Построение моделей

Для создания моделей у человека есть всего два типа «материалов» — средства самого сознания и средства ок-ружающего материального мира. Соответственно этому модели делятся на абстрактные (идеальные) и материаль- ные (реальные, вещественные). Поскольку в нашей книге речь идет об образовании, где материальные модели пока не применяются или почти не применяются, в дальнейшем мы их рассматривать не будем.

Абстрактные модели являются идеальными конструк-циями, построенными средствами мышления, сознания.

Абстрактные модели являются языковыми конструкции-ями. Абстрактные модели могут формироваться и переда-ваться другим людям средствами разных языков, языков разных уровней специализации. Во-первых, посредством естественного языка (как конечный результат, посколь- ку в процессе построения моделей человеком используют- ся и неязыковые формы мышления — «интуиция», образ- ное мышление и т.д.). На естественном языке человек мо- жет говорить обо всем, он является средством построения любых абстрактных моделей. Универсальность естествен- ного языка достигается еще и тем, что языковые модели обладают неоднородностью, расплывчатостью, размыто- стью. Многозначность почти каждого слова, используемого в естественном языке любой национальности, а также неоп-ределенность слов (несколько, почти, много и т.д.) при ог-ромном числе вариантов их соединения во фразы позволяет любую ситуацию отобразить с достаточной для обычных практических целей точностью. Эта приблизительность яв-ляется неотъемлемым свойством языковых моделей. Но рано или поздно практика сталкивается с ситуациями, когда при-близительность, естественного языка оборачивается недо-статком, 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. Наиболее ярко это проявляется на примере языков конкретных от-раслей наук сильной версии (см. § 1.2). Дифференциация наук объективно потребовала создания специализирован- ных языков, более четких и точных, чем естественный.

В третьих, когда средств естественного и профессио-нальных языков не хватает для построения моделей, ис-пользуются искусственные, в том числе формализован- ные, языки — например, в логике, математике. К искусст-венным языкам относятся компьютерные языки, а также чертежи, схемы и т.п.

В результате получается иерархия языков и соответствую-щая иерархия типов моделей. На верхнем уровне этого спектра находятся модели, создаваемые средствами естест-венного языка, и так вплоть до моделей, имеющих макси-мально достижимую определенность и точность для сегод-няшнего состояния данной отрасли профессиональной дея-тельности. Очевидно, так и следует понимать известные высказывания И. Канта и К. Маркса о том, что любая отрасль знания может тем с большим основанием именоваться нау-кой, чем в большей степени в ней используется математика. Математические (в строгом смысле) модели обладают абсо-лютной точностью. Но чтобы дойти до их использования в какой-либо области, необходимо получить достаточный для этого объем достоверных знаний. Нематематизированность, в частности, педагогики не означает ее ненаучность, а есть следствие познавательной сложности ее предмета. В педаго-гике, в образовании модели строятся, как правило, с исполь-зованием средств естественного языка.

Требования, предъявляемые к моделям. Для того, чтобы создаваемая модель соответствовала своему назначению, недостаточно создать просто модель. Необходимо, чтобы она отвечала ряду требований, обеспечивающих ее функ-ционирование. Недостаточность выполнения этих требо- ваний лишает модель ее модельных свойств.

Первым таким требованием является ее ингерентность, то есть достаточная степень согласованности создаваемой модели со средой, чтобы создаваемая модель (в соответст- вии с принципом коммуникативности практической дея-тельности — см. выше) была согласована с культурной сре-дой, в которой ей предстоит функционировать, входила бы в эту среду не как чужеродный элемент, а как естественная составная часть [133].

Другой аспект ингерентности модели состоит в том, что в ней должны быть предусмотрены не только «стыковоч- ные узлы» со средой (интерфейсы), но, и, что не менее важ- но, в самой среде должны быть созданы предпосылки, обес-печивающие функционирование будущей системы. То есть не только модель должна приспосабливаться к среде, но и среду необходимо приспосабливать к модели будущей системы. Известна мысль К. Маркса о том, что король не потому король, что он король, а потому, что все окружа- ющие признают его королем. Точно так же авторская шко- ла будет действительно авторской школой, если широкая педагогическая общественность признает ее как авторскую школу.

Второе требование — простота модели. С одной сторо-ны, простота модели — ее неизбежное свойство: в модели невозможно зафиксировать все многообразие реальной си-туации. Ведь, допустим, учитель, строя модель урока, не мо-жет предусмотреть всего невообразимого множества возмож-ных ситуаций, которые могут иметь место в процессе прове-дения урока — он всегда оставляет определенную возможность, свободу маневра — перекладывая все возмож-ное потенциальное многообразие на импровизацию.

