Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Информационная подготовка в вузах и факторы, влияющие на ее эффективность. 10
1. Информатизация общества и информационная подготовка в вузе . 11
2. Специфика информационной деятельности в открытых системах. 32
3. Особенности современной информационной картины мира и ее использование в оценке моделей. 40
Глава 2. Методика освоения информационных технологий в кон тексте основных положений современной информационной картины мира. 46
1. Методика построения и оценки информационных моделей принятия решения с опорой на информационную картину мира. 47
2. Информационная среда вуза как модель современного ин формационного пространства. 77
Заключение 92
Библиография 94
ПРИЛОЖЕНИЕ 108
- Информатизация общества и информационная подготовка в вузе
- Специфика информационной деятельности в открытых системах.
- Методика построения и оценки информационных моделей принятия решения с опорой на информационную картину мира.
Введение к работе
Актуальность исследования. Характерной чертой современного общества является возрастание роли информационного ресурса в развитии экономики и общества в целом. Как следствие этого, информация становится высшей ценностью и ведущим фактором общественного развития.
Концепция информационного общества была выдвинута в конце 70-х годов как теория постиндустриального варианта общественного развития. Основоположниками этой концепции считаются Д.Белл, Е.Масуда, Э.Тоффлер. Фундаментальное значение для понимания информационного общества сыграли книги Ф.Махлоупа: «Знание, его создание и экономическое значение» (Knowledge: its creation, distribution and economic significance), «Знание и производство знаний» (Knowledge and knowledge production), «Экономика информации и человеческий капитал» (The economics of information and human capital), которые вышли соответст-вкнно в 1980, 1982 и 1984 гг. В них подчеркивалась важность информации и информационных технологий для развития глобальной экономики и констатировался принципиальный факт превращения информации в товар. Современное информационное общество характеризуется также постоянным притоком несистематизированной информации. Это ведет к росту "информационного хаоса", который оказывает существенное воздействие на современную информационную среду. Это подчеркивалось рядом фундаментальных исследований: А.А.Харкевича, П.Сорокина, И. Приго-жина, И.Стингерс и др.
Информационная подготовка в вузе является в настоящее время обязательным компонентом профессиональной подготовки специалистов практически по любым специальностям. Это составляет ядро концепции так называемой "двойной компетенции", принятой большинством вузов. Названые концепции рассматривались в исследованиях: Е.Бидайбекова, О.К.Филатова, О.К.Козлова, М.Н.Швецкого и др. Особое внимание информационной подготовке уделяется студентам экономических специаль-
4 ностей, поскольку современная экономика теснейшим образом связана с
информационной сферой. В этом направлении было выполнено ряд докторских исследований: Н.В.Макаровой, А.Л.Денисовой, Б.А.Бекзатова, В.В.Мозолина и др.
Информационная подготовка в вузах традиционно имеет две составляющие: общеобразовательную и профессиональную. Большинство исследований, связанных с информационной подготовкой в вузах были посвящены, в основном, профессиональной составляющей (Ж.В. Иноземцева, Н.В.Молоткова, Р.А.Харченко, О.А.Козлов и др.).
Общеобразовательная подготовка специалистов исследовалась в меньшей степени, хотя и здесь были выполнены основополагающие работы (С.А.Бешенков, Е.А.Ракитина, Л.О.Филатова, В.В.Мозолин и др.).
Согласно этим исследованиям, общеобразовательную подготовку в вузе следует рассматривать как четвертый концентр общеобразовательной подготовки. Три первых концентра: начальное обучение, базовый курс, профильное обучение - реализуются в общеобразовательной школе. Содержание четвертого, вузовского концентра, согласно докторскому исследованию В.В.Мозолина составляют следующие вопросы.
Основное содержание общеобразовательной подготовки специалистов группируется вокруг двух основных направлений: "Информационные процессы", "Информационные основы управления". Центральным понятием в этом случае является понятие "Информационного ресурса", который раскрывается через следующие содержательные линии: "Информационные, социальные и экономические процессы", "Замкнутые и открытые системы", "Моделирование в экономике и социологии", "Управление процессами и системами". Согласно В.В.Мозолину, фундаментальную роль в общеобразовательной информационной подготовке, в частности, студентов социально-экономического профиля, играют межпредметные связи информатики и других учебных дисциплин.
5 Вместе с тем, несмотря на имеющиеся исследования соотношение
между общеобразовательным и профессиональным компонентами информационной подготовки в вузе остается открытым. В частности, остается не решенным следующий вопрос.
Информационная подготовка студентов, ориентирована, в основном, на их последующую деятельность в социальных и экономических системах. С точки зрения протекающих в них информационных процессов они представляют собой открытые системы. Характерной чертой этих систем является то, что предсказать их поведение можно только в очень ограниченных пространственных и временных масштабах. Это значит, что решающим качеством специалиста становится умение оценивать окружающую среду, свою информационную деятельность и принимать обоснованные решения о возможных путях ее осуществления.
Это возможно в том случае, когда специалист адекватно оценивает те информационные системы и модели, в которых реализуются профессионально - значимые информационные процессы. Как показано рядом исследований (С.А. Бешенков, Е.А.Ракитина, К.К. Колин и др.) адекватная оценка информационных систем и моделей, в конечном итоге, опирается на фундаментальные принципы, составляющие содержание современной информационной картины мира. Таким образом, знание этих принципов становится одним из определяющих факторов профессиональной готовности специалиста, в частности, экономического профиля, к деятельности в современном информационном обществе. Освоение этих принципов вместе с основами формализации и моделирования должно с необходимостью войти в содержание общеобразовательного компонента информационной подготовки в вузе.
Все вышесказанное позволяет сформулировать проблему исследования как противоречие между необходимостью повышения эффективности информационной подготовки студентов к деятельности в открытых
информационных системах и отсутствием необходимых исследований в этом направлении.
Цель исследования - разработать методические подходы, позволяющие развить представления об информационной картине мира как решающего фактора результативности профессиональной информационной деятельности в открытых информационных системах и разработать содержание и структуру информационной подготовки студентов экономических специальностей реализующую эти подходы.
Объект исследования: информационная подготовка в вузе.
Предмет исследования: формирование эффективной профессиональной информационной деятельности в рамках вузовской информационной подготовки.
Гипотеза исследования - подготовка в вузе к профессиональ
ной информационной деятельности может быть сделана более эффектив
ной, если у студента будет сформировано представление о совре
менной информационной картине мира как системе основополагающих
принципов, позволяющих оценить адекватность модели объекту и целям
моделирования. Кроме того, это позволит:
- развить способность к информационной деятельности в нестан
дартных ситуациях, в частности умений принимать решения, что возможно
только на основе ясного понимания общих принципов функционирования
информационных систем, где осуществляется эта деятельность;
- полнее представить в обучении модельный подход, что являет
ся одной из основных задач современного профессионального образова
ния;
- развить способность к созданию существенно новых алгорит
мов и технологий;
- сформировать ценностные ориентиры, которые позволят оцени
вать информационную деятельность и ее результаты с экономической, и
социальной точек зрения;
7 В соответствии с целью и гипотезой определяются следующие
задачи исследования:
анализ опыта современной информационной подготовки в вузе и выявления причин слабой подготовки выпускников к современной информационной деятельности;
выявление путей влияния представлений об окружающем мире на характер и эффективность информационной деятельности, в частности на процесс принятия решений;
определение методов и форм введение модельного подхода как основного инструмента познания;
определение подходов к решению нестандартных информационных задач, в частности связанных с разработкой новых алгоритмов и технологий;
экспериментальная проверка предложенных методических подходов.
Теоретико-методологической основой исследования являются теории системного, компетентностного подходов, теория непрерывного и профильного образования, идеи системно-комплексного подхода к изучению явлений действительности, рассмотрения их с позиций исторического развития и диалектической взаимосвязи.
