Проектирование педагогических систем

Модуль «ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ» Тема 15.2. Характеристика ключевых стадий проектирования педагогических систем Как было отмечено в Теме 1 завершенность цикла деятельности (проекта) определяется тремя фазами: • фаза проектирования, результатом которой является построенная модель создаваемой педагогической (образовательной) системы и план ее реализации; • технологическая фаза, результатом которой является реализация системы; • рефлексивная фаза, результатом которой является оценка реализованной системы и определение необходимости либо ее дальнейшей коррекции, либо «запуска» нового проекта. В каждой фазе выделяются свои стадии и этапы. Фаза проектирования включает следующие стадии: 1. Концептуальная. Состоит из этапов: • выявление противоречия; • формулирование проблемы; • определение проблематики; • определение цели; • выбор критериев. 2. Моделирования. Состоит из этапов: • построение моделей; • оптимизация моделей; • выбор модели (принятие решения). 3. Конструирования системы. Состоит из этапов: • декомпозиция; • агрегирование; • исследование условий; • построение программы. 4. Технологической подготовки. Рассмотрим теперь содержание действий по стадиям и этапам. 1) Концептуальная стадия проектирования педагогических систем Проектирование на концептуальной стадии начинается с этапа выявления противоречия: что мешает в практике образования достичь высоких результатов? Детальный анализ наличной ситуации позволяет, как правило, выявить целый клубок, комплекс противоречий. Среди них надо выделить основное, главное звено. Оно и составляет проблемную ситуацию, т е. такую ситуацию, когда неудовлетворительное состояние дел уже осознано, но пока неясно, что следует сделать для его изменения. Приведем такой пример. Уровень подготовки обучающихся какой-либо организации по учебному предмету физика явно неудовлетворителен. Причин, противоречий здесь может быть много: это недостатки в содержании –противоречие между требуемым и имеющимся уровнем математической подготовки обучающихся; излишняя академичность применяемых методов обучения, некомплектность демонстрационного, лабораторного обо­рудования, низкая дисциплина обучающихся на уроках и т.д. Противоречий может быть множество. Но вот выявляется основное, ключевое, которое и становится проблемной ситуацией: отсутствие у обучающихся положительных мотивов к изучению этого учебного предмета. После выявления проблемной ситуации начинается формулирование проблемы. Чтобы из проблемной ситуации сформулировать проблему, нужна ведущая идея (или ряд ведущих идей). Проблемная ситуация, оплодотворенная идеей, становится проблемой. Проблема выступает как антипод будущей цели. Возвращаясь к вышеизложенному примеру, можно отметить, что сформировать у обучающихся положительную мотивацию к изучению физики, можно, в принципе, разными путями: увлечь, например, их интересными рассказами о жизни и деятельности великих ученых-физиков; или насытить занятия по физике стихами и музыкой и т.д. В то же время можно выявить, что наиболее действенной возможностью повысить у обучающихся интерес к изучению физики является практическая направленность ее преподавания. Теперь можно сформулировать проблему – как придать курсу физики в школе практическую направленность? (Приведенный пример не является идеальным, он несколько упрощен в силу того, что его основная задача – показать логику формулировки проблемы, цепочку логических рассуждений от выявления противоречий до проблемы. Прошу обратить внимание на то, как определяется проблема – это потребуется для выполнения практического задания). Практический педагогический работник или коллектив в социальных системах, какими являются, в частности, образовательные организации, совершая какие-либо новые более или менее крупные шаги, неизбежно затрагивают интересы других людей и организаций. В нашем случае с пре­подаванием физики – это сами обучающиеся, руководители образовательной организации, преподаватели других предметов, с которыми преподавателю физики неизбежно придется вступать в контакты и т.д., а также органы управления образованием, поскольку изменения в содержании преподаваемого курса могут войти в противоречие с федеральными или региональными компонентами государственного стандарта и т.д. Поэтому выделяется следующий этап: определения проблематики. Проблематика в системном анализе определяется как сплетение, комплекс проблем, которые неразрывно связаны с проблемой, подлежащей разрешению. В методологии практической деятельности необходимость рассмотрения проблематики вытекает из того, что система практической деятельности включает в себя множество подсистем и входит в другие, более общие и сложные системы – надсистемы, а решение поставленной проблемы требует учета последствий для всех из них. Для определения проблематики необходимо охватить весь круг участников – т.