Оптимизационное моделирование образовательного процесса в вузе

УДК 37.01

ОПТИМИЗАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО

ПРОЦЕССА В ВУЗЕ

Д.А. Погонышева

Оптимизационное моделирование профессиональной подготовки студентов с учетом образовательных ресурсов вуза обеспечивает формирование конкурентоспособных специалистов, владеющих ключевыми компетенциями.

Ключевые слова. Профессиональная подготовка. Моделирование. Оптимизация. Оптимизационное моделирование

В теории и методике профессионального образования все более утверждается концептуальный подход, который ориентирован на подготовку мобильного конкурентоспособного специалиста, обладающего высокой готовностью к саморазвитию, самоактуализации, способного к творческому решению профессиональных задач, отвечающего требованиям современного рынка труда. Потребность в модернизации профессионального образования обусловила необходимость поиска новых моделей подготовки компетентных, мобильных специалистов, обладающих инновационным креативным мышлением.

Согласно теории Г.П. Щедровицкого, решение существующей проблемы находится в плоскости педагогического проектирования, позволяющего приспосабливать образовательную среду к социальным условиям жизни, осуществлять ее преобразования в соответствии с целями субъектов образовательного процесса. Проектирование социально-педагогических систем включает совокупность этапов: анализ педагогической проблемы и формулировка цели исследования; обоснование методологических подходов, используемых для исследования возникшей проблемы; разработка концептуальной модели объекта образовательной среды; обоснование путей достижения целей; разработка системы критериев и показателей эффективности педагогического эксперимента и методики ее выявления; разработка и реализация оптимального педагогического проекта; анализ результатов педагогического эксперимента.

Моделирование представляет собой ключевую технологию системного анализа при исследовании многоэлементных и полиструктурных динамических систем, функционирование которых происходит под воздействием огромного количества управляемых и неуправляемых внутренних и внешних факторов.

В процессе моделирования образовательных систем во внимание принимаются лишь наиболее существенные свойства и закономерности взаимодействия исследуемых процессов, благодаря чему появляется возможность обоснования перспективы их развития, осуществления прогнозных и управленческих функций.

Под социально-педагогическим моделированием мы понимаем отражение ведущих характеристик преобразуемой системы (оригинала) в специально сконструированном объекте-аналоге (модели), который в чем-то проще оригинала и позволяет выявить то, что в оригинале скрыто, неочевидно в силу его сложности и завуалированности сущности многообразием явлений. Эвристическая функция модели проявляется в том, что исследователь, выявив существенные факторы и закономерности, тенденции развития социально-педагогической системы, в дальнейшем формирует условия для ее развития. Технологии моделирования социально-педагогических систем присущи методологические и прогностические аспекты [2]. Задача моделирования образовательных систем состоит в обосновании ресурсов ее саморазвития и самосовершенствования, которые обеспечивают разрешение возникающих проблем.

Исследования Л.Б. Ительсона показывают, что применение математических методов исследования в педагогике имеет своей конечной целью продвижение их на более высокие этапы познания количественных и структурных характеристик изучаемых качественных отношений. Главные трудности применения моделирования состоят в том, что существуют переменные, характеризующие психолого-педагогические процессы: непосредственно ненаблюдаемые, неизмеримые (величины, описывающие внутренние свойства явлений и процессов); наблюдаемые, но непосредственно неизмеримые (степень трудности учебного материала и др.).

В нашем исследовании одним из ключевых служит понятие оптимизации. Методологической основой для разработки теории выбора оптимальных педагогических решений является системный подход. Лишь в том случае, когда при принятии решения учитываются все закономерные связи между компонентами системы, можно ожидать, что будет избран оптимальный вариант. Разработку идеи оптимизации как по отдельным компонентам учебного процесса, так и в целом по учебно-воспитательному процессу осуществляли С.И. Архангельский, Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, В.В. Давыдов, Л.В. Занков, Т.А. Ильина, М.И. Махмутов, И.Т. Огородников, М.М. Поташник, Н.Ф. Талызина и др.