В частности, использовались идеи о дидактических особенностях организации учебно-познавательной деятельности (И.Я.Лернер, Н.Ф.Талызина, Д.Б.Эльконин и др.), о необходимости формирования ориентировочной основы деятельности (Л.С.Выготский, П.Я.Гальперин, В.В.Давыдов и др.), об особенностях использования информационных технологий в обучении и концепции информатизации образования (С.А.Бешенков, А.А.Кузнецов, О.К.Филатов, И.В.Роберт, В.М.Монахов и др.), о принципиальных основах формирования содержания образования (В.С.Леднев, И.Я.Лернер, М.И.Махмутов и др.).
8 Выбор комплекса методов исследования определялся целями и
задачами исследования. Применялись следующие методы: изучение и теоретический анализ научной, психолого-педагогической, методической, технической и специальной литературы по тематике исследования; сравнительный анализ учебных программ, учебно-методических пособий, учебников по информатике и информационным технологиям; обобщение отечественного и зарубежного опыта информационной подготовки; эмпирические методы (наблюдение, опрос, анкетирование, анализ результатов деятельности студентов), педагогический эксперимент, статистические методы обработки данных.
Организация и основные этапы исследования.
Исследование проводилось в несколько этапов.
На первом этапе (2002-2004 гг.) изучались и анализировались литературные источники по проблеме исследования, прежде всего, связанные с проблемой принятия решения в современной информационной среде
На втором этапе (2004-2005 гг.) экспериментально исследовались пути создания повышения эффективности вузовской информационной подготовки студентов - экономистов за счет расширения технологической цепочки решения задачи и использовании модельного подхода.
На третьем этапе (2005-2006 гг.) были разработаны содержание модуля "Формализация и моделирование" и были выделены существенные для информационной деятельности принципы современной информационной картины мира.
Научная новизна исследования заключается в определении принципов формирования умений осуществлять информационную деятельность, в открытых информационных системах, в которую включены элементы построения, анализа и использования информационных моделей, адекватность которых устанавливается на основе представлений, диктуемых современной информационной картиной мира.
9 Теоретическая значимость состоит в выявлении принципов, лежащих в основе современной информационной картины мира и их использовании при формировании навыков информационной деятельности.
Практическая значимость состоит в разработке модуля "Формализация и моделирование" в качестве компонента содержания общеобразовательной подготовки студентов - экономистов.
На защиту выносятся следующие положения:
Наличие "точек бифуркации" в открытой информационной системе, приводит к тому, что информационная деятельность в этих системах, как правило, включает в себя, элемент, связанный с принятием решения по выбору одного из возможных путей дальнейшего осуществления деятельности.
Процесс принятия включает в себя построение, анализ и использование информационных моделей, которые, в свою очередь опираются на фундаментальные принципы, отражающие особенности современной информационной картины мира.
Для профессиональной информационной деятельности значимыми являются следующие принципы, составляющие фундамент современных информационных представлений: закон простоты сложных систем, закон конечности информационных характеристик сложных систем, закон необходимого разнообразия Эшби, закон Онсагера о максимизации убывания энтропии, принцип ла Шателье.
Освоение информационной деятельности с элементами принятия решений в контексте сформулированных выше принципов, позволяет сформировать готовность студента к творческой деятельности в современной информационной среде.
5. С методической точки зрения освоение элементов теории при
нятия решения, моделирования, целесообразно осуществлять в рамках
проблемного обучения с опорой на основные принципы, определяющие
содержание современной информационной картины мира.
Информатизация общества и информационная подготовка в вузе
Современный этап развития человеческой цивилизации характеризуется переходом к информационному обществу, основой которого является процесс информатизации.
Одно из первых определений информатизации дано академиком А.П. Ершовым "Информатизация - это комплекс мер, направленных на обеспечение полного использования достоверного, исчерпывающего и современного знания во всех общественно значимых видах человеческой деятельности ... Это всеобщий и неизбежный период развития человеческой цивилизации, период освоения информационной картины мира, осознания единства законов функционирования информации в природе и обществе, практического их применения, создания индустрии производства и обработки информации" [46 с. 82].
В Федеральном Законе РФ "Об информации, информатизации и защите информации" под информатизацией понимается "организованный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, организаций на основе формирования и использования информационных ресурсов".
