ТЕМА № 2. Сутність наукового дослідження. Інформація, знання та компетентність

Означення науки та наукового дослідження. Об’єкти наукового дослідження: реальні й абстрактні. Предмет наукового дослідження. Тема дослідження. Емпірична область. Предметна галузь. Предметна область. Проблемна область. Інформація. Наукові факти. Наукове знання. Ознаки знань. Види знань. Системи знань. Класифікація наукових знань. Декларативні, структурні та процедурні знання. Знання I-го та II-го родів. Поверхові та глибинні знання. Предметні знання та метазнання. Структура наукових знань. Технічні знання: суть, особливості та ознаки. Моноаспектні, поліаспектні та моносистемні знання. Ступінь організації наукових знань та ентропія. Співвідношення напрямів наукових досліджень і відповідних наукових знань. Розвиток наукових знань. Сутність засвоєння знань. Таксономія Б. Блума. Дискурсивний і креативний досвід людини. Концепція компетентності. Кваліфікація. Рівні кваліфікації. Освітньо-кваліфікаційні рівні вищої освіти. Компетентність. Співвідношення кваліфікації та компетентності. Стандарти професійної компетентності. Компетентність викладача вищої школи. Якісні та кількісні рівні компетентності. Принцип Пітера та необхідність перманентного самонавчання.

“Фундаментальні дослідження ведуть до

революцій, прикладні – всього лише до вдосконалень”

Джозеф Томсон

“ Інформація – це кисень сучасного світу”

Рональд Рейган

Наукове дослідження – це процес вивчення певного об’єкта з метою встановлення закономірностей його виникнення, розвитку і перетворення.

Наукове дослідження ніколи не має справу зі всією оточуючою нас реальністю в цілому. Воно співвідноситься з певним чином виділеним і обмеженим фрагментом або аспектом цієї реальності. Цей фрагмент поданий в дослідженні як упорядковані об’єкти, які підкоряються певним закономірностям у вигляді сукупності наукових фактів і описів.

У формальній логіці вказані об’єкти ототожнюють з об’єктом дослідження, а притаманний цьому об’єкту зміст виражений мовою наукових абстракцій.

Під об’єктом будемо розуміти предмет, явище, подію, процес, ситуацію тощо. Об’єкти поділяються на емпіричні, тобто фізичні (натуральні), що існують в природі об’єктивно та штучні, в тому числі технічні, створені по задуму та волі людини.

Об’єктом пізнання може бути також будь-який абстрактний об’єкт – об’єкт, при розгляді якого умовно відволікаються від тих або інших сторін, властивостей або зв’язків об’єкта з середовищем з метою виділення істотних і закономірних ознак.

І нарешті, ідеалізовані об’єктистворюються шляхом граничного абстрагування від властивостей реальних об’єктів та середовища (оточення). Як результат, маємо такі ідеалізації, як матеріальна точка, абсолютно тверде тіло, абсолютно чорне тіло, адіабатична оболонка, цикл Карно тощо.

Наукове дослідження – це процес вивчення певного об’єкта з метою встановлення закономірностей його виникнення, розвитку і перетворення. Під терміном “об’єкт” (від англ. object) будемо розуміти предмет, явище, подію, процес, ситуацію тощо. Вказаний об’єкт розглядається не ізольовано, а в межах певної емпіричної області та вимагає особливого підходу до його дослідження, застосування певної сукупності методів, прийомів і засобів пізнання, які відповідають природі цього об’єкта.

Таким чином, об’єктнаукового дослідження, пізнання або вивчення – це обмежений фрагмент (річ, предмет, явище, процес, подія, ситуація), явище або процес об’єктивної реальності, що породжує проблемну ситуацію і обраний для вивчення.

Підкреслимо, що об’єкт наукового дослідження є об’єктивний в сенсі об’єктивності сукупності зв’язків, відношень та властивостей, яка існує в теорії та практиці та є джерелом необхідної для дослідника інформації. Об’єкт дослідження розглядається весь, цілісно, як система.

Предметнаукового дослідження – це найбільш значимі з теоретичної або практичної точки зору властивості, сторони, особливості об'єкта, які підлягають безпосередньому вивченню.

Решта сторін або особливостей об'єкта залишаються поза полем зору дослідника. Іншими словами, предмет дослідження – це не частина об’єкта дослідження, а спосіб, аспект дослідження (від лат. aspectus – точка зору, з якою розглядаються або сприймаються ті або інші предмети, явища, процеси, поняття).

Очевидно, предмет дослідження визначає тему дослідження, а за англійською фразеологією “предмет” в сенсі “теми” пишеться як “subject”, проте це англомовне слово означає ще суб'єкт, підпорядкований, підлеглий. Значить, предмет і тема дослідження характеризуються суб’єктивністю, залежать від дослідника, від його точки зору, аспекту вивчення. Предмет дослідження визначає його мету і завдання.

Таким чином, на відміну від об’єкта, предмет дослідження розглядає усе те, що знаходиться в межах об’єкта дослідження у визначеному аспекті розгляду, тобто об’єкт і предмет відносяться між собою як загальне і часткове. Як конкретизує В.М. Кислий, “предмет не частина, відрізана від об’єкта, а спосіб, аспект його вивчення – об’єкт як…Наприклад, “підручник як…”, “наукове обґрунтування як…”, “особистісний досвід як…” тощо” [5, с. 49] (курсив мій. – М.К.).

Об’єкт дослідження розглядається не ізольовано, а в межах певної емпіричної області. Термін “емпірична область” уведений в 60-х рр. CC ст. для позначення сукупності упорядкованих об’єктів реальності, які досліджуються за допомогою емпіричних методів. Іншими словами, це фрагмент реальності в кваліметрії має назву “емпірична система з відношеннями”.Проте з часом вказаний термін поступився місцем терміну “предметна галузь”, який значно ширший за значенням. Зазначимо, що термін (від лат. terminus – межа, границя) – слово або словосполучення, яке є назвою деякого поняття в будь-якій галузі науки, техніки, мистецтва і т. ін. На відміну від слів загальної лексики, які часто багатозначні і несуть емоційне забарвлення, терміни в межах сфери застосування однозначні і позбавлені експресії.

Розглянемо предметну галузь (ПГ), як сукупність матеріальних (реальних) об’єктів, які мають певні зв’язки та відношення між собою. Іншими словами, “предметна галузь” – поняття, яке відображає частину реального світу, що складається із об’єктів (предметів), їх атрибутів, зв’язків між об’єктами, а також функціонування і розвиток об’єктів, що проявляється в явищах і процесах. Як зазначає Л.Т. Кузин, термін предметна галузьв кібернетиці означає “…сукупність взаємопов’язаних реальних об’єктів, тобто конкретне середовище, де реалізуються явища, процеси та ситуації” [9, с. 236].

Виходячи зі стандарту ДСТУ ISO 860-99 [2], який стосується проблеми гармонізації понять (concept harmonization), термін “предметна галузь” застосовується для конкретних об'єктів, таких як устаткування, інструменти, матеріали чи промислові вироби тощо. Зокрема, до предметної галузі професійної діяльності входять предмети і засоби праці, їх властивості, виробничі та технологічні процеси, супровідні природні явища, зміст праці робітників і спеціалістів. Прикладом ПГ може бути електроенергетична система, тобто взаємопов’язана сукупність електричних станцій, мереж і вузлів споживання.

У наукових дослідженнях предмет реальності розглядається як об’єкт ПГ і має назву “предмет дослідження”. Як ми вже показали, об’єкт ПГ не обов’язково певний предмет. Це може бути речовина, явище, подія, ситуація, процес і т. ін. Сама ж ПГ може розглядатися (за певних умов) як “об’єкт дослідження”.

Подальший розвиток кібернетики, виникнення та розвиток теорії штучного інтелекту, загальної інформатики (computer science), мов програмування, теорії баз даних і баз знань і т. ін. змістило акцент з реальних фізичних об’єктів на об’єкти абстрактні, формальні та на концептуальні сутності. Наприклад, формальний або логічний об’єкт x R y – двомісний предикат, який задає відношення R між аргументами x і y; граф певного класу А – концептуальна сутність. Такі об’єкти характеризуються індивідуальністю і тому відмінні один від іншого. Сказане відноситься як до об’єктів одного класу, так і різних класів.

Якщо ж замість реальних об’єктів розглядати їх образи, тобто абстрактні (в граничному випадку – ідеальні об’єкти), які описуються фактами, даними та знаннями, то розглядають предметну область (ПО). Для опису вказаних абстрактних об’єктів адекватним терміном являється “предметна область”, а тому вона має таке означення [14, с. 484]:

1) формальна область, що визначає об’єкт або сферу інтересів дослідника;

2) розв’язувана задача з урахуванням її складності, термінології, підходів до її рішення та ін.;

3) клас задач, що вирішуються програмним засобом або програмною системою.

Таким чином, об’єкт (object) визначимо як фізичний або абстрактний елемент, який бере участь в якомусь процесі (елемент –умовно неподільна частина цілого). Зокрема, студент розглядається як об’єкт діяльності, що приймає участь у процесі навчання. Разом з тим, студент розглядається також як суб’єкт – носій суб’єктивного.

Множина об’єктів, пов’язаних спільністю структури, властивостей, поведінки, зв’язків і семантики – клас. Клас має визначені властивості (атрибути), деякі з яких можуть бути притаманні будь-якому об’єкту – екземпляру класу. Більш точніше: властивості поділяються на атрибути(невід’ємні, необхідні та істотні властивості об’єкта ПГ) та модуси(властивості об’єкта ПГ, які притаманні йому лише в деяких станах). Наприклад, електричні машини, або електромеханічні перетворювачі енергії можна розділити на три класи: індуктивні, ємнісні та індуктивно-ємнісні. В індуктивних ЕМ робочим полем, на якому відбувається перетворення енергії, є магнітне поле, в ємнісних – електричне поле, а в індуктивно-ємнісних – електромагнітне поле.

Зазначимо, що електричні машини відносяться до технічних об’єктів (ТО, technical object) – створених людиною або автоматом реально існуючі пристрої, призначені для задоволення певних (визначених) потреб. До технічних об’єктів можна віднести окремі машини, апарати, прилади, ручні знаряддя праці, будинки, споруди, одяг і т. п. пристрої, що виконують певну функцію (операцію) з перетворення речовини (об’єктів живої та неживої природи), енергії або інформаційних сигналів. Це може бути технологічна лінія, цех, завод тощо. Елементом ТО може бути частина деталі, деталь, вузол, блок, агрегат, технічна система, комплекс технічних систем, із яких складаються машини, апарати, прилади тощо, а також будь-який з комплексів взаємопов’язаних машин, апаратів, приладів. Зазначимо, що як синонім поняття “технічний об’єкт” в літературі часто використовують поняття “технічна система” (ТС, technical system).

Не вдаючись до подробиць, які будуть розглянуті в розділі про моделювання, зазначимо, що поняття “предметна галузь” нині є універсальним, тобто застосовним в різних галузях знань і має статус категорії. Сутність цього поняття слід розглядати в рамках онтології (гр. όντος – суще, те, що існує і λόγος – вчення, наука), тобто науки про сутність буття та його матеріальні (речовина, поле) чи абстрактні (моделі об’єктів дійсності, закони, принципи) форми. Науковий аналіз об’єктів ПГ раціонально положити в канву онтологічного підходу, який забезпечує рух від аналізу концепту (змісту поняття), до аналізу зв’язків між поняттями, а потім до побудови концептуальної схеми (моделі, знакової системи), яка адекватно описує ПГ, яка досліджується.

Таким чином, онтологія розглядається як специфікація знань про навколишній світ, яка покликана досліджувати структуру ПГ, специфічні особливості, набір вимог і параметрів об’єктів ПГ, а також структуру самих об’єктів. Як відомо, поняття “специфікація” відображає складові частини об’єкта, їх специфічні особливості, набір вимог і параметрів об’єкта.

