Методологічні передумови моделювання інтеграції змісту підготовки майбутніх фахівців інформаційних технологій

Размещено на http://www.allbest.ru/

Методологічні передумови моделювання інтеграції змісту підготовки майбутніх фахівців інформаційних технологій

Корчевський Д.О.

Анотація

Ключові слова: інтеграція змісту професійної підготовки, фахівці інформаційних технологій, методологічні передумови, моделювання.

Аннотация

В статье теоретически обоснована целесообразность интегративного подхода к формированию содержания профессиональной подготовки будущих специалистов информационных технологий и выделены основные направления усовершенствования высшего профессионального образования. Проанализированы сущность, определение, цели педагогического моделирования и проектирования. Выявлены возможности математического моделирования и сущность его методологии. Сформулированы методологические предпосылки моделирования интеграции содержания профессиональной подготовки будущих специалистов информационных технологий, в том числе: выявление специфики профессиональной подготовки специалистов информационных технологий; ориентация на прогностические аспекты развития компьютерной отрасли; обоснование основания интеграции; интеграция общей и специальной подготовки; конкретизация общепрофессиональных целей профессиональной подготовки специалистов конкретных специальностей и др.

Ключевые слова: интеграция содержания профессиональной подготовки, специалисты информационных технологий, методологические предпосылки, моделирование.

Annotation

Keywords: integration of content of professional training, specialists of informational technologies, methodological preconditions, modelling.

Сучасний етап розвитку суспільства і відповідні зміни вимог до фахівців зумовлюють необхідність корекції чинної моделі реалізації змісту їхньої підготовки. З узагальнення теоретичних моделей конкурентоспроможного фахівця випливає висновок про необхідність модернізації змісту і структури професійної освіти відповідно до нових вимог основних галузей промисловості та суспільства. Основним чинником оновлення професійної освіти мають стати запити розвитку економіки і соціальної сфери, науки, техніки, технологій, ринків праці, а також перспективні потреби їх розвитку.

Незважаючи на те, що моделювання нині охоплює нові й нові сфери, методологія моделювання впродовж тривалого часу розвивалася незалежно від інших наук, не була сформована ні єдина система понять, ні відповідна термінологія [7]. Водночас реалізація інтегративної функції педагогіки, пов'язаної з використанням знань, запозичених з інших наукових дисциплін, постає як одна з методологічних умов педагогічного моделювання.

У сучасній педагогічній науці накопичено значний досвід досліджень з проблем загальної методології та філософських основ моделювання (Д. Гвішіані, Е. Князєва, В. Кушнір, І. Прігожин, В. Штофф), теорії систем (Л. Берталанфі, І. Блауберг, В. Садовський, А. Уємов, Е. Юдін), освітньої інтеграції (А. Бєляєва, О. Білик, С. Гончаренко, Р. Гуревич, І. Козловська, В. кузьменко, О. Сергеєв, В. Сидоренко, М. Чапаєв та ін.) та підготовки фахівців комп'ютерного профілю (С. Лайєр, С. Петрович, О. Прозор та ін.). Водночас, поза увагою дослідників залишилось обґрунтування методологічних передумов інтегративного підходу до формування змісту професійної підготовки майбутніх фахівців інформаційних технологій, що зумовило вибір тематики пропонованої статті.

Метою статті є теоретичне обґрунтування методологічних передумов моделювання інтеграції змісту навчання майбутніх фахівців інформаційних технологій.

Одним з оптимальних підходів до формування змісту професійної підготовки фахівців комп'ютерного профілю є інтегративний, який базується на ґрунтовних філософсько-методологічних засадах, оскільки за ізольованого чи синтетичного підходу до змісту знань спостерігається їх спотворення, зокрема невідповідність форми та змісту. Не менш важливим є соціально-ціннісне наповнення професійної освіти майбутніх фахівців комп'ютерного профілю, які значною мірою визначають напрямки розвитку не лише технічного, але й суспільного аспекту впливу комп'ютерного суспільства на кожну особистість.

На сучасному етапі виділяють основні напрямки вдосконалення вищої професійної освіти, зокрема: вища освіта має забезпечити новий рівень якості підготовки фахівців, сформувати в них цілісне уявлення про сучасну картину світу, закласти науковий фундамент для оцінки професійної діяльності, сприяти творчому розвитку особистості і правильному вибору індивідуальної життєвої стратегії; у змісті освіти мають переважати фундаментальні знання, які є базою для формування загальної та професійної культури, швидкої адаптації до мінливих умов професійної діяльності; фундаментальні знання мають містити методологію системи освіти і виховання, закони природи і суспільного розвитку, а також систему логічно пов'язаних закономірностей, що лежать в основі організаційно-технологічних дій майбутнього фахівця; у навчально-науковій діяльності ВНЗ мають переважати фундаментальні та пріоритетні прикладні дослідження, навчальний процес має будуватися на базі наукових розробок, винаходів і відкриттів, отриманих ученими в лабораторіях, технопарках, дослідницьких центрах, а більшість викладачів і студентів одночасно з навчанням мають працювати в лабораторіях як наукові співробітники; необхідна інтеграція академічної та галузевої науки, поглиблення у вищій школі інтеграційних і міждисциплінарних програм, поєднання їх з проривними високими технологіями; формування фінансово-економічних механізмів ресурсної підтримки сфери освіти адекватно природі освітньої діяльності, що передбачає творчий розвиток фахівця [11, с. 79].

В. Краєвський виділяє два напрямки можливих змін парадигми педагогічної науки [7]: зростання ролі міждисциплінарних досліджень в освіті та підвищення інтегративної функції педагогічної науки; підвищення теоретичного рівня та визначення статусу педагогіки як єдиної науки, що спеціально вивчає освіту.

У широкому аспекті моделювання наявне майже в усіх видах творчої активності людей різних спеціальностей. Привнесення в ці сфери точного знання допомагає обмежити інтуїтивне «моделювання», розширює межі застосування раціональних методів. Розвиток модельного стилю мислення дозволяє проникати у структуру і внутрішню логіку об'єкта, що моделюється. Модель і моделювання - універсальні поняття, атрибути одного з найбільш потужних методів пізнання в будь-якій професійній сфері, пізнання системи, процесу, явища. Вони об'єднують фахівців різних галузей, що працюють над вирішенням міжпредметних проблем, незалежно від того, де ця модель і результати моделювання будуть застосовані. Вид моделі і методи її дослідження більше залежать від інформаційно-логічних зв'язків елементів і підсистем модельованої системи, ресурсів, зв'язків з оточенням, використовуваних при моделюванні, а не від конкретної природи, конкретного наповнення системи. Побудова моделі - системне завдання, що вимагає аналізу й синтезу вихідних даних, гіпотез, теорій, знань фахівців. Системний підхід дозволяє не тільки побудувати модель реальної системи, але й використовувати її для оцінювання системи. При моделюванні систем абсолютна подібність не можлива, і основною метою моделювання - модель досить добре має відображати функціонування модельованої системи.

Сутність моделювання «полягає у встановленні подібності явищ (аналогій), адекватності одного об'єкта іншому в певних відношеннях і, на цій основі, перетворення простішого за структурою і змістом об'єкта в модель складнішого (оригінал)» [4, с. 19]. Інакше кажучи, модель - це допоміжний засіб, який у процесі пізнання дає нову інформацію про основний об'єкт вивчення. Процес моделювання передбачає три основні елементи: об'єкт дослідження; суб'єкт (дослідника); модель, що опосередковує відношення суб'єкта і об'єкта.

Визначення поняття «модель» передбачає його багатозначність, а також урахування сфери його дії та реальні можливості використання. Найбільш коректним означенням вважаємо трактування В. Штоффа, який визначає модель як «уявно чи матеріальнореалізовану систему, яка, відображаючи або відтворюючи об'єкт дослідження, здатна замінювати його так, що її вивчення дає нам нову інформацію про цей об'єкт» [12, с. 7]. Модель - це об'єкт, що заміщує оригінал і відбиває найважливіші риси і властивості оригіналу щодо певного дослідження, щодо певної мети дослідження за обраної системи гіпотез.

У процесі вивчення складних систем завдяки коректному моделюванню їх статики і динаміки можна визначити сукупність властивостей модельованої системи. Правильність самої моделі і результати дослідження окремого явища або предмета, отримані за допомогою моделі, не можуть бути абсолютно достовірними. Ці результати потрібно уточнювати й перевіряти проведенням нових теоретичних і експериментальних досліджень. Моделювання однозначно призводить до спрощення та втрати частини інформації про об'єкт, однак дозволяє оптимізувати управління процесами, проводити діагностику та прогнозування. професійний інформаційний педагогічний моделювання

Проблема моделювання визначається трьома основними завданнями: побудова моделі (це завдання найменш формалізується, оскільки не існує єдиного алгоритму для побудови моделей); дослідження моделі (це завдання більш піддається формалізації, дозволяє використовувати методи дослідження різних класів моделей); використання моделі (конструктивне і конкретне завдання).