Таким образом, средства и методы информатизации все более стремительно изменяют окружающий нас мир. При этом масштабы изменений, происходящие во всех областях человеческой деятельности, столь значительны, что можно говорить о возникновении новой глобальной проблемы развития цивилизации - проблемы человека в изменяющемся мире [69].
Информатизация общества не может осуществляться без адекватной информационной подготовки, как в общеобразовательной школе, так и вузе.
Вузовская информационная подготовка основана на выделении базисных задач, возникающих в информационной деятельности человека, и для каждой такой задачи определении базисных действий, обеспечивающие ее решение. На основе анализа литературы по информатике и информационным технологиям нами были выделены следующие обобщенные классы информационных задач, возникающих в практической деятельности людей:
сбор информации;
кодирование информации (понимаемое как перевод ее из одной знаковой формы в другую);
хранение информации;
обработка различных видов информации;
коммуникация;
моделирование;
управление.
Проблема выделения "элементарного" информационного процесса очень важна в плане построения содержания учебного предмета.
Характерной особенностью предмета информатики и информационных технологий является то, что один и то же субъект выступает в различных ролях: исполнителя, интерпретатора, разработчика и пр.
Обычно, человек не разделяет в себе двух действующих лиц: постановщика задачи и ее исполнителя. Постановка и решение задачи воспринимается как единый процесс. Только при отделении "исполнителя" от "постановщика" возникает специфическая задача управления исполнителем. Именно задачи на управление, будь то техническое устройство или другой человек, являются "источником" введения основных понятий информатики и информационных технологий.
Поэтому содержание, призванное раскрыть сущность информационных процессов в природе, технике, обществе, должна с необходимостью раскрывать вопросы, связанные с информационной основой управления.
Эти подходы лежат в основе построения общеобразовательного компонента информационной подготовки в вузе. Содержание общеобразовательной подготовки.
1. Информационные процессы в природе, обществе, технике.
2. Информационные задачи.
3. Постановка информационной задачи, методы ее решения.
4. Компьютер как основной инструмент решения информационных задач.
5. Анализ результатов решения задачи.
Общеобразовательный компонент является основой для изучения информационных технологий, которые соответствуют определенному виду информационной деятельности.
Специфика информационной деятельности в открытых системах.
В настоящее время, все большее значение уделяется системной методологии, основными компонентами которой являются системный подход и системный анализ, общая теория систем.
Системный подход - это методология исследования, конструирования, прогнозирования систем разных типов и классов (И.В. Блауберг, В.Н. Садовский, Э.Г. Юдин и др.). Главным методологическим ядром системного подхода является система.
Существует несколько подходов к решению задач в рамках системного подхода.
Динамический подход фокусирует внимание на исследовании изменчивости во времени самой системы и ее состояния. Изменение сложной системы можно представляют как совокупность двух функций времени: одна описывает внутреннее состояние системы, а другая — выходной процесс системы, т. е. воздействие системы на внешнюю среду. Обе функции зависят, с одной стороны, от воздействия внешней среды на систему, т. е. входного процесса системы, и, с другой стороны, от воздействия случайных факторов, присущих самой системе.
Гомеостатический подход - подход к решению задач, относящихся к сложным системам и происходящим в них процессам, на основе понятий, моделей, идей и принципов гомеостатики. Гомеостатика изучает такие механизмы управления системами, которые обеспечивают поддержание жизненно важных для систем параметров в допустимых пределах.
Синергетический подход рассматривает системы как открытые самоорганизующиеся системы, подверженные кооперативному эффекту, который сопровождается образованием пространственных, временных или функциональных структур. Теоретической основой является синергетика, которая возникла в ответ на кризис исчерпавшего себя стереотипного, линейного мышления.
Ситуационный подход состоит в том, что пригодность различных методов при исследовании систем определяется конкретной ситуацией.
Качественные методы системного анализа применяются, когда отсутствуют описания закономерностей систем в виде аналитических зависимостей. В качественных методах основное внимание уделяется организации постановки задачи, новому этапу ее формализации, формированию вариантов, выбору подхода к оценке вариантов, использованию опыта человека, его предпочтений, которые не всегда могут быть выражены в количественных оценках.
Количественный подход заключается в переходе от качественных оценок к количественным при помощи математических, статистических методов, инженерных расчетов, экспертных оценок и др.
В зависимости от целей исследования специфики объекта и других факторов, возможно, то или иное сочетание рассмотренных подходов (аспектов) в системном исследовании. В исследовании современных проблем управления используются разнообразные сочетания аспектов системного подхода.
В результате использования системного подхода как методологической конструкции возможно исследование проблем с различных и новых точек зрения. Здесь уместно кратко остановиться на соотношении понятий "системность" и "комплексность", "системный подход" и "комплексный подход".
В современной научной литературе наметились тенденции с одной стороны употреблять их как синонимы, с другой проводить между ними определенные различия. Комплексность является специфической формой конкретизации системности и в некотором смысле понимается уже, чем системность. Системность отражает целостный, целенаправленный, организованный характер объектов, тогда как комплексность характеризует в большей мере взаимосвязанность, взаимообусловленность, разноаспектность, широту охвата проблемы. Системность в полной мере охватывает связи, как по горизонтали, так и по вертикали, в то время как комплексность охватывает преимущественно связи одного или нескольких смежных уровней системы.
Существенной чертой системного подхода является также динамическое понимание объекта. Здесь речь идет о развивающейся системе, в результате, которого изменяется структура, состояния, поведение, функционирование, т.е. исследуемый объект, рассматривается как процесс непрерывного развития (совершенствования) системы с точки зрения ее основных свойств.
При системном подходе исследование носит целенаправленный характер, т.е. подчиненно определенной цели.
Системный подход предполагает исследование систем проводить, исходя из реальных задач и целей системного исследования, т.е. опираясь на системную формулировку проблемы, определение объекта исследования и процесса исследования как системы. Конкретизация этого принципа к исследованию управленческих проблем означает: формулируется проблема; структуризация проблемы осуществляется таким путем, чтобы выделенные элементы проблемы образовывали систему; в решении частных задач и осуществлении отдельных этапов исследования должна быть логическая и временная взаимосвязь, отражающая цель исследования, специфику систем исследования и характер проблемы; в зависимости от этого выбираются и методы исследования; переход к решению следующей частной задачи осуществляют, после того как определено влияние уже решенной проблемы на общую проблему, одновременно проверяя изменение условий и связей в зависимости от решенной уже проблемы; нет необходимости стремиться к оптимальному решению частных проблем, необходимо искать оптимальное или близкое к нему решение общей проблемы.
Методика построения и оценки информационных моделей принятия решения с опорой на информационную картину мира.
Моделирование — многоаспектное явление и многоплановая деятельность. Можно говорить о моделировании как о методологической основе современной науки, как об инструменте любой познавательной деятельности, как о важном дидактическом средстве. Мир моделей, используемых в познании, общении, практической деятельности - многообразен. В обучении важное место занимает такой класс моделей, как информационные модели. Это всевозможные формулы, графики, словесное описание, таблицы, схемы, формулировки законов, алгоритмы и пр.
Согласно исследованиям Е.А.Ракитиной в педагогике моделирование должно рассматриваться в трех аспектах:
как средство обучения, поскольку большая часть учебной информации поступает к обучаемому в виде учебных моделей самого разнообразного вида — словесное описание, таблицы, графики, макеты, муляжи, схемы, формулы и пр. Отличительной особенностью этого аспекта является то, что модели, разработанные преподавателем, автором учебника, создателем научной теории и пр., предоставляются обучаемому в готовом виде. Его основная задача — воспринять эту модель и «встроить» ее (желательно в неизменном виде) в свою систему знаний. Роль обучаемого сводится к роли «приемника» информации;
как инструмент познания, поскольку любая познавательная деятельность связана с построением внутренних представлений объекта изучения. По сути, эти представления носят характер информационных моделей. Отличительная особенность этого аспекта заключается в том, что обучаемый выступает в роли создателя, разработчика моделей, которые в силу этого отражают личностные факторы, особенности ассоциативного мышления обучаемого, его опыт, мотивы и предпочтения. Основная проблема дидактики связана с тем, что модели, которые обучаемый выстраивает сам, далеко не всегда совпадают с теми, которые ему предлагаются преподавателем или автором учебника. Именно поэтому сегодня так много говорится о важности формирования умения адекватного восприятия текстов;
как объект изучения, поскольку любая модель может рассматриваться как новый конструктивный объект, обладающий своими свойствами и характеристиками. Для разных моделей можно выделить их инвариантные свойства, особенности, накладываемые выбранным способом представления объекта моделирования, и пр. Все это может выступать объектом изучения.
