Педагогические модели как средство развития педагогического знания

Проблемы моделирования педагогического процесса всегда были актуальными для педагогических исследований. На пути использования методов моделирования в научно педагогическом исследовании наблюдаются значительные трудности. Это связано с тем, что педагогические явления чрезвычайно сложны, определяются огромным числом различных факторов. Выбор системы факторов, позволяющих объяснить и прогнозировать исследуемые явления — одна из важнейших проблем в педагогическом моделировании. К настоящему времени разработано множество моделей, потенциально применимых в педагогическом исследовании. Необходим выбор тех из них, которые наиболее адекватны изучаемым педагогическим явлениям. Все более актуальной становится разработка методик моделирования, сочетающих формальные математические методы и неформальные, например, метод оценки специалистов-экспертов.

Понятие “модель” многопланово. Она может представлять собой уравнение, систему уравнений, набор правил.

Все типы моделей педагогической действительности можно разделить на: 1. Трендовые модели. Признаки — определенные характеристики моделируемого процесса. Цель их применения — установить тенденцию изучаемого педагогического процесса и прогнозировать его развитие в будущем. Основная предпосылка применения трендовых моделей — неизменность тенденции развития процесса, заложенной в его динамическом ряду. Их положительное качество — объективное отображение динамики развития педагогического процесса. 2. Имитационные модели — отображают развитие исследуемых педагогических процессов во времени. Помимо времени учитывается множество других факторов, структура и функционирование определенной педагогической системы, обусловливающей исследуемое явление.

Характерно отображение взаимодействия между различными факторами и объектами, связанными с исследуемым педагогическим процессом. Ход развития исследуемого процесса отображается в виде последовательности элементарных этапов. Каждому этапу соответствует набор значений признаков, используемых в модели. Это моделирование — один из подходов к решению проблемы эксперимента в педагогическом исследовании. Перспективное направление применения а педагогике методов имитационного моделирования — разработка методик имитации с использованием экспертов.

3. Модели, основанные на математико-статистическом анализе, не предназначены для отображения структуры взаимодействия между исследуемыми объектами, содержательной теории развития педагогических отношений во времени. Основная предпосылка использования методов статистического анализа в педагогике — возможность выявить причинно-следственные связи на основе установления статистических взаимосвязей между признаками.

В настоящее время все чаще для построения моделей в педагогическом исследовании используются два типа методов:

а) методы регрессивного анализа;

б) методы распознавания образов.

Первые разработаны для случая количественных признаков. Основные проблемы в использовании этих методов связаны с подбором признаков в уравнение регрессии, а также с содержательной интерпретацией получаемого уравнения.

Вторые только начинают применяться при построении моделей в педагогике, Различают два типа этих методов:

— статистические, т.е. оценка параметров статистического распределения для каждого образа;

— детерминистские — информация об объектах не сводится к общим статистическим оценкам.

Целенаправленное применение метода моделирования в педагогическом исследовании прикладного характера, на наш взгляд, является

одним из методологических условий научной обоснованности и практической направленности его результата.

В процессе создания модели, характеризующей сложные педагогические процессы, происходит естественное взаимопроникновение методов и знаний целого комплекса наук и синтезирование знаний, необходимых для формирования представлений. Необходимо различать моделирование как средство познания и как средство преобразования. В первом случае речь идет о создании теоретической модели, во втором — нормативной.

Концептуальные модели обладают тем явным преимуществом, что они вскрывают структуру проблемы. В то же время в реальных ситуациях для решения прикладных задач приходится конструировать модели, обладающие большой сложностью. При этом аналитические методы возможно использовать лишь на первом этапе, а для получения окончательного решения приходится обращаться к численным схемам. Это, в свою очередь, требует модификации самого подхода к процессу построения и исследования моделей в педагогическом исследовании. Если аналитические методы позволяют получать качественную картину поведения модели, исходя из качественных же предположений о характере основных зависимостей, то численное решение неизбежно требует выражения зависимостей в явной количественной форме. Поэтому оценка параметров уравнений (решение задачи идентификации) становится составной частью процесса построения модели.

Воспроизведение динамических свойств исследуемой педагогической системы с использованием численных методов и компьютера составляет основу метода имитационного моделирования в педагогике.