Основними властивостями будь-якої моделі є такі: цілеспрямованість - відображає деяку систему, тобто має мету; скінченість - відображає оригінал лише в скінченому числі його відношень, а ресурси моделювання теж обмежені; спрощеність - відображає тільки істотні сторони об'єкта і, крім того, повинна бути проста для дослідження або відтворення; приблизність - дійсність відображається моделлю грубо або приблизно; адекватність - повинна успішно описувати реальну систему; наочність, видимість основних її властивостей і відношень; доступність і технологічність для дослідження або відтворення; інформативність - повинна містити достатню інформацію про систему і давати можливість отримати нову інформацію; збереження інформації, що містилася в оригіналі; повнота - мають бути враховані всі основні зв'язки і відношення, необхідні для забезпечення мети моделювання; стійкість - повинна описувати і забезпечувати стійку поведінку системи; цілісність - реалізує деяку систему у цілості; замкнутість - ураховує і відображає замкнену систему необхідних основних гіпотез, зв'язків і відношень; адаптивність - може бути пристосована до різних вхідних параметрів, впливів оточення; керованість (імітаційність) - повинна мати хоча б один параметр, змінами якого можна імітувати поведінку модельованої системи в різних умовах; еволюційність - можливість розвитку моделей і виходу на вищі рівні пізнання [6, с. 128].

З іншого боку, будучи універсальним методом наукового дослідження, моделювання має низку специфічних особливостей [5, с. 64]: дає можливість вивчати процес до його здійснення (при цьому виявляються можливі негативні наслідки, що дозволяє ліквідувати або послабити їх до реального прояву, а прогнозування наслідків - одна з найважливіших цілей моделювання); дозволяє більш цілісно вивчити процес, тому що з'являється можливість виявити не тільки елементи, але й зв'язки між ними, розглянути освітню ситуацію з різних боків; процес, представлений моделлю, виглядає рельєфно, що полегшує теоретичний аналіз, а отже, обґрунтування шляхів його вдосконалення; з огляду на те що при моделюванні ситуації свідомо спрощуються, стає можливим застосовувати кількісні методи аналізу й отримувати на їх основі науково обґрунтовані відомості про процес. Таким чином, отримання нової інформації за допомогою моделювання не є самоціллю, а лише засобом удосконалення досліджуваного процесу. Моделювання виступає як етап діяльності, спрямованої на зміну стану системи або об'єкта в бік поліпшення його функціонування.

Моделювання систем тісно пов'язане з їх проектуванням, тому вважаємо за необхідне чітко розрізнити ці поняття. Відмінності моделювання та проектування виявляються в аналізі їх співвідношення з іншими методологічними засобами, передусім з експериментом. Моделювання «не завжди передбачає проведення експериментального дослідження, а проектування набуває методологічної функції тільки в тому випадку, коли продукт зазнає наукового експериментального дослідження. Стосовно розвитку освітньої організації це означає, що проект програми повинен допускати експериментальну перевірку, здійснювану в рамках певної науково- дослідницької стратегії» [2, с. 35]. У виділенні методологічної функції проектування має місце випередження не тільки щодо чинної практики, а й наявного рівня наукових знань. У цьому виражається сутність проектування майбутнього як методологічного засобу. Щоб розкрити місце проектування в системі методологічних засобів, необхідно показати його співвідношення з іншими такими засобами, передусім моделюванням. Обидва засоби передбачають створення деяких моделей. В обох випадках відбувається спрощення вивченого об'єкта, але природа спрощення в них різна: при моделюванні спрощення обґрунтовується зручністю дослідження, при проектуванні воно пов'язане з неповнотою знань про проектований об'єкт.

Так, проектування архітектури освітньої системи ВНЗ має низку послідовних етапів [5, с. 75]: аналіз проблемної ситуації (збір і систематизація відомостей про недоліки, проблеми і суперечності системи освіти, побудова «системи координат» проблемної ситуації, визначення вимог до оновлюваної системі освіти); формування архітектури системи освіти (макро- і мікроаналіз предметної області діяльності фахівців, систематизація знань про предмет професійної діяльності й умінь у процесі професійної діяльності з урахуванням необхідної якості вирішення завдань професійної діяльності); проектування навчальних програм (побудова координат характеристик кожної навчальної програми, системотворення навчальної програми; проектування навчально-методичного забезпечення; проектування навчального процесу, формування його змісту і логіки; проектування блоку контролю за ефективністю функціонування системи освіти. Кожен з етапів процесу проектування має своє призначення в загальній системі освіти і свої особливості.

Проектування розглядають як ланку, що пов'язує методологічні, фундаментальні та прикладні дидактичні дослідження з практичною діяльністю [8], проект - як модельне уявлення, а проектування - як засіб реалізації випереджальної функції науки стосовно існуючої практики. Моделювання як методологічний засіб використовується тоді, коли методи безпосереднього дослідження об'єкта неефективні [3], а проектування - за відсутності самого об'єкта дослідження: він ще не існує, він має бути спочатку спроектований, а лише потім досліджений.