Под оптимизацией педагогического процесса Бабанский Ю.К. понимает научно обоснованный выбор и осуществление наилучшего для данных условий варианта задач, содержания, форм и методов обучения и воспитания с точки зрения определенных критериев [1]. В педагогике идеи оптимизации прежде всего связаны с оптимизацией процесса обучения. В классической дидактике термин «оптимальный» означает «наилучший для данных условий с точки зрения определенных критериев». Оптимальный - это не наилучший вообще, то есть идеальный процесс обучения. Оптимальный - это наилучший для существующих условий.

Согласно исследованиям Ю.К. Бабанского, понятия «оптимальный процесс» и «оптимизация учебного процесса» различны. Процесс оптимизации опирается на психологическое обоснование выбора оптимальных решений. Оптимизация с психологической точки зрения представляет собой интеллектуально-волевой акт принятия и осуществления наиболее рационального решения определенной задачи. От исходной позиции до принятия решения осуществляются операции: продумывание нескольких возможных вариантов решения поставленной задачи; осознание необходимости выбора из них оптимального для данных условий; ознакомление с данными о сравнительной эффективности возможных способов решения подобных задач; сокращение числа возможных вариантов до двух наиболее возможных; сравнение их эффективности и ожидаемых затрат времени; выбор одного варианта, наиболее соответствующего критерия оптимизации.

Давая оценку толкования понятия «оптимизация учебного процесса» другими авторами, Ю.К. Бабанский отмечает, что общим у них является «определение оптимизации процесса обучения как такового управления, которое организуется на основе всестороннего учета закономерностей, принципов обучения, современных форм и методов обучения, а также особенностей данной системы, ее внутренних и внешних условий с целью достижения наиболее эффективного (в пределах оптимального) функционирования процесса с точки зрения заданных критериев». Помимо критериев оптимальности: достижение таких результатов обучения, которые соответствуют поставленным целям и реальным учебным возможностям всех обучаемых; соблюдение нормативов затрат времени преподавателей и обучаемых на аудиторную и самостоятельную работу, исследователь рассматривает критерии и признаки оптимизации, которые являются составными частями соответствующих критериев оптимальности.

С.И. Архангельский показал, что оптимизация учебного процесса представляет собой существенный фактор, определяющий содержание и круг задач научной организации процесса обучения. И.Т. Огородников установил, что одним из ключевых аспектов оптимизации процесса обучения служит выявление оптимальных сочетаний различных методов обучения. В.И. Гинецианский предложил определение оптимизации учебного процесса как управления, организуемого на основе всестороннего учета закономерностей, принципов обучения, форм и методов обучения, а также особенностей конкретной педагогической системы, ее внутренней и внешней среды, с целью эффективного функционирования процесса с учетом определенных критериев оптимальности.

Ю.К. Бабанский обосновал систему способов оптимизации ведущих компонентов педагогического процесса, включающих: выбор наиболее рационального для данного учебного занятия комплекса задач образования учащихся; конкретизация образовательных задач с учетом индивидуальных особенностей обучающихся; подбор необходимого содержания, выделение в содержании главного, существенного; выбор из ряда возможных вариантов подходящих методов, форм и средств обучения; корректировка педагогического процесса, когда по ходу его обнаруживаются затруднения в решении тех или иных задач; анализ результатов и затрат времени педагога и учащихся с точки зрения определенных критериев оптимальности.

Цели и задачи профессиональной подготовки студентов представлены в государственных образовательных стандартах высшего профессионального образования, квалификационных требованиях специальностей, отражены в профессиограммах и психограммах. В силу этого, на уровне каждого отдельного вуза необходимо решать проблему оптимизации содержания образования, включающего федеральный и региональный компоненты, определения оптимального

сочетания форм, методов и средств педагогического процесса и др. Следует учитывать, что методы и формы организации обучения взаимосвязаны: методы реализуются в формах, формы обеспечивают организацию методов.