С другой стороны, простота модели неизбежна из-за не-обходимости оперирования с ней, использования ее как ра-бочего инструмента, который должен быть обозрим и по-нятен, доступен каждому, кто будет участвовать в реали- зации модели. Поясним этот аспект таким банальным примером: любой документ, направляемый руководству, как показывает опыт, не должен содержать более 1,5 стра- ниц 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. Классический пример — геоцентрическая модель Птолемея и гелиоцентрическая модель Коперника. Обе модели позволяют с достаточной точностью вычис- лять движения планет, предсказывать затмения Солнца и т.п. Но модель Коперника истинна и намного проще для использования, чем модель Птолемея. Ведь недаром древ- ние подметили, что простота — печать истины. У физиков, математиков, к примеру, есть довольно интересный кри- терий решения задач: если уравнение простое и «краси- вое» — то оно, скорее всего, истинно. Автор данной книги могут привести примеры и из сферы образования: участ- вуя в экспертизе многочисленных образовательных про- ектов, приходилось неоднократно убеждаться, что если в качестве проекта попадается многостраничный документ со сложной запутанной структурой и «красноречивыми» мудреными фразами — то, совершенно очевидно, не читая до конца, можно сказать — это пустое. И наоборот. Краткий, четкий документ с весьма ограниченным набором позиций, но хорошо логически структурированных, заслуживает пристального внимания.

Наконец, третье требование, предъявляемое к моде- ли — ее адекватность. Адекватность модели означает воз-можность с ее помощью достичь поставленной цели про- екта в соответствии со сформулированными критериями. Адекватность модели означает, что она достаточно полна, точна и истинна. Достаточно не вообще, так сказать, безраз-мерно, а именно в той мере, которая нас удовлетворяет — что-бы достичь поставленной цели. Иногда удается (и это же-лательно) ввести некоторую меру адекватности модели, то есть определить способ сравнения разных моделей по сте- пени успешности достижения цели с их помощью. Если еще 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 чувствитель-ности и устойчивости модели; об их адаптации, то есть ва-риативности их подстройки с целью повышения адекват- ности 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 (инге-рентность), субъектом, создающим и/или использующим модель (упрощенность), с моделируемым объектом, т.е. с создаваемой педагогической системой (адекватность).

Методы моделирования. Методы моделирования сис- тем можно разделить на два класса. Называются эти классы в разных публикациях по-разному:

— методы качественные и количественные. Смысл разделения понятен. Однако такое разделение не совсем точно, поскольку качественные методы могут сопровож-даться при обработке получаемых результатов и количе-ственными представлениями, например с использованием средств математической статистики;

— методы, использующие средства естественного язы-ка, и методы, использующие специальные языки. Смысл разделения также понятен, но тоже не совсем точен, посколь-ку графические методы (схемы, диаграммы и т.д.) в первый класс не попадают, но широко используются в практике;

— методы содержательные и формальные. Тоже не точно, поскольку компьютерное моделирование может не требовать никакой формализации.

И так далее. Мы привели эти условные классификации лишь для того, чтобы обговорить, что далее мы будем рас-сматривать методы, которые уже используются или могут использоваться в практике педагогической, образователь- ной деятельности без формализованного представления систем (грубо говоря, без специальных математических, логических, лингвистических и т.д. средств). Тех же чита-телей, которые заинтересуются способами формализован- ного представления моделей, мы отсылаем к достаточно полным их описаниям, выполненным в [25, 133].

Наиболее распространенным «качественным» методом моделирования педагогических, образовательных систем является метод сценариев.

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, разверну- тые во времени. Однако позднее обязательное требование временных координат было снято, и сценарием стал назы-ваться любой документ, содержащий анализ рассматривае- мой проблемы и предложения по ее решению, по развитию системы, независимо от того, в какой форме он представлен.

Как правило, на практике предложения для подготовки подобных документов пишутся экспертами вначале инди-видуально, а затем формируется согласованный текст.

Сценарий требует не только содержательных рассужде-ний, помогающих не упустить детали, но и содержит, как правило, результаты количественного технико-экономи-ческого и/или статистического анализа с предварительны- ми выводами. Группа экспертов, подготавливающая сце-нарий, пользуется обычно правом получения необходимых сведений от тех или иных организаций, необходимых консультаций.

Роль специалистов при подготовке сценария — выявить общие закономерности развития системы; проанализиро- вать внешние и внутренние факторы, влияющие на ее раз-витие и формулирование целей; провести анализ высказы-ваний ведущих специалистов в периодической печати, на-учных публикациях и других источниках информации; создать вспомогательные информационные фонды, спо-собствующие решению соответствующей проблемы.

Сценарии представляют ценность для лиц, принимаю-щих решения, только тогда, когда они не просто являются плодом фантазии, а представляют собой логически обос-нованные модели будущего, которые после принятия ре- шения можно рассматривать как прогноз, как приемлемый рассказ о том, «что случится, если…».

Создание сценариев представляет собой творческую ра-боту. В этом деле накоплен определенный опыт, имеются свои эвристики. Например, рекомендуется разрабатывать «верхний» и «нижний» сценарии — как бы крайние случаи, между которыми может находиться возможное будущее. Такой прием позволяет отчасти компенсировать или явно выразить неопределенности, связанные с предсказанием будущего. Иногда полезно включать в сценарий вообра-жаемый активно противодействующий элемент, модели- руя тем самым «наихудший случай». Кроме того, рекомен-дуется не разрабатывать детально (как ненадежные и не-практичные) сценарии, слишком «чувствительные» к небольшим отклонениям на ранних стадиях. Важными эта-пами создания сценариев являются: составление перечня факторов, влияющих на ход событий, со специальным вы-делением лиц, которые контролируют эти факторы прямо или косвенно; выделение аспектов борьбы с такими фак-торами, как некомпетентность, халатность и недисципли-нированность, бюрократизм и волокита; учет наличных ресурсов и т.д.

В последнее время понятие сценария расширяется в на-правлении как областей применения, так и форм представ-ления и методов их разработки: в сценарий вводятся коли-чественные параметры и устанавливаются их взаимозави-симости, предлагаются методики подготовки сценария с использованием компьютеров, методики целевого управ- ления подготовкой сценария.

Сценарий позволяет создать предварительное представ-ление о системе. Однако сценарий — это все же текст со всеми вытекающими последствиями (синонимия, омони- мия, парадоксы), обусловливающими возможность неод-нозначного его толкования. Вспомним Ф. Тютчева: «Мысль изреченная есть ложь». Поэтому его следует рас-сматривать как основу для дальнейшей разработки модели.

Графические методы. Графические представления по-зволяют наглядно отработать структуру моделируемых си-стем и процессов, происходящих в них. В этих целях ис-пользуются графики, схемы, диаграммы, гистограммы, древовидные структуры и т.д. Дальнейшим развитием гра-фических методов стало использование, в частности, те- ории графов и возникшие на ее основе методы сетевого моделирования [25 и др.].

Метод структуризации. Структурные представления разного рода позволяют разделить сложную проблему с большой неопределенностью на более мелкие, лучше под-дающиеся анализу, что само по себе можно рассматривать как некоторый метод моделирования, именуемый иногда системно-структурным. Виды структур, получаемые пу- тем расчленения системы во времени — сетевые структуры или в пространстве — иерархические структуры, матрич- ные структуры.

Особый метод структуризации — метод «дерева целей».

Метод «дерева целей». Идея метода дерева целей была предложена У. Черчменом в связи с проблемами принятия решений в промышленности [190]. Термин «дерево» под-разумевает использование иерархической структуры, по-лучаемой путем расчленения общей цели на подцели, а их, в свою очередь, на более детальные составляющие, кото- рые в конкретных приложениях называют подцелями ни-жележащих уровней, направлениями, проблемами, а на- чиная с некоторого уровня — функциями.

Как правило, термин «дерево целей» используется для иерархических структур, имеющих отношения строгого (древовидного) порядка, но иногда применяется и в случае «слабых» иерархий. Поэтому более правильным является термин В.М. Глушкова «прогнозный граф», однако в силу истории возникновения метода более распространен тер- мин «дерево целей».

Морфологический метод. Термином морфология в би-ологии и языкознании определяется учение о внутренней структуре исследуемых систем (организмов, языков) или сама внутренняя структура этих систем.

Идея морфологического способа мышления восходит к Аристотелю и Платону. Однако в систематизированном виде методы морфологического анализа сложных систем были разработаны швейцарским астрономом (венгром по происхождению) Ф. Цвикки, и долгое время морфологи-ческий подход к исследованию и проектированию слож- ных систем был известен под названием метода Цвикки [25, 133 и др.].

Основная идея морфологического подхода — система-тически находить наибольшее количество, а в пределе все возможные варианты реализации системы путем комбини-рования основных выделенных структурных элементов или их признаков. При этом система или проблема может разбиваться на части разными способами и рассматривать- ся в различных аспектах.

Отправными точками морфологического анализа Ф. Цвикки считает: 1) равный интерес ко всем объектам морфологического моделирования; 2) ликвидацию всех оценок и ограничений до тех пор, пока не будет получена полная структура исследуемой области; 3) максимально точную формулировку поставленной проблемы и цели.

Кроме этих положений, Цвикки предложил ряд отдель-ных способов (методов) морфологического моделирова- ния: метод системного покрытия поля, метод отрицания и конструирования, метод морфологического ящика, метод экстремальных ситуаций, метод сопоставления совершен- ного с дефектным, метод обобщения.

Недостатком морфологического метода и всех его мо-дификаций является то обстоятельство, что число возмож- ных вариантов реализации системы может быть очень большим, в принципе — неограниченным.

[Видеорецензия] Артем Черепанов: А. Остервальдер, Ив Пинье — Построение бизнес-моделей.


Похожие статьи:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: