Кибернетические принципы функционирования дидактической системы

Обучение состоит в передаче знаний или формировании навыков решения определенного класса задач. Основная цель заключается в приобретении умений успешного взаимодействия с окружающей средой. Кибернетическая педагогика рассматривает процесс обучения с позиций общей теории управления; в ее основе лежит системный подход. Как правило, дидактическая система состоит из ученика и учителя; роль учителя выполняет ЭВМ или человек, который сообщает полезную информацию, находит и исправляет ошибки, стимулирует работу ученика. Также возможно самообучение или обучение без учителя, при котором ученик самостоятельно изучает тот или иной вопрос и стимулирует свою деятельность. Известно, что управление, то есть целенаправленное изменение объекта (ученика) возможно, когда сформулирована цель управления, существуют канал сбора информации о состоянии среды и объекта, канал воздействия на объект и способ управления, позволяющий, исходя из информации о состоянии объекта и среды, достичь поставленной цели. Кибернетическое подход предполагает анализ структуры системы управления, выявление прямых и обратных связей, установление информационных потоков. Рассмотрим основные принципы кибернетики применительно к дидактическим системам: Принцип разнообразия: управляющая система должна иметь большее разнообразие, чем разнообразие управляемой системы. Для того, чтобы учитель имел возможность изменять свое состояние и поведение в ответ на изменение состояния ученика, он должен быть “устроен” сложнее, иметь большее число “внутренних состояний”. В противном случае он не сможет осуществлять управление его деятельностью и правильно реагировать на изменение ситуации. Вместо термина “разнообразие” можно использовать “сложность”. Из этого принципа следует, что увеличение сложности или разнообразия знаний учащегося требует повышения сложности знаний учителя и используемых методов обучения. Если разнообразие методов учителя меньше некоторого минимума, то он не сможет эффективно управлять деятельностью ученика. Понятно, что увеличение сложности управляемой подсистемы (ученика) должна сопровождаться увеличением сложности управляющей подсистемы (учителя). Принцип целостности (или эмерджентности): свойства системы не сводятся к сумме свойств ее отдельных элементов, а зависят от ее структуры. У.Эшби показал, что “чем больше система и чем больше различия в размерах между частью и целым, тем выше вероятность того, что свойства целого могут сильно отличаться от свойств частей”. Поэтому при моделировании системы обучения следует учитывать взаимосвязи между элементами. Знания учителя и ученика, содержание учебника, методы обучения, дидактическая система “учитель–ученик”, вся система образования отвечают принципу целостности. Принцип внешнего дополнения: “любая система управления нуждается в “черном ящике” – определенных резервах, с помощью которых компенсируются неучтенные воздействия внешней и внутренней среды”. Иными словами, управление большой системой требует корректировки управляющих сигналов, которые следуют из теоретической модели. Их можно рассматривать как сигналы некоторого воображаемого “черного ящика”, находящегося между системой управления и объектом управления. Принцип обратной связи: для того чтобы система могла адаптироваться к изменениям состояния объекта и внешним воздействиям, необходимо наличие канала обратной связи, по которому передается информация о состоянии объекта. При обучении обратная связь реализуется при общении учителя с учащимися, наблюдении за их деятельностью на уроке, в процессе анализа результатов устного или письменного опроса, тестирования, самостоятельных и контрольных работ и т.д. Принцип декомпозиции и иерархии управления: управляемый объект можно рассматривать как систему, состоящую из относительно независимых друг от друга подсистем, между которыми имеется определенная субординация. Например, ученик выполняет указания учителя, который подчиняется завучу, тот подчиняется директору, который в свою очередь подчиняется отделу образования и т.д. Принцип активного самодвижения, обусловленного регулярным воспроизведением маловероятных состояний элементов, подсистем или самоуправляемой системы в целом, и происходящим за счет притока энергии извне. При обучении уменьшается неопределенность знаний учащихся, то есть система в целом переходит в более упорядоченное состояние с меньшей энтропией за счет энергии внешней среды. Принцип целеполагания и целеосуществления: функционирование любой кибернетической системы направлено на достижение некоторой цели, минимизации некоторой целевой функции при заданных ограничениях. В процессе обучения учитель стремиться увеличить количество знаний учащихся при фиксированной продолжительности занятий так, чтобы оно соответствовало предъявляемым требованиям. Целеосуществление требует сопоставления полученных результатов с целеположенными и корректировки функционирования системы. При анализе процесса обучения имеет смысл использовать информационно–кибернетический подход еще и потому, что с развитием информационно–коммуникационных технологий широкое распространение получили персональные ЭВМ и другие кибернетические устройства. Они, в зависимости от заложенного в них программного обеспечения, способны сообщать учащимся учебную информацию (в текстовом, графическом, звуковом виде), задавать вопросы и оценивать правильность ответов, осуществлять управление их учебной деятельностью