Модель и моделирование с начала становления информационной подготовки были одним из основных ее понятий, но их роль и содержательное наполнение с течением времени менялось очень существенно. Рассмотрим некоторые подходы к понятию модели, которые нашли свое отражение в школьных и вузовских учебниках информатики.
Авторы современных учебников по-разному подходят к рассмотрению данной линии, и предлагают различные варианты в определении понятий «модель» и «моделирование». Так, можно увидеть следующие определения данных понятий:
модель - это некоторое упрощенное подобие реального объекта или процесса (И.Г. Семакин и др.). Определение моделирования в этом учебнике отсутствует. С.А. Бешенков и Е.А. Ракитина дают в своем учебнике несколько определений [22]:
модель - некоторое упрощенное подобие реального объекта;
модель - воспроизведение предмета в уменьшенном или увеличенном виде (макет); модель-схема,изображение или описание какого-либо явления или процесса в природе и обществе;
модель - это физический или информационный аналог объекта, функционирование которого по определенным параметрам подобно функционированию реального объекта;
модель - некий объект-заменитель, который в определенных условиях может заменять объект-оригинал, воспроизводя интересующие нас его свойства и характеристики, причем имеет существенные преимущества или удобства (наглядность, обозримость, доступность испытаний, легкость оперирования с ним и пр.);
модель - новый объект, который отражает некоторые стороны изучаемого объекта или явления, существенные с точки зрения цели моделирования;
модель - новый объект (реальный, информационный или воображаемый), отличный от исходного, который обладает существенными для целей моделирования свойствами и в рамках этих целей полностью заменяет реальный объект;
моделирование - построение моделей реально существующих объектов (предметов, явлений, процессов);
моделирование - замена реального объекта его подходящей копией;
моделирование - исследование объектов познания на их моделях.
В вузовском учебнике Н.В. Макаровой [85] приводится следующее определение:
модель - аналог (заместитель) оригинала, отражающий некоторые его характеристики;
моделирование - исследование объектов путем построения и изучения их моделей.
В учебнике А.Г. Гейна, А.И. Сенокосова, В.Ф. Шолоховича определение понятия «модель» отсутствует, но приводится следующее определение: «В сво 50 ей деятельности — художественной, научной, практической — человек
всегда создает некий «слепок» того объекта, процесса или явления, с которым ему приходится иметь дело. Такую замену реального объекта, явления или процесса его подходящей копией называют моделированием»[36, стр. 28]. Отсюда, очевидно, надо сделать вывод, что модель - это и есть та самая копия.
В учебном пособии Ю.А. Шафрина тоже не встречается определение понятия «модель», но есть определение моделирования:
под моделированием будем понимать замену реального объекта, явления или процесса с целью его изучения или описания «заменителем» в виде текста, схемы, таблицы, рисунка, натурной модели, математической формулы и т.д.;
моделированием называют процесс создания (а иногда и исследования) модели объекта.
Далее рассмотрим, как описываются в современных учебниках цели и этапы моделирования. А.Г. Гейн, А.И. Сенокосов, В.Ф. Шолохович целью модели считают установление связи между исходными данными и результатом. Авторы используют понятия: «плохо поставленная задача» и «хорошо поставленная задача». Они говорят об этом так: «Хорошо поставить задачу — это значит сформулировать предположения, позволяющие из всего многообразия информации выделить те существенные свойства изучаемого объекта или процесса, которые позволяют определить, что в данной задаче является исходными данными, что — результатами и какова связь между ними. Все это — предположения, исходные данные, результаты и связи между ними — называется моделью задачи»[ 36, стр. 84].