Существуют два способа получения новой информации о педагогическом объекте или системе. Это, во-первых, пассивное наблюдение и, во-вторых, наблюдение в условиях активного эксперимента. Последнее означает такую организацию эксперимента, при котором исследователь имеет возможность выбирать из некоторого множества входные управляющие воздействия с тем, чтобы увеличить информативность получаемых данных и оптимизировать выбранный им критерий. Активный эксперимент может проводиться либо с самим объектом, либо с его математической моделью, реализованной на компьютере. В этом последнем случае мы и говорим об имитационном эксперименте или об использовании метода имитационного моделирования. Таким образом, под имитационным моделированием понимают процесс построения модели сложной системы педагогической деятельности и проведения эксперимента или серии экспериментов с этой моделью, направленных либо на понимание специфики функционирования системы, либо на выработку проекта, удовлетворяющего выбранным критериям, а в нашем случае на окончательную конкретизацию проекта — модели обучения. В формулировке особенностей метода говорится, что “имитационное моделирование — это процесс построения и исследования модели сложной системы, направленный на получение информации о самой моделируемой системе” [1]. Из этих определений можно вывести два следствия. Во-первых, мы говорим о необходимости применения метода имитационного моделирования в тех случаях, когда сложность системы превышает некоторый порог. Во-вторых, при этом условии конструирование модели является лишь первым шагом исследования. Не менее важно обеспечить рациональную организацию экспериментов, позволяющую получать необходимую информацию при наименьших затратах времени и других ресурсов. Поясним сказанное более подробно и прежде всего рассмотрим проблему сложности. К этому вопросу можно подходить с разных сторон. С точки зрения моделирования нас интересует возможность воспроизведения на абстрактном уровне основных свойств прогнозируемой системы будущей практической педагогической деятельности, ее поведения как в реальных, так и в гипотетических ситуациях. Поэтому к трактовке понятия сложности в данном случае следует подходить с прагматических позиций, имея в виду именно эти цели.

Будем называть “сложной системой” такой объект реального педагогического процесса, поведение которого невозможно предсказать с необходимой степенью детальности на основе учета обозримого набора ключевых параметров, т.е. его поведение всегда вероятностное.

Таким образом, имея дело со сложной системой, мы должны исходить из того факта, что ее полное исследование невозможно и что следует заведомо ограничить себя лишь тем кругом задач, который позволяет получить частные ответы на ограниченный набор вопросов. Именно для решения той или иной конкретной задачи (или некоторого класса задач) и следует разрабатывать имитационную модель. Модель в данном случае может рассматриваться как “проекция” сложной конструкции в многомерном пространстве на подпространство значительно меньшей размерности. Поэтому для сложных систем и явлений в педагогическом исследовании может быть построен неограниченный набор моделей.

Из этого рассуждения следует и другой вывод. Коль скоро мы соглашаемся с тем, что для сложных систем построить полностью адекватные им модели невозможно, а следует конструировать лишь частные, но согласованные с характером решаемых задач описания, то возникает потребность в разработке специальной технологии имитационного моделирования в педагогике. Эта технология должна охватывать все основные этапы построения, экспериментальной проверки и практического использования моделей-проектов.

Обратимся к рассмотрению второй основной особенности применения метода имитационного моделирования в педагогическом исследовании, а именно: к вопросу об организации компьютерных экспериментов с моделью. Имитационное моделирование в этом отношении аналогично экспериментированию с реальными объектами, хотя модель в этом отношении предоставляет исследователю гораздо больше возможностей. Как указывает Р.Шеннон, имитационная модель представляет собой “черный ящик”, т.е. она обеспечивает задачу выходных сигналов, если на входы модели поступают те или иные внешние возмущения [2]. Поэтому информацию о моделируемой системе в процессе компьютерного эксперимента можно получить в результате осуществления серий “прогонов” модели, а не путем ее “решения” как это делается при использовании аналитических методов. Иначе говоря, имитационные модели могут служить лишь средством анализа систем и явлений в тех условиях, которые задаются экспериментатором.

Неразвитость метода моделирования в педагогике ведет к тому, что недостаточно проверенные проекты навязываются педагогической практике, что приносит непредсказуемый и часто отрицательный результат.

Переходя к предмету нашего рассмотрения, отметим, что моделирование в педагогике представляет собой метод исследования педагогических явлений на их моделях, т.е. опосредованное изучение объектов. Модель выступает как вспомогательная система, как ограниченная, условная, близкая к оригиналу. Отсюда и трудности исследования, вероятность и проблематичность выводов, условность получения нового знания.

Объектом нашего изучения является педагогическая действительность. Реальная педагогическая действительность всегда должна находиться в объективном соответствии с педагогической действительностью как объектом познания. В процессе познания реальной педагогической действительности модель становится объектом исследования и замещает саму педагогическую действительность.

