Этапы функционального моделирования образовательных систем

Теория и практика развития системы общего образования молодежи и взрослых традиционно опирается на специальные андрагогические и психологические модели обучения взрослых. Однако в условиях постоянно развивающейся информационной среды инструментарий и сложившиеся принципы не позволяют эффективно осуществлять учебный процесс без привлечения новых информационных моделей учебной деятельности, новых методов ее мониторинга и стандартов описания открытых образовательных процессов.

Традиционные психологические и педагогические подходы в модели общего образования молодежи и взрослых ориентируются на сочетание системно-деятельностного, личностно-ориентированного, синергетического, акмеологического и андрагогического подходов, которые позволяют описать в модели ее характерные функции. Тем самым процесс общего образования молодежи и взрослых реализует различные подходы и принципы общего образования:

Инновационное общество

• -    принцип перманентности (непрерывности) компонентов общего образования молодежи и взрослых;

• -    принцип возрастной синзетивности при выборе образовательных технологий;

• -    принцип преемственности целей, содержания, методов и форм обучения;

• -    принцип познавательной интерактивности;

• -    принцип рефлексивности, самопознания и саморазвития.

Функционирование и совершенствование образовательных систем в информационной среде предполагает реализацию различных принципов и методов функционального анализа. В данной статье описываются результаты применения методологии функционального моделирования для построения модели общего образования взрослых. По нашему мнению, применение этой методологии к моделированию образовательных систем позволит более качественно проводить их анализ, а также унифицировать саму процедуру анализа. В России методология функционального моделирования в нотации IDEF0 официально принята и закреплена в стандарте ГОСТ Р 50.1.028-2001. Под словом «система» в упомянутом выше стандарте понимается совокупность взаимодействующих компонентов и взаимосвязей между ними. Под термином «моделирование» понимается процесс создания описания системы. Важным является понятие «процесс». Согласно ИСО 9000-2001, процесс есть совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих видов деятельности, преобразующая входы в выходы. Основу функциональной модели IDEF0 составляют структурированные описания тех или иных функций и информационных связей между элементами образовательной системы, которые позволяют:

• •    представлять и описывать полный спектр процессов образовательного учреждения на любом уровне детализации;

• •    обеспечивать точное и лаконичное описание моделируемых объектов;

• •    оптимизировать взаимодействие и взаимопонимание между специалистами, занятыми анализом и проектированием образовательных процессов.

  Terra Humana

  
  

Рассмотрим концептуальные основы структурирования полифунк-циональной модели общего образования взрослых. В соответствии с методологией IDEF0, функциональная модель обеспечивает полное, точное и адекватное описание образовательной системы. Пусть функциональная модель М моделирует образовательную систему С, если М отвечает на вопросы относительно С с точностью Т. Если считать, что целью создания функциональной модели является реализованный механизм поиска ответов на некоторую совокупность вопросов, то именно наличие и формулировка этих вопросов являются основой при разработке информационной структуры модели. При этом, если функциональная модель М отвечает не на все вопросы, или ее ответы не точны, считается, что модель не обеспечивает достижение поставленной цели. Тогда, в соответствии с методологией IDEF0, все процессы в образовательной системе будем называть функциями, а каждой функции будем ставить в соответствие уникальное описание в виде блока функциональной модели. Описание информационных связей и взаимодействий между блоками на диаграмме IDEF0 будем осуществлять входящими и выходящими стрелками. Входящие стрелки будут указывать необходимые условия для выполнения функций образовательной системы.

При разработке функциональной модели образовательной системы вечерней школы используется специальный графический язык, который позволяет максимально точно и лаконично показать все ее элементы. Это позволяет разработчикам точно и оперативно передавать информацию друг другу. Простота и доступность графического языка описания модели обеспечивается:

• •    возможностью понять и прочитать функциональные схемы;

• •    использованием меток и пояснений;

• •    иерархическим построением диаграмм, приводящим к детализации и уточнению каждой функции;

• •    древовидной структурой диаграмм модели, которые обеспечивают обозримость как модели, так и входящих в нее элементов.

Разработка модели ведется без привязки к существующей организационной структуре вечерней школы, что помогает избежать внесения в модель субъективного мнения руководителей организации. Но организационная структура должна появиться как результат использования модели. А несоответствия в структуре, полученной в результате моделирования, и в имеющейся организационной структуре позволяют выработать решения по ее совершенствованию.

Моделирование системы общего образования на основе IDEF0 начинается с представления объекта моделирования в виде одного функционального блока с интерфейсными дугами, которые определяют границы модели. Диаграмма, содержащая этот блок, называется контекстной диаграммой с идентификационным номером «А-0».

Далее для детализации и уточнения функциональной модели используется принцип декомпозиции (структурирования). При этом уровень детализации модели определяется целями построения модели и устанавливается непосредственно разработчиком модели. Собственно, декомпозиция – это процесс, в ходе которого разработчик модели и описывает внутреннюю структуру функционального блока.

В процессе декомпозиции функциональный блок А-0 подвергается детализации на дочерней диаграмме. По отношению к дочерней диаграмме и всем блокам на ней декомпозируемый блок является родительским блоком. В соответствии со стандартом IDEF0 любой блок на диаграмме любого уровня иерархии может быть подвергнут декомпозиции.

Представим этапы разработки функциональной модели общего образования молодежи и взрослых подробнее:

• 1)    информационно-справочная подготовка сопровождения модели;

• 2)    определение цели моделирования и разработка справочных руководств для пользователей модели;

• 3)    выбор направленности и функциональных характеристик модели (например, учащийся, учитель, директор школы);

• 4)    выбор типа создаваемой модели (например, модель потокового учебного процесса);

  Инновационное общество

  
  

• 5)    выбор предполагаемого способа использования модели и организация обучения;

• 6)    разработка диаграмм функциональной модели;

• 7)    этап согласования и утверждения модели;

• 8)    этап использования модели.

На этапе информационно-справочной подготовки сопровождения модели определим ее направленность, которая устанавливает границы модели с ее внешним окружением посредством описания внешних интерфейсов. Далее составим списки данных (объектов) образовательной системы (процесса), на основании которых разрабатывается список функций модели с точки зрения выбранных целей, которые сгруппируем в 3-6 функциональных блоков.

Построение блоков модели начинается с уровня А0. Ниже приведен пример графического представления диаграммы А0.

Управление:

Входы

Процесс (функция)

Выходы

Механизмы (ресурсы)

Диаграмма А0

В качестве функции может рассматриваться, например, система общего образования взрослых; входами диаграммы А0 могут быть социальный заказ, образовательные потребности взрослого человека, запросы и задачи; управление реализуется на основе информационного сопровождения; ресурсы включают содержание образования, андрагогичес-кие технологии обучения, а выходы представляют такие эффекты, как социальная ориентация, адаптация, творчество, креативность, прогнозирование, установка на непрерывное образование.

Последующие блоки будем располагать также по степени их доминирования друг над другом. На следующем этапе изобразим основные связи в виде дуг. Они отражают ограничения функциональной модели. Причем на начальном этапе представим входные и управляющие дуги, а далее изобразим внешние дуги с ICOM-кодами, которые связывают объекты и данные модели, необходимые для выполнения конкретных функций. Затем перейдем к описанию остальных дуг и их меток. Для этого определим оставшиеся нерассмотренными ограничения между блоками модели. Представим основные потоки данных между объектами и уточним обратные связи в потоках данных между объектами, позволяющие осуществлять адаптацию функций и коррекцию направленности модели.

Terra Humana

На следующем этапе создания функциональной модели необходимо еще раз проверить соответствие модели ее целям, уточнить назначение. Для этого необходимо, обобщая диаграмму А0, получить диаграмму А-0. Она позволяет выявить основную функцию для каждого объекта анализа, определить множество основных типов данных, которые используются или производятся объектом, и найти взаимосвязи и разграничение между ними.

Таким образом, на этом этапе создания функциональной модели осуществляется процесс обобщения информации, результатом которого является объединение дуг и уточнение их меток. На диаграммах А-0 и А0 отражаются основные входные данные и информация, механизмы управления системой, выходные результаты и функции объектов модели.

Сбор информации при построении модели образовательного процесса на основе использования стандарта IDEF0 предполагает изучение различных источников информации (нормативных документов, мнений экспертов), использование личного опыта и знаний, наблюдение за учебным процессом и деятельностью субъектов образовательной системы, проведение анкетирования и опросов, составление описания. Сбор информации преследует такие цели, как: получение фактов, выделение проблем, принятие решений, диалог и взаимодействие между субъектами.

В результате опросов определяются, например, особенности работы образовательного объекта, периоды времени для внесения изменений в образовательную систему, периоды организации диалога и взаимодействия между субъектами при возникновении проблем и конфликтных ситуаций.

Следующим этапом построения функциональной модели является процесс декомпозиции ее блоков. Он включает выбор блоков модели на диаграмме для декомпозиции, рассмотрение объекта и его основных функций, создание новой диаграммы. Затем – выявление недостатков новой диаграммы, проведение альтернативной декомпозиции функционального блока, корректировку и адаптацию новой диаграммы, адаптацию связанных с ней диаграмм.

Выбор начального функционального блока определяется его содержанием (например, функциональным доминированием, сложностью или понятностью в системе). При этом каждая новая диаграмма модели изображается аналогично диаграммам А0 и А-0, но в соответствии с принятым признаком. Например, если блоки модели располагаются в порядке доминирования, то к ним присоединяются внешние объекты, указываются управляющие объекты и описываются связи, позволяющие выполнить каждую функцию. Однако общее количество блоков на одной диаграмме, как правило, не превышает 6. Для преодоления проблем взаимодействия на уровне интерфейсов родительских блоков и диаграмм-потомков функциональной IDEF0-модели, при перечислении объектов для новой диаграммы необходимо выписать имена и ICOM-коды для всех граничных дуг. Затем – все остальные объекты. Выполнив декомпозицию (построение диаграммы-потомка), необходимо вернуться к родительскому блоку и проверить соответствие между граничными объектами на диаграмме-потомке и присоединенными дугами на родительском блоке.

Инновационное общество

Управление:

диагностика, прогнозирование интересы открытость, мобильность

Входы:

способности, потребности, запросы, задачи

Образовательный процесс

Выходы:

Цели образования и обучения, результаты, качество, профессионально-ориентационные деятельностно-технологические содержательно-адаптационные стимулирующе-диагностические

Механизмы, ресурсы: разнообразие содержания, многоступенчатость информационная среда инновации

Диаграмма А-0

Таким образом, совокупность полученных диаграмм и поясняющих материалов составляют функциональную модель образовательного процесса, при этом сам процесс создания модели связан как с получением знаний, так и с их представлением. Актуальные знания, полученные, например, в результате опроса экспертов или сбора информации фиксируются с помощью графического языка IDEF0.

Для совершенствования и конкретизации моделей разрабатывается информационное содержание модели, различные дополнения и уточнения к ним в виде ссылок. Для этого используются следующие дополнительные материалы: диаграммы глоссария, текстовые диаграммы, диаграммы иллюстраций (FEO-диаграммы), указатели диаграмм и указатели узлов модели, механизмы дополнительного буквенного индекса.

Благодаря дополнениям и уточнениям функциональной модели осуществляется более точное описание структуры образовательных данных, объектов, понятий и терминов, процессов и периодов прекращения декомпозиции образовательных процессов, выделение временных отношений между функциями.

Функциональные модели образовательных процессов в информационной среде, ориентированные на определение качества обучения, позволяют определить наиболее критические ситуации, требующие изменения, исключения или поиска альтернативных решений.

Terra Humana