядит следующим образом:

<деятельность>: = <глагольная группа> [для (КОМПЕТЕНЦИЯ_11, КОМПЕТЕНЦИЯ_12, ...]

[на основе

Здесь <глагольная группа> - из формулировки данной компетенции (1); группа (КОМПЕТЕНЦИЯ_11, КОМПЕТЕНЦИЯ_12, ...) является необязательной частью формулировки и описывается компетенциями, формирование которых следует за освоением данной компетенции; группа (КОМПЕТЕНЦИЯ_21, КОМПЕТЕНЦИЯ_22, ...) является необязательной частью формулировки и описывается компетенциями, формирование которых предшествует освоению данной компетенции.

Проиллюстрируем использование макротраекторий на примере детализации компетенции по формированию способности применять информационные технологии (ИТ); эта компетенция встречается практически во всех КМВ. Для уточнения деятельности (3) могут быть использованы следующие формулировки:

- применять для подготовки отчетных материалов (рефератов, эссе, отчетов по курсовым работам, отчетов по научно-исследовательской работе, выпускных квалификационных работ);

- применять для разработки простейших цифровых ресурсов (изображений, фотогалерей для Web, сайтов, интерактивных иллюстрационных материалов, тестов) [4];

- применять для разработки сложных цифровых ресурсов (трехмерных статических и динамических объектов, видеороликов, виртуальных лабораторий) и т.п.

Установление уровней формирования РО

Процесс формирования элементарных РО можно дозировать, разбивая его на этапы. Для этого можно использовать дескриптор уровней формирования элементарных РО в данной предметной области обучения. Дескриптор устанавливает количество уровней (этапов) формирования РО и описывает общие требования к ЗУН для каждого уровня. Это позволит в дальнейшем управлять разработкой образовательных траекторий, включая туда только то, что необходимо и достаточно для формирования компетенций выпускника из КМВ. Например, дескриптор уровней формирования способности применять ИТ для разработки ЦР [4] описывает требования к ЗУН на трех уровнях: начальный (вводный), базовый и углубленный.

При построении план-графа [2] вершина, моделирующая такой элементарный РО, расщепляется на множество линейно упорядоченных вершин, а ее прообразы делятся между вершинами полученного множества на основе причинно-следственных связей с вершинами истока гиперребра, ведущего к расщепляемой вершине.

Модель иерархии РО и ее связь со структурой модульной образовательной программы

Модель иерархии РО [2], построенная в ходе детализации компетенций, во многом определяет структуру модульных образовательных программ и их частей (модульных дисциплин, образовательных модулей и их тем). Каждая тема образовательного модуля является неделимой частью образовательной программы и должна соответствовать одному элементарному РО или его части, если при разработке РО используются уровни для формирования РО. Компетенции, определяющие требования к ЗУН для формирования данного элементарного РО, являются фильтром для отбора компетентностно-

ориентированного содержания темы. Вариативные элементарные РО определяют вариативные темы программы. Образовательный модуль дисциплины соответствует одному или нескольким вариативным РО более высокого уровня, чем элементарный РО, а модульная дисциплина - совокупному РО соответствующей предметной области обучения.

План-граф и его связь с планом реализации модульной образовательной программы

Для реализации модульной образовательной программы разработка учебного плана строится на основе его модели - минимального модульного плана (ММП) [2, 4]. ММП является результатом построения по план-графу образовательной траектории для реализации КМВ. Образовательная траектория представляет собой подгиперграф, полученный на основе композиции минимальных путей, ведущих в плане-графе к целевым элементарным РО, установленным по КМВ [2, 4].

Заключение

Изложенная в статье концептуальная модель служит для извлечения РО и их компетенций из избыточного содержания образования для построения модульных компетентностно-ориентированных образовательных программ по подготовке выпускников вуза. Извлечение РО и компетенций проводится в два этапа. На первом этапе производится структурирование образовательного пространства. Результатом первого этапа являются модели иерархии РО и образовательного процесса в виде план-графа. Полученные модели могут оказаться избыточными с точки зрения установленных характеристик учебной нагрузки для реализации модульных образовательных программ по подготовке выпускников. Поэтому на втором этапе необходимо строить образовательные траектории, содержащие необходимый и достаточный перечень РО для реализации КМВ. Полученный на втором этапе ММП является моделью образовательного процесса по подготовке выпускников вуза конкретного профиля и уровня образования.

Литература

1. Васильев В.Н., Лисицына Л.С. Концепция сетевой информационно-образовательной технологии для разработки результатов образования // Науч.-техн. вестн. СПбГУ ИТМО. - 2005. - Вып. 23. Высокие технологии в оптических и информационных системах. - С. 149-156.

2. Лисицына Л.С. Теория и практика компетентностного обучения и аттестаций на основе сетевых информационных систем. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2006. - 147 с. (см. электронную версию книги http://ito-center.ifmo.ru/publication.html).

3. Шехонин А.А., Тарлыков В.А., Мусалимов В.М. Проектирование компетентностно-ориентированного содержания подготовки на модульном уровне образовательных программ // Меж-вуз. науч.-метод. конф. «Проблемы разработки учебно-методического обеспечения перехода на двухуровневую систему в инженерном образовании». - М.: Издат. дом МИСиС, 2008. - С. 184-191.

4. Лисицына Л.С. Методология проектирования модульных компетентностно-ориентированных образовательных программ. Методическое пособие. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. - 50 с.

Васильев Владимир Николаевич - Санкт-Петербургский государственный университет информацион-

ных технологий, механики и оптики, доктор технических наук, профессор, ректор, rector@mail.ifmo.ru Лисицына Любовь Сергеевна - Санкт-Петербургский государственный университет информацион-

ных технологий, механики и оптики, доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой, lisizina@mail.ifmo.ru Шехонин Александр Александрович - Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, канидат технических наук, профессор, проректор, shehonin@aco.ifmo.ru