Структурное моделирование как средство обучения дисциплинам социально-гуманитарного цикла

ПЕДАГОГИКА И ПСИХОЛОГИЯ

УДК 37.026 ББК Ч426-22

Габдуллина Марина Васильевна

преподаватель кафедра «Моделирование образовательных систем»

Пермский государственный педагогический университет

г. Пермь Gabdullina Marina Vasilievna Lecturer

Chair of Educational Systems Modeling Perm State Pedagogical University Perm

Структурное моделирование как средство обучения дисциплинам социально-гуманитарного цикла Structural Modeling as a Means of Socio-Humane Studies Teaching

В статье теоретически обосновывается использование структурного моделирования для разработки технологии обучения предметам социальногуманитарного цикла на основе моделирования интегративных связей в содержании учебного предмета.

The article theoretically substantiates the usage of structural modeling in working out teaching techniques for socio-humane subjects on the basis of integrative communications modeling in teaching material content.

Ключевые слова: структурное моделирование; предметно-структурная модель; технология обучения; история; русский язык; предметные компетенции; системно-структурный подход; дидактические структуры; метод моделирования; интегративные связи.

Key words: structural modeling; subject-and-structural model; teaching techniques; History; the Russian Language; subject competences; system-and-structural approach; didactic structures; method of modeling; integrative communications.

В настоящее время применение метода математического моделирования является одним из перспективных направлений в решении проблем, связанных с реализацией компетентностного подхода в средней школе.

Математическое моделирование представляет собой средство познания формально-логического направления, которое в последнее время широко используется в области педагогики. Это связано с тем, что именно этот метод позволяет увидеть такие закономерности, которые недоступны методам содержательного анализа. В то же время, как отмечают учёные, методы математического моделирования необходимо использовать достаточно

аккуратно, чтобы не потерять качественную природу предмета [3]. Избежать ошибок при работе на основе данного метода позволяет системный подход, который выдвигает на первый план интегративные структуры, присущие объекту как некоей целостности [6]. Именно благодаря системному подходу возникает возможность применения математического моделирования для разработки способа обучения предметам гуманитарного цикла.

Цель статьи - теоретически обосновать использование структурного моделирования для разработки технологии обучения предметам социальногуманитарного цикла на основе моделирования интегративных связей в содержании учебного предмета.

Суть процесса познания неразрывно связана с моделированием, поскольку в основе обучения лежит построение образа изучаемого объекта, фиксирующего его основные свойства и отношения. Подобное фиксирование можно выполнять в разной форме, используя в том числе математические (структурные или функциональные) модели. В педагогическом исследовании математическое моделирование применяется с целью облегчения процесса познания на основе упрощения и выделения существенных свойств и связей в исследуемой системе.

Под математической моделью следует понимать любую математическую структуру. Такая трактовка соответствует современному представлению о математике как науке об абстрактных структурах. По мнению В. А. Тестова, под математической структурой можно понимать совокупность устойчивых связей, обеспечивающих целостность математического объекта (математической системы, математической модели). Тогда к важнейшим типам таких структур относятся математические структуры, являющиеся моделями реальных явлений, а также математические схемы как результат схематизации. «Поскольку же структура есть специфическая характеристика систем, то построение математических моделей означает не что иное, как представление объектов той или иной предметной области как систем определенного типа и уровня организации» [8].

Таким образом, математическое моделирование предполагает структурный анализ свойств объекта, в результате которого свойства системы могут быть представлены математически как функции, аргументами которых являются структуры того или иного уровня организации системы.

Поэтому, с одной стороны, можно считать, что структурное моделирование неразрывно связано с функциональным моделированием, и их различие носит условный характер, подчеркивающий лишь форму представления модели. Она может быть графической или аналитической. С другой стороны, структурные модели могут не отображать чисто количественные зависимости между величинами, а фиксировать разнообразные структурные отношения между ними (иерархия ценностей, предпочтения в социальной группе и т.д.).

Для педагогики наибольший интерес представляют структурные математические модели, поскольку они отражают качественную сторону исследуемых явлений на основе сравнения, упорядочения, выбора или предпочтения их структурных характеристик. Структурные модели широко используются в педагогике с учебными и исследовательскими целями. Они отражают определённые структуры образовательного процесса (структуру урока, учебного материала, познавательной деятельности и т.д.).

В качестве основы для разработки способа обучения предметам гуманитарного цикла мы также выбираем структурное моделирование. Для этого рассмотрим, что обозначает понятие «структура».

В науке под структурой понимается внутренний способ организации целостной системы, взаимосвязь между её элементами [10]. В понятие «структура» вкладывается различный смысл:

1) «элементный» состав, строение явления либо взаимосвязи в нём;

2) множество взаимосвязей между элементами или множество элементов, взаимосвязанных между собой;

3) система взаимосвязанных элементов [9].

На основе анализа смысла понятия «структура» можно сделать вывод, что данное понятие неразрывно связано с понятием «система». Система возникает в том случае, когда произвольное множество рассматривается с

точки зрения существующих между его элементами взаимосвязей. В дальнейшем под структурой в педагогическом плане мы будем понимать совокупность устойчивых внутренних связей изучаемого объекта, обеспечивающих его целостность и тождественность самому себе при различных внешних изменениях [6]. Анализ структуры предмета исследования позволяет более полно, чётко и определённо, с большей глубиной, чем при описательно-эмпирическом подходе, раскрыть его сущность.

Современная дидактика широко использует структурные модели с целью упорядочения и наглядного представления взаимосвязей, возникающих при взаимодействии учителя, ученика и объекта изучения. В частности, эффективность применения в педагогическом исследовании структурного моделирования с позиции системного подхода была показана при разработке теории взаимодействия системы «объект изучения» и системы «ученик» [5].

В рамках этой теории на основе анализа структур системы «объект изучения» и структур системы «ученик» были определены дидактические условия, которые позволяют реализовать личностно-деятельностный подход к обучению с учётом содержательной и организационной сторон процесса обучения.

Рассмотрим основные понятия данной теории, которые в нашем исследовании являются методологической основой для разработки и обоснования способа обучения предметам гуманитарного цикла с использованием метода моделирования.

Структуры объекта изучения, как правило, представлены в виде неких логических структур, которые можно разделить на два типа:

1) содержательные (специально-научные, методологические, культурологические и т.д.);

2) организационно-дидактические (относящиеся к управлению взаимодействием ученика и объекта изучения).

Содержательные и организационно-дидактические структуры неразрывно связаны: учебная информация не существует вне какого-либо носителя, а последний всегда связан с теми или иными возможностями её моделирования воспринимающей информацию системой.

С помощью организационно-дидактических структур содержательные структуры представляются в том виде, в каком ученик способен их воспринимать: они адаптируют содержательные структуры к познавательным возможностям обучаемых, обеспечивают расстановку необходимых акцентов, помогают выделить главное, стимулируют ученика к самореализации своих возможностей и т.д. В процессе обучения ученик формирует подходящую модель объекта изучения, которая должна удовлетворять определенным критериям. При этом любая дидактическая цель не предполагает «копирование» структур объекта изучения, поскольку тогда она будет заведомо недостижима. Как правило, ставится задача усвоить главное, выделить его основную структуру. Последняя составляет ту часть содержательных структур, которую важно зафиксировать ученику с тем, чтобы использовать в дальнейшей учебной деятельности.

Сущность взаимодействия ученика с объектом изучения связана с моделированием учеником структур объекта изучения. Построенная модель должна представлять собой гомоморфный образ объекта изучения. Однако в нём необязательно все содержательные структуры даются в готовом виде, они могут быть ориентированы на «зону ближайшего развития» ученика. Тогда он вынужден их достраивать (выполнять определенные задания, решать задачи, отвечать на вопросы и т.д.) до получения соответствующей модели объекта изучения в своей психике. С другой стороны, если в содержательных структурах скрыт большой дефицит информации, выходящий далеко за пределы «зоны ближайшего развития», то целесообразно использование организационно-дидактических структур с целью обеспечения доступности объекта изучения для моделирования его учеником.

В результате образ объекта изучения, возникающий на основе уже данных содержательных структур, представляет собой не только присвоение учеником нового знания, но и его приобретение. Если же ученик осуществляет конструирование структур объекта изучения, дополнительных к уже имеющимся, то в процессе этого он развивается, расширяются его познавательные возможности. В обоих случаях в зависимости от сложности объекта изучения моделирование его структур может происходить на разных

уровнях функционирования психики ученика. На каждом из уровней используется определенный комплекс познавательных структур ученика.

