Интерактивная обучающая система по дисциплине «Концепции современного естествознания»

В Национальном исследовательском Томском политехническом университете (ТПУ) разработана обучающая система по дисциплине «Концепции современного естествознания» (КСЕ) для проведения практических занятий и самостоятельной работы студентов экономических направлений [1, 2]. Главное достоинство обучающей системы состоит в организации самостоятельной работы студентов, как во время проведения практических занятий, так и вне аудиторных занятий. Основная идея создания системы заключалась в том, чтобы сохранить достоинства традиционного практического занятия и максимально использовать возможности информационных технологий.

Программное обеспечение организует самостоятельную работу студента, преподавателю отводится роль консультанта. Для учебнометодического обеспечения в структуре обучающей системы предусмотрена теоретическая часть, с одной стороны, содержащая исчерпывающие сведения для ответов на тестовые задания, с другой стороны – структурированная до необходимого минимума с выделением элементов знаний (окно «Теория») [2].

Темы практических занятий включают:

• ■    Методология.

• ■    История естествознания.

• ■    Свойства пространства-времени.

• ■    Вселенная.

• ■    Открытые системы. Самоорганизация.

• ■    Трансформация идей естествознания в экономику.

• ■    Фундаментальные силы. Взаимодействия.

• ■    Элементы биологии. Экология.

• ■    Проблемы и достижения естественных наук.

В связи с особой ролью и широким распространением явления самоорганизации в природе, начиная от атома и заканчивая Вселенной, в теоретической части курса КСЕ, рассматриваются самоорганизованные структуры (ячейки Бенара, реакция Белоусова-Жаботинского и др.).

Изучаются элементы нелинейной неравновесной термодинамики, рассматриваются условия возникновения диссипативных структур и др.

С целью учета профессиональной направленности обучающихся студентов (направление 080100 «Экономика») в курс КСЕ введена глава и практическое занятие «Трансформация идей естествознания в другие науки», в которой рассматриваются такие понятия, как энтропия, явление самоорганизации в экономике, обратимые и необратимые процессы, обратные связи, циклы (круговые процессы), волнообразные изменения, эволюционные процессы.

Кондратьев применил понятие циклов или волнообразных процессов в экономике [3], где он рассматривает обратимые и необратимые процессы, давая им свое определение, несколько отличающееся от определений этих понятий в термодинамике.

Кондратьев рассматривал 3 вида волнообразных процессов:

• 1)    коротковолновые (7 ^ 11 лет) - период колебания;

• 2)    средневолновые (20 ^ 25 лет);

• 3)    длинноволновые (50 ^ 60 лет), например мировой кризис 193 8-1998 гг.

«Длинные волны» экономического развития Кондратьева подтверждают фундаментальную теорию Чижевского: минимальная фаза экономической активности Кондратьева совпадает с пиком солнечной активности Чижевского (7-11лет) [4].

Кондратьев в рамках каждого 11-летнего цикла выделяет четыре фазы [3]: первая - период минимальной активности; вторая - период нарастания активности; третья - период максимальной активности; четвертая - период падения активности. Фазовая структура цикла полностью соответствует эволюции экономических кризисов [3, 4].

Для развития мыслительных операций (анализ, синтез, сравнение, исключение, дедукция, индукция и др.), познавательной самостоятельности и проверки усвояемости теоретического материала предусмотрен тестовый контроль знаний. Если студент затрудняется в ответе на тестовое задание, он обращается к теории. При неоднократном обращении к теории (студент отвечает в среднем на двадцать тестовых заданий) возникает положительная обратная связь, которая имеет нелинейный характер. При нелинейном характере положительной обратной связи усиливается эффективность изучения данного раздела дисциплины. В конце занятия студентам сообщается балл, а преподаватель получает протокол результатов тестирования. Оценка в баллах тестовых заданий может по желанию преподавателя варьироваться. При необходимости студент может выполнить занятие самостоятельно, без присутствия преподавателя.

База тестовых заданий содержит около тысячи заданий: открытого и закрытого типов, на соответствие, на упорядочение и др. Тестовые задания проверены на надежность и валидность.

Связь курса КСЕ с профессиональной направленностью студентов повышает мотивацию к его изучению. Информационный материал курса для большинства студентов ранее был неизвестен, что способствует заинтересованности студентов.

Курс КСЕ, апробированный в учебном процессе в течение пяти лет, позволяет сформировать компетенции студентов, которые, в дальнейшем, помогают им решать профессиональные задачи.