Серед моделей з особливими можливостями виділяються математичні моделі, абстракції, в яких відношення між реальними елементами, замінені відношеннями між математичними категоріями. Сутність методології математичного моделювання полягає в заміні вихідного об'єкта його «образом» - математичною моделлю - і подальшим вивченням моделі на підставі аналітичних методів та обчислювально-логічних алгоритмів, які реалізуються за допомогою комп'ютерних програм. Робота не із самим об'єктом (явищем, процесом), а з його моделлю дає можливість відносно швидко і безболісно досліджувати його основні (суттєві) властивості та поводження за будь-яких імовірних ситуацій (це переваги теорії). Водночас обчислювальні (комп'ютерні, симулятивні, імітаційні) експерименти з моделями об'єктів дозволяють, спираючись на потужність сучасних математичних та обчислювальних методів і технічного інструментарію інформатики, ретельно та досить глибоко вивчати об'єкт у достатньо детальному вигляді, що не доступно суто теоретичним підходам.

Методологія математичного моделювання бурхливо розвивається, охоплюючи аналіз надзвичайно складних економічних і соціальних процесів. У наш час математичне моделювання входить у третій принципово важливий етап свого розвитку, «вбудовуючись» у структури інформаційного суспільства. Однак інформація сама по собі здебільшого мало що дає для аналізу та прогнозування, для прийняття рішень і контролю за їх виконанням. Необхідні надійні способи опрацювання інформаційної «сировини» в готовий «продукт», тобто в точні знання [10]. Постановка питання щодо математичного моделювання будь-якого об'єкта породжує чіткий план дій, який умовно можна поділити на три етапи: модель - алгоритм - програма. Створивши тріаду «модель - алгоритм - програма», дослідник (системний аналітик) отримує універсальний, гнучкий і відносно дешевий інструмент, який тестується у «пробних» обчислювальних експериментах. Після того як адекватність тріади щодо вихідного об'єкта засвідчена, з моделлю проводяться різноманітні умовні досліди, які дають нову інформацію про необхідні якісні та кількісні властивості й характеристики об'єкта. Процес моделювання супроводжується поліпшенням та уточненням, за необхідності, всіх складових тріади.

Історія методології математичного моделювання переконує: вона може й має бути інтелектуальним ядром інформаційних технологій, усього процесу інформатизації суспільства. Тому математичне моделювання є іноді безальтернативным методом дослідження складних систем.

Безумовно, математичне моделювання плідне лише за умови виконання професійних вимог: чітке формулювання основних понять і гіпотез, апостеріорний аналіз, щоб пересвідчитися в адекватності використовуваних моделей, гарантована точність обчислювальних алгоритмів тощо [9]. Розв'язуючи проблеми інформаційного суспільства, було б наївним сподіватися лише на потужність комп'ютерів та інші засоби інформатики. Постійне вдосконалення тріади математичного моделювання та її впровадження в сучасні інформаційно-моделюючі системи - методологічний імператив. Лише його виконання дає можливість отримати таку необхідну високотехнологічну, конкурентоспроможну та різноманітну матеріальну й інтелектуальну продукцію. Умовою розробки математичної моделі є принцип інформаційної достатності. Це означає, що системний аналітик повинен мати достатньо чітке уявлення про те, що вважати за вхідні та вихідні змінні досліджуваної системи, які чинники суттєво впливають на процес її функціонування. Якщо рівень інформаційної достатності низький, то створити модель, за допомогою якої можна було б отримати нові знання про об'єкт-оригінал, майже неможливо.

Визначальною для моделювання та проектування інтеграції змісту професійної підготовки майбутніх фахівців інформаційних технологій є модель фахівця цього профілю. Вихідними для побудови моделі фахівця галузі інформаційних технологій є вимоги до особистості та діяльності фахівців, а саме [1]: знання основних видів і принципів функціонування телекомунікаційних систем; уміння використовувати засоби телекомунікацій (електронна пошта, телеконференції, спілкування в режимі реального часу тощо) для обміну інформацією з іншими користувачами; володіння навичками інформаційної «навігації» в мережі; уміння працювати з інформаційними ресурсами мережі (мережевими базами даних, інформаційними службами тощо); уміння вести діалог з іншими користувачами мережі; уміння використовувати телекомунікації як інструмент для вирішення завдань у різних предметних сферах.

Узагальнюючи викладене, до методологічних передумов моделювання інтеграції змісту професійної підготовки майбутніх фахівців інформаційних технологій відносимо такі: