Педагогические науки / 5 Современные методы преподавания

К.т.н.,: профессор Панченко В.М.

. Аспиранты Комаров А.И., Антропов В.А

Московский государственный технический университет МИРЭА.

МГТУ МИРЭА Россия

Роль систематики в определении задач общей теории систем

Систематика как понятие связано со становлением и развитием биологии; "… это наука о разнообразии всех существующих и вымерших организмов, о взаимоотношениях и родственных связях между их различными группами (таксонами) – популяциями, видами, родами, семействами и т.д. Основные задачи систематики – определение путем сравнения специфических особенностей каждого вида и каждого таксона более высокого ранга,.. выяснение общих свойств у тех или иных таксонов; определение места организмов в системе органического мира. Систематика имеет важное теоретическое и практическое значение, позволяя ориентироваться в огромном разнообразии живых существ [ 1, с.1215 ].

В ходе исторического познавательного процесса человечество накопило огромное достояние в виде отдельных предметных областей знаний и опыта их применения в практике своей жизнедеятельности. В форме информационных процессов и систем наши знания отражают особенности "каждого вида" предметной области деятельности и знания и каждого рационального таксона более высокого ранга абстрактного отражения и рационального обобщения эмпирической деятельности в мышлении и в виде онтологического единства и совокупности нашего бытия, отражающее гносеологические корни познаваемости "мира наблюдаемого многообразия объектов".

В настоящее время мир отражения не уступает по своей совокупной сложности отражаемому миру. Можно только говорить о предельной равной мощности этих двух бесконечных "множеств" в моделях классического и дискретного анализа..

Неудивительно, что именно биолог Людвиг фон Берталанфи в своих трудах об открытых системах выдвинул системообразующую концепцию знаний в качестве базовой основы задач для общей теории систем.(ОТС)

Системополагающая деятельность Берталанфи и созданного им общества единомышленников требует особого рассмотрения и будет дана ниже.

С точки зрения структурологии организации познавательной деятельности ОТС является научным направлением, ориентированным на изучение объектов реального мира, построенном на основе системной парадигмы, системного подхода и системного анализа.

При системном подходе на основе системной парадигмы объект как часть реального мира, выделенная наблюдателем для исследований, заменяется ранжированной системой моделей из комплекса рациональных и эмпирических систем (агрегатная модель).

Например, для эмпирических систем по Клиру центром ядра классификации выступают понятия: исходная система, определяемая на дометодологическом уровне, система данных и система порождения. В итоге основная задача теории систем в структурологии сводится к построению рациональной и эмпирической системы моделей отражения эмпирических данных наблюдений объекта исследований в модели агрегированного типа [2].

Систематика. Предыстории классификации систем

• Основы систематики были заложены трудами биологов Дж. Рея (1693 г.) и К. Линнея (1735 г.).

• Дж. Рей (1627- 1705 гг.), англичанин, создал первую естественную систему описания растений, ввёл категории рода и вида, создал первую сводку по флоре Англии.

• Карл Линней (1707-1778 гг.), шведский естествоиспытатель, создатель системы растительного и животного мира, описал около 1500 растений в созданной им искусственной классификации растений и животных.

• "Мари-Анри Ампер, занимаясь важной проблемой науковедения – вопросом классификации наук, в работе "Опыт о философии наук, или аналитическое изложение естественной классификации всех человеческих знаний" (1843 г.) высказал мысль о том, что в будущем, вероятно, возникнет новая наука об общих закономерностях процессов управления, и предложил наименовать ее "кибернетикой" [3, с.196].Здесь следует обратить внимание на процесс трансформации у Ампера в рамках систематики исходного понятия «кибернетика» в сравнении с древнегреческим представлением .

• В начале ХХ века в период (1905 – 1924 гг.) А.А.Малиновский под псевдонимом А.А.Богданов издал труды по тектологии – термин от греческого "строитель", - как название для "Всеобщей организационной науки"; труды были переизданы в виде книги: Богданова А.А. «Тектология. – М.: Экономика, 1989. – 655 с».[3,с.478].

• Дидахография – термин в классификации педагогических систем, производная от слов "дидактика" и "типография". Введён чешским педагогом Я.А. Коменским [4, с.49]. С развитием информационного общества роль систематики в системах образования качественно меняется в эпистемологическом плане распределения видов деятельности между участниками и организаторами познавательного информационного процесса и формировании соответствующих информационных систем [5; 6].

Определению и классификации систем посвятили свои работы многие ученые, начиная с философов древней Греции, этот процесс продолжается и в наше время.

Системный взгляд на развитие ОТС и классификацию систем отражен в учебном пособии словаре-справочнике [3], рекомендуемом изданием "Высшая школа"для вузов.

Такое внимание связано с тем, что "понятие системы может быть средством исследования проблемы, средством решения задачи" [3,с.422].

Междисциплинарный классифицирующий характер систематики нашел свое отражение в виде интеграции знаний в отдельных предметных областях например, в виде системообразующих классификаций в работах Ч.Дарвина, Д.М.Менделеева, и других ученых.

В физике классическим примером гениального рационального обобщения знаний служат работы Д.Максвелла относительно эмпирических исследований Майкла Фарадея. Гигантский труд Фарадея, содержащий три тысячи с лишним параграфов, составивших три тома "Исследований" натолкнул при его изучении молодого ученого Д.Максвелла на новые открытия в области рационального (аналитического) сжатого описания электромагнитных явлений и процессов [7,с.99-108]. Модели Д.Максвелла (в интегральной и дифференциальной форме) обладают мощным системообразующим свойством в развитии и изучении электромагнитных процессов и явлений.

На рис. 1 приведена общая структура отражения наблюдаемых свойств объекта субъектом (аргумент (Ъ/Ь) отражения) в системы различных уровней сложности и чёткости. Информацию субъект получает по каналам наблюдений К_н. Живое созерцание и наблюдение трансформируются в опыт, который отображается и фиксируется в виде понятий, суждений и умозаключений. В результате формируется лингвистическая система гипотез (концепты и аксиомы) (a_i), комплекс которых (a) позволяет строить интуитивные и аксиоматические системы S = (A;R), например, на уровне множества правильных высказываний. Здесь А – элементы системы, а R – отношения между элементами системы.

Объекты одинаковой природы формируют предметные области (ПО) наблюдений. Опыт отображается в предметные области знаний (ПОЗ) и предметные области деятельности (ПОД).

Знания ПО аккумулируются в трех типах систем:- рациональных системах (от слова разум);- эмпирических системах (от слова опыт); - системах смешанного рационального и эмпирического комплекса (РЭК).

К знаниям могут быть применены два типа системных операций:- операции абстрагирования – R(A); - операции конкретизации – R(К).; Таким образом, на основе этих операций и системного подхода описание объекта и его поведение строится в виде систем различных уровней сложности

На рис.1 дан пример знаково-лингвистического представления структуры информационной системы и информационных процессов, не интерпретированной конкретным содержанием предметной области.

Рис.1. Объект (Ъ) и отображение его свойств субъектом (Ъ/Ь).

Здесь принята следующая система обозначений: Ъ – символ объекта, предметной области мониторинга (наблюдений); Ь – символ субъекта (наблюдателя, исследователя, создателя…), которому противостоит объект предметно-познавательной деятельности; Кн – каналы наблюдений за выделенным объектом; R(А); R(К) – операторы абстрагирования и конкретизации; {М[Ъ/Ь]} – множество моделей (М) объекта (Ъ), построенные наблюдателем (Ь), здесь М – своеобразный оператор результатов деятельности по условному аргументу [Ъ/Ь].

Рис.2. К процессу построения моделей объекта наблюдений

На рис.2 на знаково-лингвистическом уровне абстрагирования – конкретизации приведены схемы трёх органиграмм формирования процесса перехода от Ъ к Ь, а точнее к модели объекта, построенного субъектом: М[Ъ/Ь].

Для узла №1(лингвистическая концепция) имеем[8]: L – множество языковых средств общения; E – выбранный естественный язык; U – ограниченный естественный язык; A – строго формализованный язык описания; q_J – объектный язык интерпретации;

Для узла №2 (рациональный подход) имеем следующие уровни идентификации объекта:Y1 – знаково-лингвистический; Y2 – теоретико-множественный; Y3 – абстрактно-алгебраический; Y4 – логико-математический; Y5 – топологический; Y6 – информационный; Y7 – динамический.

Для узла №3 (эмпирический подход) имеем [9 ]: С – система объекта (I_o или I_c); К – конкретная система (lk); А – абстрактная/общая система (I_a); I – исходная система; I Û (C; К;А) Û(I_c;I_k;I_a); D – система данных (l_d); F - порождаемые системы {I_f}.

Следует отметить, что совместное применение базовых последовательностей организации познавательной деятельности (согласно схем органиграмм рис. 2) обеспечивает проявление качественно новых системных свойств при идентификации моделей реальных объектов наблюдений.

Литература

1. Советский энциклопедический словарь / Гл. Редакция А. М . Прохоров. Изд. 4-е – М.: Сов. Энциклопедия, 1987. – 1600 с.

2. Бусленко Н. П., Калашников В. В., Коваленко И. Н. Лекции по теории сложных систем.–М.: Советское радио, 1973 – 440 с.

3. Системный анализ и принятие решений: Словарь-справочник: учебн. пособие для вузов/ Под ред. В. Н. Волковой и В. Н. Козлова.– М.: Высш. шк., 2004. – 616 с.

4. Беспалько В.П. Образование и обучение с участием компьютеров (педагогика третьего тысячелетия). – М.: изд. МПСИ; Воронеж: изд. НПО “МОДЭК”, 2002. – 352с.

5. Башмаков А.И, Башмаков И.А., Разработка компьютерных учебников и обучающих систем. – М.: “Филинъ”, 2003. – 616 с

6. Панченко В. М. Теория систем. Методологические основы. -М.: МИРЭА, 2005. - 95с

7. Глухов А. Г. Книги, пронизывающие века. – 3^е изд. – Киев: Рад. школа, 1979. – 152с.

8. Кузин Л .Т. Основы кибернетики : В 2-х т.; т. 2 . Основы кибернетических моделей. Учебное пособие для вузов. – М.: Энергия, 1979, 1991 . – 584 с.

9. Клир Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач. – М.: Радио и Связь, 1990. – 540с