Схема взаимодействия систем «ученик» и «объект изучения» имеет следующие уровни:

- первый уровень - это детерминированное функционирование (воспроизведение известных фактов, действие по заданному алгоритму и т.п.);

- второй уровень предполагает выполнение комбинаций из элементарных базовых действий (с помощью специальных готовых к употреблению средств конструирования, которыми располагает ученик);

- третий уровень предусматривает создание комбинаций более высокого уровня, может быть, даже изобретение нового способа действий на основе проявления творчества. За счёт такого многообразия переходов с одного уровня функционирования на другой ученик имеет возможность моделировать сложные иерархически устроенные системы.

Учебная деятельность учащихся организуется в соответствии с определёнными дидактическими принципами, среди которых важную роль играет принцип сознательности, творческой активности и самостоятельности. Согласно этому принципу обучение эффективно, если ученики как субъекты деятельности проявляют познавательную активность. Практическая реализация этого принципа предполагает обеспечение таких условий, в которых учащиеся могли бы самостоятельно овладевать новыми знаниями в процессе взаимодействия с объектом изучения. Неслучайно в современной педагогической практике, ориентированной на формирование самостоятельности обучаемых, развитие их личности, этот тип взаимодействий приобретает всё большую значимость.

Таким образом, чтобы достичь поставленных целей, недостаточно представить предмет в виде совокупности содержательных моделей, в которых фиксируется теоретическая составляющая предмета. Для осознанного усвоения знаний и достижения компетентностного уровня образования важно, чтобы учащиеся самостоятельно создавали эти модели и оперировали ими в разных учебных ситуациях. В рамках используемых сегодня в школе технологий механизмы такого моделирования не раскрыты.

Наш вариант обучения мы рассматриваем как организацию учебной деятельности на основе моделирования учащимися объекта изучения. Для организации такого обучения мы используем дополнительные дидактические структуры, а именно: 1) предметно-структурную модель (структурную модель объекта изучения); 2) систему заданий, выстроенную в соответствии с основными этапами моделирования; 3) критериально-оценочный комплекс, который позволяет оценивать эффективность данного варианта обучения.

Подробное описание дидактических структур по русскому языку и истории, методика их разработки и пути овладения учащимися приведены в соответствующей работе [2]. В данной статье остановимся на общих требованиях к разработке выбранных дидактических структур.

Предметно-структурная модель

Как показало наше исследование, для организации деятельности учащихся на основе моделирования объекта изучения в первую очередь необходимо создать предметно-структурную модель, в которой установлены интегративные связи, относящиеся к разным уровням иерархии: 1) внутри предметных компетенций; 2) между предметными компетенциями; 3) между содержанием предмета и личным опытом учащегося.

Затем на основе такой модели в дальнейшем определяются пути овладения данной моделью учащимися. Для анализа проблемы мы выбрали русский язык и историю, поскольку в центре внимания данных дисциплин социально-гуманитарного цикла находится субъект, личность ученика, а сам предмет выступает в роли средства развития субъекта [3]. Поэтому и в структуре модели, и в способах моделирования объекта изучения этих дисциплин будет принципиальное сходство.

В нашем варианте обучения под предметно-структурной моделью мы будем понимать структурную модель предметного содержания, в которой на основе системного подхода выделены основные компоненты и связи между ними, необходимые и достаточные для достижения главных целей обучения.

При разработке предметно-структурной модели мы опирались на общие правила моделирования, которые позволяют обозначить движение от номинации объекта изучения («чёрного ящика») к созданию его структурной

модели. Это означает, что объект изучения надо рассмотреть как систему, в которой, во-первых, определено конечное множество элементов, не имеющих на данном этапе содержательной характеристики (это модель состава системы), во-вторых, установлены отношения между элементами (это модель структуры системы). Объединив модель состава и модель структуры, мы получим структурную схему объекта изучения («белый ящик»). Наполнив данную схему предметным содержанием, мы создадим структурную модель объекта изучения [1]. Структурная модель объекта будет выполнять свою дидактическую роль в том случае, если выделенные элементы и связи будут необходимыми и достаточными по отношению к поставленной дидактической цели.

В нашем случае для достижения дидактических целей важно, чтобы в модели была отражена целостность объекта изучения. Это необходимо, так как для организации обучения в виде самостоятельной деятельности учащихся, а также с целью сохранения структуры учебной деятельности «учебная информация должна быть целостным отражением изучаемого объекта и содержать закономерности» [4].

Чтобы объект изучения представлял собой нечто целостное, необходимо найти средства отражения в модели связей, выполняющих интегративную, системообразующую роль. Для этого используется системный подход: вначале надо сделать анализ структуры объекта изучения с целью выявления в нём совокупности интегративных свойств в соответствии с принципом выделения основной структуры и принципом иерархии [7]. Это означает: 1) в модели должна быть выделена та часть структуры, которая является главной в аспекте изучаемой проблемы; 2) моделирование системы происходит через выявление и отражение в модели существующей в системе иерархии.

Как показало наше исследование, понятия, составляющие основную структуру предметного содержания, определяются прежде всего на основе анализа главных целей и задач обучения данному предмету. Принцип иерархии реализуется на основе выявления специфики объекта изучения, которая также находит своё выражение в определённой системе понятий.

Таким образом, чтобы учащиеся создавали модель объекта изучения как некоей целостности, они должны выявлять связи, которые составляют

основную структуру объекта изучения. Для организации такой деятельности учащихся предметно-структурная модель объекта изучения должна быть построена в соответствии с вышеобозначенными принципами.

В нашем варианте обучения структурная модель объекта изучения играет системообразующую роль. Например, при обучении русскому языку на её основе организуется деятельность учащихся по установлению интегративных связей в теоретическом содержании учебного материала: учащиеся выявляют, фиксируют связи между понятиями и устанавливают их иерархию. При этом благодаря модели удаётся определить чёткую последовательность обогащения, усложнения данных связей, а также порядок введения нового понятия. В результате на каждом уровне иерархии достигается полнота связей и адекватность структуры знаний научному представлению об объекте, которые в конечном итоге обеспечивают целостное представление учащихся об объекте изучения.

В дальнейшем, как показал наш опыт, на основе структурной модели объекта изучения можно реализовать дифференциацию и индивидуализацию обучения. Учащиеся имеют возможность выбрать уровень осмысления теоретического компонента лингвистической компетенции: а) уровень

строгого, полного изучения фундаментальных понятий; б) уровень нестрогого, описательного определения понятий; в) уровень интуитивного представления об объекте.

Таким образом, предметно-структурная модель будет выполнять свою дидактическую роль, если она будет отвечать следующим требованиям: 1) она будет представлять собой некую целостность на основе выделения интегративных структур; 2) выделенные связи будут необходимые и

достаточные для достижения дидактической цели; 3) структура объекта изучения будет отражать специфику учебной дисциплины через отражение существующей в ней иерархии элементов и связей.

Система заданий

Данная дидактическая структура разрабатывается в соответствии с основными этапами моделирования учащимися объекта изучения.

Система заданий в разработанной нами технологии несёт особую дидактическую нагрузку. В ходе выполнения этих заданий учащиеся должны создать логически завершённую по содержанию модель нового явления, которая в свою очередь входит в качестве модуля в общую структурную модель объекта [2].

Критериально-оценочный комплекс

Для оценки уровня сформированности предметных компетентностей необходимо разработать критерии и показатели усвоения учащимися основных компонентов компетенций. Система критериев и показателей определяется системой компонентов данной компетенции и направлена на выявление уровня усвоения знаний, умений и способов деятельности по новой теме. Данные показатели, в свою очередь, конкретизируют цели обучения [2].

Итак, в соответствии с принципами структурного моделирования нами разработана технология обучения предметам социально-гуманитарного цикла в виде моделирования интегративных связей в содержании учебного предмета. Это такой способ обучения, при котором учащиеся самостоятельно создают модель объекта изучения через выявление его основной структуры и установления иерархии элементов и связей. Данный способ мы рассматриваем как вариант реализации компетентностного подхода к обучению. При этом структура деятельности учащихся будет определяться этапами моделирования, а содержание такой деятельности учащихся будет обусловлено содержанием конкретного предмета и целями его обучения в школе.

Библиографический список

1. Введение в математическое моделирование: учеб. пособие / под ред. П.В. Трусова.

- М.: Логос, 2004. - 440 с.