е. физических лиц и организаций: 1. Участников, принимающих решения, т.е. тех, от полномочий которых непосредственно зависит решение проблемы (руководителей образовательной организации, работников органов управления образованием и т.д.). 2. Активных участников, чьи действия (содействия) потребуются при решении проблемы. 3. Пассивных по отношению к решаемой проблеме участников, на ком скажутся (положительным или отрицательным образом) последствия решения проблемы. 4. Участников с возможным негативным отношением к решению проблемы, которые могут предпринять враждебные действия. Каждый из участников может иметь свое видение проблемы, иметь свое отношение к ней, т.к. ее существование или исчезновение может привести к появлению у них их собственных проблем. Построение проблематики и состо­ит в определении (в т.ч. в описании) того, какие изменения и почему хочет (или не хочет) внести каждый из участников. Диалектический метод предписывает рассматривать проблему всесторонне, в том числе и во времени (историческом) и в пространственном плане. Проблематика, по сути дела, – это ответ на вопрос: какие существующие обстоятельства и прошлый опыт – как положительный, так и отрицательный – заставляют именно этих участников, именно в данной культурной среде, включающей именно данные ценности, именно в данный момент воспринимать данное состояние дел как проблему? Определение цели. Следующий этап концептуальной стадии проектирования – на основе сформулированной проблемы и установленной проблематики определяется цель проектирования системы, в частности, педагогической, образовательной системы. На данном важнейшем этапе определяется, что надо сделать для снятия проблемы - все последующие стадии и этапы проектирования будут определять – как это сделать. Основная трудность определения цели заключается в том, что, как уже говорилось, цель является как бы антиподом проблемы. Та или иная система создается для решения проблемы. При формулировании проблемы определяется, что является неудовлетворительным. Это относительно просто – ведь то, что нам не нравится, существует. Когда же мы переходим к цели, то пытаемся определить, что же нам хочется. При этом как бы указывается направление, в котором следует «уходить» от существующего и нас не устраивающего положения дел. Но таких возможных направлений много. А выбрать надо одно – правильное, рациональное. Точнее говоря – как правило одно – из-за ограниченности ресурсов (временных, материальных, интеллектуальных и т.д.) «гнаться за двумя зайцами», чаще всего, не удается. Определение целей - чрезвычайно сложный и тонкий процесс. Это сочетание логики и интуиции. Причем Д. Джонс, известный специалист по проектированию, отмечает, что в этом случае «пути... сочетания интуитивного с рациональным не установлены; пожалуй, их и невозможно установить в общем виде, в отрыве от конкретной проблемы и конкретного человека, так как они зависят от того, какое количество объективной информации имеется в распоряжении проектировщика, а также от его квалификации и опыта». И, добавим еще, от его личных склонностей и вкусов. Необходимо очень внимательно подходить к определению целей. Так как правильно заданная цель – это половина успеха в решении проблемы. Если цели, как правило, задаются на качественном уровне, то в некотором смысле замещением их на количественном уровне являются критерии. Поэтому следующим этапом на концептуальной стадии проектирования является выбор критериев. Выбор критериев. Одним из наиболее острых и сложных вопросов является выбор критериев. Содержание вопроса перехода от целей к критериям становится ясным, если рассматривать критерии как количественные модели качественных целей. Действительно, сформированные критерии в дальнейшем как бы в некотором смысле замещают цели. От критериев требуется возможно большее соответствие целям, сходство с ними. Но в то же время критерии не могут полностью совпадать с целями, поскольку они фиксируются по-разному. Цели просто называются. А критерии должны быть выражены в тех или иных шкалах измерения. Определением цели и критериев завершается первая, концептуальная стадия проектирования образовательных систем. Формой документа, где отражаются цели и критерии (если он необходим) является техническое за­дание. Название, для педагогики, прямо скажем, режет слух. Но эта форма документа распространилась повсеместно и уже достаточно широко используется в сфере образования. 2) Моделирование педагогических систем Следующей стадией фазы проектирования педагогической (образовательной) системы становится ее моделирование. Модель выступает как образ будущей системы. В процессе моделирования задействованы как бы четыре «участника»: «субъект» - инициатор моделирования и/или пользователь его результатов; «объект-оригинал» - предмет моделирования, т.е. та педагогическая, образовательная система, которую хочет создать и/или пользоваться в дальнейшем «субъект»; «модель» - образ, отображение объекта; «среда», в которой находятся и с которой взаимодействуют все «участники». Модели являются способом организации практических действий, способом представления как бы образцово правильных действий и их результатов, то есть является рабо­чим представлением, образом будущей системы. Таким образом, модели носят нормативный характер для дальней­шей деятельности, играют роль стандарта, образца, под который «подгоняется» в дальнейшем как сама деятельность, так и ее результаты. Примерами моделей могут быть планы и программы действий, уставы организаций, кодек­сы законов, рабочие чертежи, экзаменационные требова­ния и т.д. Стадия моделирования включает в себя этапы: построения моделей; оптимизации моделей; выбора модели (принятия решения). Построение моделей. Для создания моделей у человека есть всего два типа «материалов» - средства самого сознания и средства окружающего материального мира. Соответственно этому модели делятся на абстрактные (идеальные) и материальные (реальные, вещественные). Поскольку в нашей лекции речь идет о образовании, где материальные модели пока не применяются или почти не применяются, в дальнейшем мы их рассматривать не будем. Абстрактные модели являются идеальными конструкциями, построенными средствами мышления, сознания. Абстрактные модели являются языковыми конструкциями. Абстрактные модели могут формироваться и передаваться другим людям средствами разных языков, языков разных уровней специализации. Во-первых, посредством естественного языка (как конечный результат, посколь­ку в процессе построения моделей человеком используются и неязыковые формы мышления — «интуиция», образное мышление и т.д.). На естественном языке человек может говорить обо всем, он является средством построения любых абстрактных моделей. Универсальность естественного языка достигается еще и тем, что языковые модели обладают неоднородностью, расплывчатостью, размытостью. Многозначность почти каждого слова, используемого в естественном языке любой национальности, а также неопределенность слов (несколько, почти, много и т.д.) при огромном числе вариантов их соединения во фразы позволяет любую ситуацию отобразить с достаточной для обычных практических целей точностью. Эта приблизи­тельность является неотъемлемым свойством языковых моделей. Но рано или поздно практика сталкивается с ситуациями, когда приблизительность, естественного языка оборачивается недостатком, который необходимо преодолевать. Поэтому, во-вторых, для построения абстрактных моделей используются «профессиональные» языки. Их применяют люди, связанные общими для них, но частными для всех остальных людей видами деятельности. Дифференциация наук объективно потребовала создания специ­ализированных языков, более четких и точных, чем есте­ственный. В-третьих, когда средств естественного и профессиональных языков не хватает для построения моделей, используются искусственные, в том числе формализованные, языки - например, в логике, математике. К искусственным языкам относятся компьютерные языки, а также чертежи, схемы и т.п. Требования, предъявляемые к моделям. Для того, чтобы создаваемая модель соответствовала своему назначению, недостаточно создать просто модель. Необходимо, чтобы она отвечала ряду требований, обеспечивающих ее функционирование. Недостаточность выполнения этих требований лишает модель ее модельных свойств. Первым таким требованием является ее ингерентность, то есть достаточная степень согласованности создаваемой модели со средой, чтобы создаваемая модель была согласована с культурной сре­дой, в которой ей предстоит функционировать, входила бы в эту среду не как чужеродный элемент, а как естественная составная часть. Другой аспект ингерентности модели состоит в том, что в ней должны быть предусмотрены не только «стыковочные узлы» со средой (интерфейсы), но, и, что не менее важно, в самой среде должны быть созданы предпосылки, обеспечивающие функционирование будущей системы. То есть не только модель должна приспосабливаться к сре­де, но и среду необходимо приспосабливать к модели будущей системы. Второе требование - простота модели. С одной стороны, простота модели - ее неизбежное свойство: в модели невозможно зафиксировать все многообразие реальной ситуации. Ведь, допустим, учитель, строя модель урока, не может предусмотреть всего невообразимого множества возможных ситуаций, которые могут иметь место в процессе проведения урока - он всегда оставляет определенную возможность, свободу маневра - перекладывая все возможное потенциальное многообразие на импровизацию. С другой стороны, простота модели неизбежна из-за необходимости оперирования с