Педагогические отношения, будучи смоделированы, становятся источником получения новой информации о педагогическом процессе и педагогических отношениях и при определенных условиях начинают влиять на их изменения, регулировать эти изменения. Это значит, что вся готовая информация, полученная на модели может быть перенесена и проверена на оригинале — на педагогическом процессе, педагогических отношениях, т.е. реальной педагогической действительности. Таким образом осуществляются онтологические условия моделирования, когда между объектом исследования и его моделью реализуется принцип объективной общности и принцип единства и взаимосвязи предмета и образа.

Научное исследование педагогических отношений, педагогического процесса предполагает, что перед нами сложная система, в которую включаются множество подсистем, отдельных элементов. Изучать такие системы в естественных условиях трудно и практически невозможно. Вместо естественных условий используются лабораторные, а основным методом изучения педагогических отношений становится моделирование. И каждая версия, гипотеза, концепция сложной педагогической системы, в свою очередь, становится моделью. Таким образом, в педагогических отношениях главным объектом изучения являются модели отношений между участниками педагогического процесса. Поэтому моделирование всегда предполагает системное исследование, где соблюдаются: 1) единство гносеологического и онтологического подходов при построении и реализации моделей, интерпретации результатов исследования; 2) целостное, многоаспектное отображение объектов педагогической действительности в системе использующихся моделей; 3) соответствие (адекватность) моделей, формализованных и содержательных.

Большое значение имеет в моделировании такая процедура как квалификация, т.е. выявление определенных свойств и отношений педагогической действительности в количественной форме. При этом берется не просто количественный показатель, но, что очень важно в моделировании, надо доказать качественную однородность рассматриваемого педагогического явления. Обращение к моделям, понятия которых интерпретируются таким образом, что совпадают с понятиями и языком описания моделируемого объекта, делает исследователя в одном случае — субъектом действующей модели или важнейшим ее элементом, в другом — ставит его между теорией и практикой, между системной моделью и моделируемым объектом.

К трудностям педагогического моделирования автор этой статьи относит:

— множество переменных, несопоставимость многих факторов, которые, по возможности, надо привести к одному критерию;

— трудности непосредственного наблюдения результата — т.е. отсроченный результат;

— при нашей привычке работать со статистическими общественными закономерностями мы видим, как в одно и то же время и в одинаковых условиях возникает множество вариантов результата;

— создание компьютерной математической модели со многими миллионами данных.

В реальном научно-познавательном процессе мы видим, что любая идея, версия, теория, концепция, если отбросить формальный аспект, представляет собой ту или иную модель. Каждое научное направление представляет собой определенную модель со всеми “за” и “против”, а если мы придерживаемся системного подхода, то любая модель, прошедшая системный комплексный анализ, приобретает черты научной модели[3, с. 330].

Любая научная модель условна, но границы условности подвижны и зависят от развитого мышления и интуиции исследователя [4, с. 88]. Безусловно, построение любой модели есть ничто иное как сужение исследовательского поля, сужение научного поиска исследования, но это необходимая процедура. Мы должны постоянно помнить, что не только педагогический, но и любой социальный объект этих ограничений не имеет. И поэтому любая модель педагогической действительности имеет право на существование и любая модель лишь приближает нас к проблемам реального объекта. Вот почему для исследователя важна не оценка моделей и их количества, а их взаимодополнение и расширение связей между моделями.

Итак, моделируя несуществующий педагогический процесс как абстрактный прообраз будущей педагогической деятельности, исследователь разрабатывает теоретически обоснованный проект такой деятельности. Научное обоснование этого проекта (учебного курса, методики обучения или некоторых методических рекомендаций) происходит путем проведения ряда экспериментов с использованием специальных приемов и методов научного познания и конструирования идеальных объектов (моделей), с которыми затем исследователь сопоставляет реально существующие явления педагогической действительности. На основе такого сопоставления идеального “чистого” образа (модельного представления)[5, с. 263]  с реальным участком педагогической действительности исследователь выявляет и затем изучает факторы, от которых он вначале отвлекся, что помогает ему конкретизировать знания о том, “как нужно строить, осуществлять и совершенствовать обучение и воспитание в соответствии с целями, поставленными обществом” [5, с. 42].

Литература:

1. Клейнен Дж. Статистические методы в имитационном моделировании. М.: Статистика, 1978. Вып.1, 2.

2. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем — искусство и наука. М., 1978.

3. Пуанкаре А. Избранные труды. М.: Наука, 1972. Т. 2.

4. Пределы предсказуемости. М., 1997.

5. Краевский В.В. Проблемы научного обоснования обучения /Методологический анализ/. М., 1977.

Лопатинская В.В.

Российский государственный

социальный университет

г. Москва