2. Габдуллина М.В. О варианте предметно-структурной модели объекта изучения для

социально-гуманитарных дисциплин в средней школе. // Вестник Челябинского

государственного педагогического университета. - 2010. - 2. [Электронный ресурс]. ЦКЬ: кйр:/’^^^С8ри.ги/исЬепоти/та§а2те8/2010_2.рёГ.

3. Кохановский В.П. Основы философии науки: учеб. пособие для аспирантов / В.П. Кохановский, Т.Г.Лешкевич, Т.П.Матяш, Т.Б.Фатхи. - Ростов н/Д: Феникс, 2004. - 608с.

4. Кумышева Р.М. Семантические поля учебной деятельности (на примере изучения младшими школьниками русской грамматики) // Интернет-журнал "Эйдос". - 2005. - 27 мая. [Электронный ресурс]. ЦКЬ: http://www.eidos.ru/journal/2005/0527.htm.

5. Лебедева И.П. Теория взаимодействия систем «ученик» и «объект изучения»: Монография / И.П. Лебедева. - Пермь: Изд-во. Перм.ун-та. - 2001. - 200 с.

6. Лебедева И.П. Математическое моделирование в педагогическом исследовании: Монография / И.П. Лебедева; Акад. Акмеол. наук.; Перм. гос.пед.ун-т. - СПб; Пермь, 2003. -122 с.

7. Пехлецкий И.Д. Количественный анализ и структурные модели в процессе обучения: учеб. пособие / И.Д. Пехлецкий. - Л.; Пермь, 1983. - 58 с.

8. Тестов В.А. Стратегия обучения математике / В.А.Тестов. - М.: Технологическая Школа Бизнеса, 1999. - 304 с.

9. Тюхтин В.С. Методологические вопросы математизации психологического знания // Психология и математика / под ред. В.Ф. Рубахина. - М.: Наука, 1976. - 295 с.

10. Штофф В.А. Проблемы методологии научного познания / В.А. Штофф. - М.: Высшая школа, 1978. - 271 с.

Bibliography

1. Gabdullina, M.V. About a Variant of Subject-and-Structural Model of Study Object for Socio-Humane Subjets at a Secondary School // Herald of Chelyabinsk State Pedagogical University. - 2010. - №2 [Electronic Resource] / M.V. Gabdullina. - Access Mode: http:/www.cspu.ru/uchenomu / magazines / 2010_2.pdf.

2. Introduction into Mathematical Modeling: Study Guide / Edited by P.V. Trusov. - M.: Logos, 2004. - 440 p.

3. Kokhanovsky, V.P. Foundations of Science Philosophy: Study Guide for Post-Graduates / V.P. Kokhanovsky, T.G. Leshkevich, T.P. Matyash, T.B. Fatkhi. - Rostov-on-Don: Phoenix, 2004.

- 608 p.

4. Kumysheva, P.M. Semantic Patterns of the Learning Process (On the Basis of Teaching the Russian Grammar to Young Learners) // Eidos Internet Journal. - 2005. - 27th of May. [Electronic Resource] / P.M. Kumysheva. - Access Mode: http://www.eidos.ru/journal/2005/0527.htm.

5. Lebedeva, I.P. Theory of “Student” and “Object of Study” System Interaction: Monograph / I.P. Lebedeva; - Perm: Perm University Publishing House, 2001. - 200 p.

6. Lebedeva, I.P. Mathematical Modeling in Pedagogical Research: Monograph / I.P. Lebedeva; Academy of Acmeological Sciences; Perm State Pedagogical University - SPb; Perm, 2003. - 122 p.

7. Pekhletsky, I.D. Quantitative Analysis and Structural Models in the Learning Process: Study Guide / I.D. Pekhletsky. - L.; Perm, 1983. - 58 p.

8. Shtoff, V.A. Science Methodology Problems / V.A. Shtoff - M: Vysshaya Shkola,1978. -

271 p.

9. Testov, V.A. Strategy of Teaching Mathematics / V.A. Testov. - M.: Technological School of Business, 1999. - 304 p.

10. Tukhtin, V.S. Methodological Aspects of Mathematical Analysis in Psychology. // Psycology and Mathematics / Edited by V.F. Rubakhin. - M.: Nauka, 1976. - 295 p.