ней, использования ее как рабочего инструмента, который должен быть обозрим и понятен, доступен каждому, кто будет участвовать в реализации модели. Поясним этот аспект таким банальным примером: любой документ, направляемый руководству, как показывает опыт, не должен содержать более 1,5 страниц машинописного (компьютерного) текста - длинные документы «начальство» просто не читает: у «начальства» слишком ограниченный временной ресурс, на большие тексты у крупных руководителей просто нет времени. С третьей стороны, есть еще один, довольно интересный и непонятный пока аспект требования простоты модели, который заключается в том, что чем проще модель, тем она ближе к моделируемой реальности и тем она удобнее для использования. Наконец, третье требование, предъявляемое к модели - ее адекватность. Адекватность модели означает возможность с ее помощью достичь поставленной цели проекта в соответствии со сформулированными критериями. Адекватность модели означает, что она достаточно полна, точна и истинна. Достаточно не вообще, так сказать безразмерно, а именно в той мере, которая нас удовлетворяет - чтобы достичь поставленной цели. Иногда удается (и это желательно) ввести некоторую меру адекватности модели, то есть определить способ сравнения разных моделей по степени успешности достижения цели с их помощью. Если такой способ приводит к качественной мере адекватности, то задача улучшения модели намного облегчается. В таких случаях можно говорить о количественной идентификации модели, то есть о нахождении в некотором классе моделей наиболее адекватной из них; об установлении чувствительности и устойчивости модели; об их адаптации, то есть вариативности их подстройки с целью повышения адекватности и т.д. Таким образом, мы выделили три основных требования, предъявляемых к моделям: ингерентности, простоты и адекватности как отношения моделей с тремя остальными «уча­стниками» процесса моделирования: со средой (ингерентность), субъектом, создающим и/или использующим модель (упрощенность), с моделируемым объектом, т.е. с создаваемой педагогической системой (адекватность). Методы моделирования. Метод «сценариев». Метод подготовки и согласования представлений о проектируемой системе, изложенных в письменном виде, получил название метода «сценариев». Первоначально этот метод предполагал подготовку текста, содержащего логическую последовательность событий или возможные варианты решения проблемы, развернутые во времени. Однако позднее обязательное требование временных координат было снято, и сценарием стал называться любой документ, содержащий анализ рассматриваемой пробле­мы и предложения по ее решению, по развитию системы, независимо от того, в какой форме он представлен. Графические методы. Графические представления позволяют наглядно отработать структуру моделируемых систем и процессов, происходящих в них. В этих целях используются графики, схемы, диаграммы, гистограммы, древовидные структуры и т.д. Дальнейшим развитием графических методов стало использование, в частности, те­ории графов и возникшие на ее основе методы сетевого моделирования. Метод структуризации. Структурные представления разного рода позволяют разделить сложную проблему с большой неопределенностью на более мелкие, лучше поддающиеся анализу, что само по себе можно рассматривать как некоторый метод моделирования, именуемый иногда системно-структурным. Виды структур, получаемые путем расчленения системы во времени — сетевые структуры или в пространстве - иерархические структуры, матричные структуры. Особым методом структуризации можно выделить метод «дерева целей». Метод «дерева целей». Идея метода дерева целей была предложена У. Черчменом в связи с проблемами принятия решений в промышленности. Термин «дерево» подразумевает использование иерархической структуры, по­лучаемой путем расчленения общей цели на подцели, а их, в свою очередь, на более детальные составляющие, которые в конкретных приложениях называют подцелями нижележащих уровней, направлениями, проблемами, а начиная с некоторого уровня - функциями. Следующий этап стадии моделирования - оптимизация моделей. Оптимизация моделей. Оптимизация заключается в том, чтобы среди множества возможных вариантов моде­лей проектируемой системы найти наилучшие в заданных условиях, т.е. оптимальные альтернативы. В этой фразе важное значение имеет каждое слово. Говоря «наилучшие», мы предполагаем, что у нас имеется критерий (или ряд критериев), способ (способы) сравнения вариантов. При этом важно учесть имеющиеся условия, ограничения, так как их изменение может привести к тому, что при одном и том же критерии (критериях) наилучшими окажутся другие варианты. Оптимизация моделей педагогических (образовательных) систем сводится, в основном, к сокращению числа альтернатив и проверке моделей на устойчивость. Если специально стремиться к тому, чтобы на начальной стадии было получено как можно больше альтернатив моделей, то для некоторых проблем их количество может до­стичь большого числа решений. Очевидно, что подробное изучение каждой из них приведет к неприемлемым затратам времени и средств. На этапе оптимизации рекомендуется проводить «грубое отсеивание» альтернатив, проверяя их на присутствие некоторых качеств, желательных для любой приемлемой альтернативы. К признакам «хороших» альтернатив относятся надежность, многоцелевая пригодность, адаптивность, другие признаки «практичности». В отсеве могут помочь также обнаружение отрицательных побочных эффектов, недостижение контрольных уровней по некоторым важным показателям (например, слишком высокая стоимость) и пр. Предварительный отсев не рекомендуется проводить слишком жестко; для детального анализа и дальнейшего выбора необходимы хотя бы несколько альтернативных вариантов моделей. Важным требованием оптимизации моделей является требование их устойчивости при возможных изменениях внешних и внутренних условий, а также устойчивости по отношению к тем или иным возможным изменениям самой модели проектируемой педагогической (образовательной) системы. В практике же проектирования педагогических (образовательных) систем, так же как и во многих других областях профессиональной деятельности, не поддающихся пока «математизации», для оптимизации моделей используются такие методы, как анализ, «проигрывание» возможных ситуаций, «мысленный эксперимент» (что произойдет, если изменяются такие-то условия? такие-то условия? и т.д.). Отобранные и проверенные на устойчивость модели становятся основой для последнего, решающего этапа стадии моделирования - выбора модели для дальнейшей реализации. Выбор модели (принятие решения). Выбор одной-единственной модели для дальнейшей реализации является последним и, пожалуй, наиболее ответственным этапом стадии моделирования, его завершением. Выбор является действием, придающим всей деятельности целенаправленность. Именно выбор реализует подчиненность всей деятельности определенной цели. Рано или поздно наступает момент, когда дальнейшие действия могут быть различными, приводящими к разным результатам, а реализовать можно только одно. Причем вернуться к исходной ситуации, как правило, уже невозможно. Как правило, выбор рационального варианта модели проектируемой системы основывается на последовательном сокращении числа рассматриваемых вариантов за счет анализа и отбрасывания несуществующих или неконкурентоспособных по различным соображениям и показателям альтернатив. При выборе альтернатив следует иметь в виду, что цели проектируемой системы могут быть подразделены по их приоритетности на: • цели, достижение которых определяет успех проекта; • цели, которыми частично можно пожертвовать для достижения целей первого уровня; • цели, имеющие характер дополнения. В любом случае выбор (принятие решения) является процессом субъективным, и лицо (лица), принимающие решение, должны нести за него ответственность. Поэтому в целях преодоления (уменьшения) влияния субъективных факторов на процесс принятия решения используются чаще всего методы экспертизы. 3) Конструирование педагогических систем Следующей стадией проектирования педагогических (образовательных) систем является стадия конструирования, которая заключается в определении конкретных способов и средств реализации выбранной модели в рамках имеющихся условий. Процесс конструирования включает в себя этапы: декомпозиции, агрегирования, исследования условий, построения программы. Декомпозиция. Декомпозиция - это процесс разделения общей цели проектируемой системы на отдельные подцели-задачи в соответствии с выбранной моделью. Декомпозиция в иерархических системах предусматривает разделение общей цели на подцели (задачи), те, в свою очередь, разделяются на подзадачи и т.д. Декомпозиция позволяет расчленить всю работу по реализации модели на пакет детальных работ, что позволяет решать вопросы их рациональной организации, мониторинга, контроля и т.д. Основные правила декомпозиции заключаются в следующем: 1. Как правило, реализуется два противоположных подхода: • подход «сверху» - целевой (целенаправленный) - для определения, как конкретная задача отвечает, согласуется с общей целью проекта (в соответствии с выбранной моделью); • подход «снизу» - морфологический - для определения конкретных возможностей реализации задачи: по ресурсному обеспечению, по временным и пространственным возможностям, по квалификации работников и т.п. 2. Число задач в проекте или число компонентов каждой задачи коллективного проекта не должно быть больше 7 ± 2 (в силу гипотезы Миллера). Содержание этого требования можно объяснить ограничением возможностей оперативной памяти человека, его спо­собностью анализировать в оперативной памяти не более 7 ± 2 составляющих и связей между ними. 3. Для каждой части реализации проекта, соответствующей каждой задаче, определяются имеющие к ней отношение данные: продолжительность, объемы работ, необходимая информация, оборудование и т.д. и т.п. 4. По каждой задаче проводится критический анализ для подтверждения правильности и выполнимости поставленной задачи. Агрегирование. Процесс, в определенном смысле противоположный декомпозиции - это агрегирование (дословно - соединение частей в целое). Агрегирование - это процесс согласования отдельных задач реализации проекта между собой. Основными методами агрегирования являются определение конфигуратора и использование классификаций. Конфигуратором называется минимально достаточный набор различных языков описания процесса решения проблемы. Действительно, всякое сложное явление требует разностороннего, многопланового описания, рассмотрения с различных точек зрения. Только совместное (агрегированное) описание в понятиях нескольких качественно различающихся языков позволяет охарактеризовать явление с достаточной полнотой. Это соображение приводит к понятию агрегата, состоящего из качественно различных языков описания проектируемой системы и обладающей тем свойством, что число этих языков минимально, но необходимо для заданной цели. Этот агрегат и является конфигуратором. Классификация рассматривается как систематизация классов объектов, как средство установления связей между ними. Применение классификаций в целях упорядочения задач реализации проектируемой системы (а при иерархической их структуре - задач, подзадач и т.д.) позволяет выделить задачи, как рядоположенные, равнозначные компоненты, поскольку они будут иметь общее основание классификации, сделав понятными связи между ними. Естественно, основания классификаций могут быть в каждом случае различными: по «пространственной» и временной структуре процесса реализации проекта, по составу, структуре и функциям (три основные ха­рактеристики, определяющие систему, если рассматривать каждую задачу как подсистему) и т.д. При иерархическом многоуровневом (более двух уровней) построении задач, естественно, возникает необходимость определения общего основания оснований классификаций. То есть определение - по какому общему основанию строятся дальнейшие, более детальные классификации. Когда определена и выстроена вся взаимосвязанная совокупность задач реализации проекта (можно сказать, и это будет достаточно строго - система задач), начинается следующий этап конструирования педагогической (образовательной) системы - исследование условии. Исследование условий реализации модели. Естественно, любая модель педагогической (образовательной) системы может быть реализована в практике лишь при наличии определенных условий: кадровые, мотивационные, материально-технические, научно-методические, финансовые, организационные, нормативно-правовые, информационные. Естественно, необходим детальный анализ по каждой задаче (по всей системе задач) и по каждой группе условий: какие конкретные условия имеются для решения каждой конкретной задачи, какие условия необходимо выполнить, создать дополнительно. Наконец, когда выстроена вся система задач реализации системы и исследованы условия ее реализации, приступают к последнему этапу конструирования педагогической (образовательной) системы — этапу построения программы реализации. Программа реализации мо­дели педагогической (образовательной) системы на практике - это конкретный план действий по реализации модели в определенных условиях и в установленные (определенные) сроки. 4) Стадия технической подготовки Последняя стадия фазы проектирования педагогических (образовательных) систем - стадия технологической подготовки процесса реализации спроектированной системы в практике. Она заключается в подготовке рабочих материалов, необходимых для реализации спроектированной системы: учебно-программной документации, методических разработок, программного обеспечения и т.д., а также, например, должностных инструкций исполнителей при реализации сложного проекта и т.п. Поскольку технологическая подготовка процесса реализации системы целиком определяется его конкретным содержанием и в каждом конкретном случае она специфична, подробно описать эту стадию в общем виде вряд ли возможно. Таким образом, мы рассмотрели всю последовательность проектирования педагогических (образовательных) систем во всей ее полноте. Естественно, в простых случаях вовсе необязательно выполнять весь этот набор процедур. Если, к примеру, учитель проектирует очередной урок, то, конечно же, большинство стадий и этапов процесса проектирования будет пропущено, свернуто, или будет осуществляться на интуитивном уровне. Но чем сложнее проект, чем больше заинтересованных участников он охватывает, тем все больше проектирование будет «вписываться» в эту общую схем