Эффективность образовательного процесса может быть выражена с помощью количественных и качественных показателей. Педагоги-исследователи считают, что если оценка результативности образовательного процесса может быть выражена количественными показателями, то его эффективность вправе рассматривать как результативность. Использование качественных характеристик не позволяет отождествлять результативность образовательного процесса с его эффективностью.

В научных публикация представлены различные критерии оптимальности профессиональной подготовки студентов: качество решения учебно-профессиональных задач; расход времени и усилия преподавателей и обучающихся, затрачиваемые на решения задач; объем, системность, осмысленность, прочность, действенность знаний; объем учебной работы, ее трудоемкость при заданном уровне усвоения; фонд учебного времени, интенсивность и напряженность учебной работы; ритмичность.

В работах отечественных и зарубежных ученых раскрыты структура, содержание, ведущие компоненты общего образования, критерии отбора учебной информации, структура учебных и рабочих планов и программ (Ю.К. Бабанский, В.В. Давыдов, В.В. Краевский, B.C. Леднев, A.B. Хуторской, Б. Блум,

Дж. Дьюи, Р. Мейджер и др.). Применительно к профессиональному образованию проблема отбора содержания исследована А.П. Беляевой, Е.П. Белозерцевым, Е.И. Исаевым, В.А. Сластениным и др. Исследователи установили общие требования к содержанию образования: ориентация на обеспечение самоопределения личности, создание условий для ее самореализации; развитие общества, государства; формирование у обучающихся высокого уровня общей и профессиональной культуры, адекватной картины мира, способности работать в различных профессиональных сообществах; получение выпускником профессии соответствующей квалификации; содействие взаимопониманию и сотрудничеству между людьми и др.[3].

Содержание обучения представляет собой информационную модель профессиональной деятельности специалиста. В связи с этим учебная информация, содержащаяся в учебном модуле, должна отвечать следующим принципам оптимальности: принцип минимизации (исключение всего лишнего); принцип освоения методики самообучения; принцип отражения объективно существующих связей; принцип историзма (отражение развития исследуемого феномена); принцип логичности (отражение причинно-следственных связей); принцип подчиненности (отражение иерархической структуры информации); принцип соответствия учебной информации характеру профессиональной деятельности; принцип соответствия учебной информации закономерностям когнитивной деятельности обучающихся.

Процедура проектирования содержания учебной дисциплины включает следующие этапы: выявление теоретических представлений о знании на основе определения ее дескриптивного и нормативного характера; определение номенклатуры и логики изучения дисциплины, включенной в учебный план специальности; отбор содержания учебного материала курса (инвариант+вариант) путем составления тезауруса дисциплины с привлечением преподавателей к формированию вариативного компонента; разработка научно-методического обеспечения дисциплины и учебно-методической поддержки образовательного процесса; проведение мониторинга для комплексной оценки качества подготовки студентов. Системный подход к проектированию содержания дисциплины требует выделения его ведущих компонентов: основные термины и понятия, без которых невозможно усвоить ни одно положение науки; научные факты, без знания которые сложно понять законы науки; основные законы, положения, принципы, раскрывающие сущность исследуемых явлений, объективные связи между ними; теории, содержащие систему научных знаний, используемые методы исследования; знания об объекте и предмете данной науки, методах познания.

В основе оптимального функционирования образовательного процесса лежит оптимальное сочетание таких форм, методов и средств обучения, которые образуют варианты, способные обеспечить наивысшую результативность учебного процесса по принятым критериям; содействие каждому обучающемуся в его личностном и профессиональном развитии. Выбор методов обучения в профессиональной подготовке студентов зависит от многих факторов. Прежде всего он определяется общими задачами современного профессионального образования, содержанием учебного материала, характером решаемой дидактической задачи.

Бабанский Ю.К. выделяет несколько уровней принятия решения преподавателем при выборе методов обучения. На уровне стереотипного решения педагог неизменно отдает предпочтение определенному стереотипу применения методов обучения независимо от специфики образовательных задач, содержания, особенностей обучающихся. Реализация метода проб и ошибок также приводит к необоснованному в научном плане сочетанию методов обучения. И только оптимизированное решение обеспечивает научно обоснованный выбор наиболее рациональных методов для данных условий с точки зрения определенных критериев. Таким образом, выбор методов обучения определяется: закономерностями и вытекающими из них принципами обучения; целями и задачами обучения вообще и данного этапа в частности; содержанием и методами данной науки, дисциплины, темы; учебными возможностями учащихся; особенностями образовательной среды: уровнем педагогического мастерства преподавателя. Помимо этого перед преподавателем вуза встает задача выбора форм организации контроля, разработки процедур контроля, обоснование способов индивидуальной коррекции учебной деятельности студентов. Большинство из этих аспектов в общей педагогике хорошо исследовано (B.C. Аванесов, С.И. Архангельский, Ю.К. Бабанский, В.П. Беспалько, A.A. Вербицкий, И.П. Подласый и др.).

Креативная парадигма профессионального образования, развиваемая В.А. Сластениным, обращает внимание исследователей на высокую ценность, уникальность творческой личности специалиста. Личность образует собой самоорганизующийся субъект, способный к преобразующей инновационно - интеллектуальной деятельности в процессе своего профессионального становления. Перспективным направлением оптимизации высшего профессионального образования является разработка модели специалиста (Э.Ф. Зеер, Е.А. Климов, Л.Г. Семушина, В.А. Сластенин, Н.Ф. Талызина, Ю.Г. Татур и др.). В научных публикациях существуют понятия «модель личности специалиста», «модель деятельности специалиста», «модель подготовки специалиста», «эталон специалиста», «модель профиля специалиста», «образец специалиста», профессиограмма, психограмма.

Моделирование профессиональной деятельности в учебном процессе - это такое ее отражение в содержании обучения и в реальной учебной деятельности студентов, которое дает студентам правильное и полное представление о целостной профессиональной деятельности от целеполагания до самоанализа процесса и результатов деятельности и позволяет им в процессе обучения овладеть способами и действиями, операциями профессиональной деятельности настолько полно, что обеспечивает безболезненный переход к реальному выполнению своих трудовых обязанностей (профессиональных функций) [4].

Моделирование требует системного рассмотрения профессиональной деятельности, к которой готовят студентов (модель деятельности), и содержания образования и обучения (модель подготовки). Из-за большого объема и многогранности того и другого объекта приходится представлять их в виде моделей, отражающих наиболее существенные черты деятельности и подготовки. Практически в качестве таких моделей выступают, с одной стороны, квалификационные характеристики (требования к умениям, знаниям и личностным качествам специалистов), с другой - учебные планы и учебные программы (содержание учебной информации и комплекс учебных задач, обеспечивающих формирование системы знаний, умений, способствующих выработки профессионально значимых личностных качеств).

Однако моделирование профессиональной деятельности в учебном процессе в отличие от процесса разработки содержания образования выступает как специфическая технология обучения, суть ее состоит в том, что студенты воспроизводят профессиональную деятельность в процессе обучения в специально созданных условиях, когда эта деятельность носит условно профессиональный характер, а при выполнении действий отражаются лишь наиболее существенные ее черты. A.A. Вербицкий называет эту деятельность «квазипрофессиональной», являющейся переходной от учебной к профессиональной; студенты выполняют собственно не профессиональную деятельность, а имитируют ее.

Как правило, для практического обучения выделяются частные умения, не отражающие целостную профессиональную деятельность, в основе которой лежит целеполагание, а сами частные умения весьма разрозненны и в совокупности не охватывают все стороны деятельности специалиста. Отсутствие в процессе обучения логических и практических взаимосвязей между приобретенными умениями не позволяет студентам эффективно использовать их в процессе труда. Такое положение заставляет педагогов искать формы и методы обучения, направленные на практическое ознакомление с целостной профессиональной деятельностью и приобретение студентами не только элементарных, но и сложных (комплексных профессиональных умений, а

также на формирование профессионально значимых качеств личности и ценностно-мотивационной ориентации в процессе обучения.

Необходимость построения модели профессиональной деятельности диктуется рядом обстоятельств. Такая модель дает студентам представление о целостном содержании профессиональной деятельности, ее внутренней структуре, взаимосвязи и взаимозависимости ее элементов. Разработка модели позволяет объединить информацию об отдельных сторонах профессиональной деятельности, рассредоточенную в курсах учебных дисциплин, и уже тем самым создает возможности для систематизации, исключения дублирования, выявление недостающих элементов, вычленение всех составляющих элементов деятельности, восстановление их полного состава, во-вторых, определение значимости этих составляющих для нормального протекания процесса, в третьих, установление взаимосвязей между ними, характеризующие структуру целостной деятельности. При разработке модели необходимо предусмотреть ее динамику и личный характер: овладение деятельностью происходит в процессе, развернутом во времени, определяемом длительностью учебного процесса и закономерностями его протекания.

Студент осваивает новую для него деятельность от простых элементов к более сложным и, наконец, переходит к овладению полностью той или иной профессиональной деятельностью. Для разработчиков модели это движение имеет обратное направление - от целостной деятельности к составным ее частям и, наконец, к элементам, причем нельзя утратить те взаимосвязи, которые обеспечивают целостность. Именно в этом при моделировании профессиональной деятельности в учебном процессе проявляются дидактические принципы систематичности, последовательности и доступности в обучении. Следует учитывать также, что последовательность реализации моделей должна соответствовать как логике обучения, так и закономерностям профессионального становления студентов.

Материальным выражением модели профессиональной деятельности являются состав, содержание и последовательность предъявления студентам учебно-производственных задач, которые в комплексе охватывают все основные действия, входящие в профессиональную деятельность (типовые профессиональные задачи). Для моделирования профессиональной деятельности в учебном процессе разработчики пользуются двумя терминами: «типовая профессиональная задача» и «учебно-производственная задача».

Учебно-производственная задача разрабатывается на основе типовой профессиональной задачи, но имеет другую цель. Если решение профессиональной задачи -это действие, направленное на выполнение конкретной производственной цели в заданных условиях, то решение учебно-производственной задачи направлено собственно на достижение производственной цели, а не на овладение способом ее достижения. Основное отличие учебной задачи от всяких других задач заключается в том, что ее цель и результат состоят в изменении самого действующего субъекта, а не в изменении предметов, с которыми действует субъект. Таким образом, учебно-производственная задача, как и конкретная производственная (профессиональная) задача, имеет определенные параметры - условия, в которых протекает деятельность.

Типовая профессиональная задача достаточно обобщена, она представляет собой формулировку цели без указания условий. Типовыми профессиональными задачами выступают функции специалиста. Сам процесс моделирования операционально-практического компонента профессиональной деятельности в учебном процессе включал в себя: во-первых, выявление типовых профессиональных задач, которые предстоит решать специалисту при выполнении трудовых обязанностей; во-вторых, разработку на их основе учебно-производственных задач, в комплексе охватывающих всю профессиональную деятельность; в-третьих, определение места задач в содержании обучения; в-четвертых, выбор форм и методов обучения, наиболее отвечающих каждой задаче.

Имитация студентами профессиональной деятельности в ходе решения учебно-производственных задач обеспечивает овладение необходимыми профессиональными умениями и навыками. Учебно-производственные задачи являются аналогом (прообразом) тех реальных задач, с которыми студентам придется встретиться на производстве. Комплекс задач и заданий и представляет собой модель операционально-практического компонента профессиональной деятельности.

Методика разработки моделей профессиональной деятельности включат следующие этапы: разработка модели профессиональной деятельности специалиста; оценка значимости и сложности выявленных типовых задач; разработка на основе типовых профессиональных задач соответствующих учебно-производственных; определение места конкретных разработанных учебно-производственных задач в образовательном процессе; разработка вариантов данных для учебно-

производственных задач. Суть методики сводится к выявлению типовых профессиональных задач, трансформации их в учебно-производственные задачи, определению места этих задач в контексте содержания обучения, выбору форм и методов обучения, наиболее соответствующих конкретному содержанию.

Основными принципами моделирования профессиональной деятельности в образовательном процессе являются следующие: полнота разработанной модели ; связь с теоретическим учебным материалом; обобщенность задач; типизация задач и учет возможности переноса умений из одной профессиональной деятельности в другую; учет типичных затруднений и ошибок специалистов в процессе профессиональной деятельности; выбор целесообразных форм, методов и приемов обучения для решения учебно-производственных задач.

Ориентирами оптимизации образовательного процесса в вузе служат модель профессиональной деятельности и модель личности специалиста. Модель деятельности специалиста представляет собой комплексную характеристику субъекта этой деятельности, функционирующего в различных средах, содержащих управляемые объекты и процессы. Педагоги рассматривают модель деятельности как идеал, эталон сформированное™ личностных и профессиональных качеств выпускника.

В.Д. Шадриков отмечает, что модель специалиста служит описанием того, к выполнению каких функций должен быть подготовлен специалист, какими качествами должен обладать; построенные модели позволяют отличать одного специалиста от другого, а также уровни их подготовки.

H.Ф. Талызина выделяет в модели специалиста следующие виды деятельности : обусловленные особенностями личности специалиста; отражающие требования общекультурного характера; содержащие требования профессии, специальности). Кроме того в состав модели специалиста исследователи включают общечеловеческие умения (учиться, трудиться, управлять, владеть, использовать и др.), общепрофессиональные (социальные, технологические, проектные и др.) и специальные умения, личностные качества. В процессе проектирования модели специалиста выделяют профессионально-деятельностную (цели, объекты, задачи профессиональной деятельности; модель деятельности; образовательно-ориентированная профессиограмма) и образовательно-ориентированную (цели подготовки специалистов в вузе; модель подготовки специалиста; модель готовности выпускников к профессиональной деятельности) подсистемы. В свернутом виде обе модели представлены в государственном стандарте.

Оптимизационная модель специалиста включает интегративные социальные и профессиональные характеристики, адекватные общественно-политическим и социально-экономическим условиям. Оптимизационная модель учебно-профессиональной деятельности специалиста содержит следующие компоненты: содержательный (отбор оптимального содержания профессиональной подготовки), технологический (отбор оптимального сочетания форм, методов, средств), операциональный (моделирование субъектами образовательного процесса цели, задач учебного занятия, рефлексии).

Опираясь на подходы В.А. Сластенина к проектированию технологии профессиональной подготовки студентов, алгоритм разработки оптимизационной модели формирования ключевых компетенций выпускника включает постановку целей; анализ профессиональной деятельности специалиста и разработку ее модели; обоснование содержания образования на каждой его ступени (курс, дисциплина); проектирование модели межпредметной координации; разработку оптимизационной модели подготовки будущего специалиста (учебный план, программы); выбор оптимального сочетания форм, методов и средств; разработку учебных материалов, нацеленных на решение развивающих профессиональных задач; обоснование критериев эффективности образовательного процесса ; разработка материалов для контроля качества подготовки и анализа результативности педагогического процесса.

Optimization modeling training of students in the light of education resources the university provides the formation of competitive specialists key competencies.

The key words: professional training; modeling; optimization; optimization modeling.

Список литературы

I. Бабанский Ю.К. Оптимизация учебно-воспитательного процесса. М.: Просвещение, 1982.

192 с.

2. Загвязинский В.И. Моделирование в структуре социально-педагогического проектирования/ Моделирование социально-педагогических систем.-Пермь: Изд-во Пермского ГПУ, 2004.-С.6-10.

3.Педагогика профессионального образования/ под ред. В.А. Сластенина. М.: Издательский центр «Академия», 2007. 368 с.

4.Семушина Л.Г., Ярошенко Н.Г. Содержание и технологии обучения в средних специальных учебныхзаведениях. М.: Мастерство, 2001. 272 с.