Стан, функціонування, розвиток об’єктів, їх поведінку описують інформацією, фактами та знаннями.

Інформаціяякпервісне поняттянемає визначення.Часто під інформацією розуміється стан матерії. Інформація є матеріальна, тому що описує всі кількісні форми фізичної взаємодії, обміну речовин у природі. В лінгвістичному плані структурними елементами інформації є знаки, символи та окремі слова. Думка про матеріальність інформації передає початок змісту Біблії: «Спочатку було слово» (точніше: спочатку була думка високорозумної сутності, а потім з’явилося слово).

Факти з ПГ або фактичні знання – твердження про стан або зміну об’єктів ПГ. Вказані твердження можуть бути буденні та наукові. Тому розрізняють факти буденні та наукові.

Елементарні наукові факти можна подати у вигляді триплету: «об’єкт – атрибут – значення» [12], де під терміном «атрибут» звично розуміють невід’ємні властивості об’єкта, без який той не може існувати. Наприклад, шахтна вагонетка рухається на дільниці зі швидкістю 8 км/год. Цей елементарний факт можна подати як триплет: «вагонетка – рухається – 8 км/год».

Таким чином, науковий факт– це судження, яке фіксує безпосереднє, об’єктивне відображення об’єкта, достовірність якого певним чином установлена або доведена. Логіка науки розглядає наукові факти як основу наукового знання, як емпіричний базис теорії.

Наукові дані – окремі наукові факти, що характеризують об’єкти ПГ та їх властивості.Очевидно дані є відносно більш змінна частина інформації, що відображає специфіку поведінки об'єкта ПГ. Наприклад, об'єктивне за певним законом зростання успішності групи учнів – це знання, а склад учнів – це дані.

Формально можна вважати, що знання є приріст інформації за певний проміжок часу. Наукове знання є, насамперед, відображення об’єктивної дійсності. Проте це не дзеркальне відображення або фіксація будь-якого об’єкта, а складний процес відтворювання об’єктивного змісту в думці, що припускає використання певних засобів (наукового інструментарію) та перевірки на практиці. Головною ознакою знання є його цілісність(повнота), що виражена в певній знаковій системі – природній або/і штучній мові.

Якщо за первинне поняття взяти інформацію, то в штучному інтелекті знання – це загальна, відносно постійна та незмінна частина інформації, що характеризується інтерпретованістю, активністю та наявністю ситуаційних зв'язків та класифікуючих відношень [4]. Іншими словами, наукове знання являє собою основні закономірності ПГ, що дають можливість людині виконувати чи вирішувати конкретні виробничі, наукові, навчальні, суспільні, побутові та інші завдання чи проблеми.

Як відзначив Роберт Чалдіні в праці “Психологія впливу”, “…наш час часто називають інформаційної епохою, але ніхто не називає його епохою знань. Інформація та знання – це не одне і те ж. Щоб інформація стала знанням, її треба спочатку обробити: отримати, впорядкувати, проаналізувати, інтегрувати, і зберегти”. Проте будемо оптимістами, висока ймовірність того, що друга половина XXI буде епохою знань.

Інтерпретованість знань – ознака, яка означає можливість тлумачення (пояснення) знань, що зумовлено змістом, або семантикою, знань, а також тим, що елементи знань (поняття) пов’язані зі способами їх використання.

Структурованість знань – ознака, яка зумовлена наявністю ситуаційних зв'язків між елементами знань та класифікуючих відношень. Останнє означає, що елементи знань можуть бути пов’язані в певні класи (блоки), наприклад тематично, семантично (за сенсом) або функціонально. В свою чергу, між вказаними класами існують певні класифікуючі відношення.

Активність знань – ознака, що означає їх здатність породжувати нові знання внаслідок позитивної мотивації людини до творчості та досягнення мети дослідження.

Зрозуміло, що частіше ми оперуємо з даними, які можна розглядати як доповнення до знань. Тоді як знання застосовуються для прийняття рішень, логічного виведення, складання планів, пошуку конкретних даних. Враховуючи те, що знання теж можуть змінюватися, цілком очевидно, що між даними і знаннями немає чіткої розподілювальної лінії: не існує "чистих" знань і "чистих" даних для класів об'єктів, законів, відношень тощо [15].

Із широкого спектру видів знання, виділимо: буденне; наукове та навчальне; описове та формалізоване; семантичне й операційне; неповне (відносне, приблизне) та повне (абсолютне, істинне); об’єктивне (об’єктивоване, соціальне) та суб’єктивне (особистісне); явне та неявне; поверхове та глибинне; “холодне” та “гаряче”; фактологічне й евристичне; декларативне та процедурне; логічне й операційне; детерміноване (визначене) та ймовірнісне; чітке та нечітке; просте та структуроване; емпіричне та теоретичне; дисциплінарне й інтегральне; аспектне та поліаспектне; моносистемне та полісистемне; екстенсіональне й інтенсіональне; понятійне і рефлексивне; парадигмальне і транссуб’єктне; методологічне та практичне; метазнання (знання про знання) тощо.

Вказані вище види знання в тій чи іншій мірі втілюються в родових формах або системах наукового знання: філософського, фундаментального (природничо-наукового), математичного, інженерного (технічного, технологічного), соціального, гуманітарного.

Належить зазначити, що навіть в такій передовій галузі досліджень, якою є теорія штучного інтелекту, поки що не розроблена універсальна класифікаційна схема наукових знань. Найбільш поширена класифікація знань систем обробки текстів природної мови (ПМ-системи), які поділяються на види (факти, операційні знання), способи зображення (декларативні, процедурні), моделі зображення (логічні, предикатні, псевдофізичні логіки, реляційні моделі) та евристичні (мережеві, фреймові, продукційні)), а також рівні зображення знань за їх організацією (знання нульового рівня, метазнання – знання першого, другого і т. д. рівнів) [3; 4].

Спробуємо класифікувати наукові знанняна такі види [7]:

§ фундаментальні (науково-теоретичні), прикладні;

§ природничонаукові, математичні, гуманітарні, філософські, науково-технічні (технічні) або інженерні;

§ емпіричні (фактологічні) та теоретичні;

§ предметні (об’єктні), понятійні (концептуальні), конструктивні, процедурні (алгоритмічні);

§ екстенсіональні знання або дані (описують конкретні об’єкти ПГ), інтенсіональні знання (описують абстрактні об’єкти ПГ);

§ описові знання (факти), операційні знання;

§ дескриптивні (описові), прескриптивні (приписувані);

§ координатні, аспектні, синтетичні;

§ моноаспектні, моносистемні (системоцентричні) та полісистемні знання;

§ синтаксичні, семантичні, прагматичні;

§ правила, знання причинні, оцінювальні, знання проблеми і знання вирішення проблеми;

§ ситуаційні знання (знання про ситуації), формалізовані, логічні, евристичні, конкретні й абстрактні знання, метазнання;

§ якісні та кількісні, конкретні та стереотипні, традиційні та нові, об’єктивні та суб’єктивні (особистісні);

§ знання 1-го та 2-го роду;

§ декларативні («знати що?») та процедурні («знати як?»);

§ поверхневі та глибинні знання;

§ структурні знання (об’єкти та поняття різних рівнів ієрархії, а також відношення між ними), додаткові знання (пояснення й обґрунтування зв’язків, умов, стратегій тощо);

§ стратегічні знання (знання про плани і способи досягнення цілей, а також процедури, евристики, правила вирішення проблем, стратегії);

§ підтримуючі знання (знання, які обґрунтовують прийняття рішення);

§ знання нульового рівня (конкретні й абстрактні) та знання більш високих рівнів (метазнання);

§ гіперзнання або «кістяк» поля знань, зокрема структура (граф) гіпертексту;

§ знання першого роду (загальнозначущі факти, явища, закономірності, що зафіксовані в джерелах інформації);

§ знання другого роду або особистісні знання: емпіричні правила, евристики, інтуїтивні думки, вміння;

§ явні (експліцитні) та неявні (імпліцитні, латентні, приховані) знання;

§ суперечливі знання;

§ точні (чіткі) та неточні (нечіткі, невизначені, неповні) знання;

§ добре структуровані та погано структуровані (неповні, неточні, фрагментарні) знання;

§ проблемно-орієнтовані та об’єктно-орієнтовані знання (зображаються декларативно), проблемно-незалежні (процедурні) знання;

§ “холодне” та “гаряче” знання.

Проаналізуємо деякі види знань, які застосовується в теорії штучного інтелекту.

1. Декларативне знання – сукупність фактів про об’єктиПГ (фактичні знання).Ці знання відповідаютьна запитання: що ? хто ?. Тобтоце твердження абодекларації. Як показано в монографії [10], декларативні знання людини знаходяться на мовно-речовому рівні. Ці знання покликані описувати та пояснювати поведінку об’єктів ПГ.

2. Структурні знання – концентровані знання про взаємозв’язок між поняттями (логічні, семантичні). Ці знання відповідаютьна запитання: чому ?

3. Процедурне знання – правила перетворення об’єктівПГ.Сюди жвключаються і правила із застосуванням декларативних знань.Це знання відповідаєна запитання: як ?Це можуть бутиправила, алгоритми, рецепти,інструкції,методики, техніки, стратегії прийняття рішень. Процедурні знання є найбільш прагматичними. Вони, зокрема, втілені у гіпертекстовій технології, що адекватна асоціативному мисленню людини, та в об’єктно-орієнтованому підході, який реалізується за допомогою гіпертексту. Очевидно, особисті процедурні знання – це вміння та навички,які, як показано в [10], знаходяться на перцептивному та сенсорному рівнях. Допроцедурних знань відноситься, як підсистема, операційні знання,тобто знання про способи формування способів дій, про вміння виконувати дії.

4. Знання Iроду – неперсоніфіковані (об’єктивні) знання, тобто знання позбавлені особистісного сенсу та зафіксовані в традиційних й електронних джерелах інформації (книжках, підручниках, посібниках, довідниках, статтях, вінчестерах, серверах Інтернету тощо). Вказані знання за вище розглянутою термінологією відносяться до «холодних» знань.

5. Знання IIроду – знання особисті, індивідуальні, персоніфіковані, тобто притаманні людині. Вказані знання умовно поділяються на два види:

а)поверхові знання–знання про сукупність емпіричних асоціацій та причинно-наслідкових відношень між поняттями ПГ;

б) глибинні знання–знання, які знаходяться в глибинах нашої свідомості та навіть підсвідомості. За змістом та сенсом вони значно складніші ніж поверхові знання. До них відносяться абстракції, образи, аналогії тощо, в яких відображено розуміння структури та динаміки ПГ, а також визначення та взаємозв’язок окремих понять. До цих знань, зокрема відносяться закони, теореми, теорії, концепції. Особливістю глибинного знання є те, що воно пов’язано з підсвідомістю. Тому це знання не завжди і не до кінця індивід усвідомлює («Я це знаю, тільки не можу сказати»).

Декларативні та процедурні знання в сукупності складають об’єктні, або предметні, знання.

Предметні знання – знання, які описують закономірності ПГ.

Знання про властивості (ознаки) предметних знань і способи їх використання називають метазнаннями. Це по суті знання про знання. Наприклад, знання про способи інтерпретації предметних знань.

Структура наукових знань будь-якого типу (концептуальних, структурних, процедурних тощо) визначається як упорядкований триплет:

S = áW, R, Oñ (2.1)

де:

Ω = {w_i, i = } – скінченна множина елементів знань;

R = {R_j, j= } – скінченна множина відношень, визначених на множині Ω, тобто заданих декартовим відношенням:

R Ì w₁ ´ w₂ ´ w₃ ´ …´ w_N(2.2)

О = {o_k, k = } – скінченна множина ознак знань.

Розвиток наукових знань у часі пов’язаний зі зміною складу елементів, їх ознак і відношень між ними.

Змістовною особливістю технічного знання (як підсистеми наукового) є те, що воно пов’язано з процесами проектування (конструювання) технічних об’єктів й узагальнює практику інженерної діяльності. На відміну від природничо-наукового знання, яке описує ідеальні об’єкти, технічне знання розкриває також зв’язок структурних (морфологічних), функціональних і природних характеристик реальних антропогенних об’єктів (об’єктів, створених людиною). У технічній теорії окрім функцій, які притаманні природничо-науковій теорії (опис, пояснення, завбачення), існує ще конструктивно-проектна функція.

На відміну від природничо-наукового знання, спрямованого на дослідження властивостей, причинних зв’язків і закономірностей руху матеріальних об’єктів, технічне знання спрямовано не на відкриття, а на винахід, не на аналіз, а на синтез.

Ядром науково-технічного (технічного) знання є дослідження будови («конструкція») та функціонування («принцип дії», «спосіб дії») технічного об’єкта, а також закономірностей його розвитку. Зокрема, якщо принцип дії асинхронного двигуна має інтенцію на закон електромагнітної індукції, то способи дії визначають конструктивні реалізації створення обертового магнітного поля. Іншими словами, технічне знання є інтегрованим, тобто складається з конструктивних, природничо-наукових, процедурних, фактологічних й інших знань.

Дисциплінарна (внутрішня) інтегрованість технічних знань пов’язана з такими його універсальними ознаками, як системність, відкритість, структурованість (структурна упорядкованість), цілісність, узагальненість, абстрактність, формалізованість, зв’язаність, змістовна (внутрішня) інтерпретованість, активність.

Вказані ознаки знань визначаються наявністю між складовими компонентами ряду відношень, які відображають семантику і прагматику зв’язків предметів, явищ і фактів дійсності. До них відносяться такі основні відношення:

· класифікуючі або структурні («елемент-множина», «тип-підтип», «ситуація-підситуація», «частина-ціле», «мета-підмета» тощо);

· лінгвістичні(відмінкові, дієслівні, атрибутивні тощо);

· логічні (відповідають операціям формальної логіки: імплікація, заперечення, диз’юнкція, кон’юнкція);

· семантичні (відношення асоціації, аналогії, узагальнення, конкретизації, уточнення, спрощення, відхилення, кореляції, ситуаційності, агрегації, каузальності, успадкування, модальності, оцінювання, порівняння тощо);

· просторово-часові та динамічні;

· математичні та кількісні;

· прагматичні (мета-дія, дія-результат, функції-потреби тощо).

Сутність науково-технічного знання, як багатовимірної категорії, складної динамічної, відкритої абстрактної системи визначає його розуміння як багатоаспектного феномену, дослідження якого має здійснюватися на міждисциплінарній основі. На наш погляд, на відміну від моноаспектного знання, репрезентованого в фундаментальних науках (фізика досліджує фізичний аспект предметів і явищ природи, хімія – хімічний тощо), прикладний (прагматичний), характер технічного знання неминуче формує його як обмежено поліаспектним [6]. Це означає, що, наприклад, функціонування об’єктів електротехніки описується та пояснюється з точки зору фізики, хімії, матеріалознавства, опору матеріалів, математики тощо (поліаспектно й обмежено). З іншого боку, кожний об’єкт (електродвигун, трансформатор, магнітний пускач тощо) є цілісний – ознака системності цієї електроустановки, тобто моносистемність. Очевидно, що в більш складних науках (межевого типу, інтегрованих, синтетичних) знанням притаманні інші форми та структури (рис. 2.1).

Утворення нового знання не має кумулятивного (накопичувально-адитивного) характеру, а є в певному сенсі процесом самоорганізації. При цьому зростає ступінь організації нового знання порівняно з початковим. Як показав К. Шеннон, ступінь організації наукового знання визначається надлишковістю Q:

(2.3)

де Н – ентропія, що характеризує міру реальної невизначеності («реального незнання»), Н_max – ентропійна міра максимальної невизначеності («максимального незнання»).

Креативна (творча) діяльність пов'язана зі синтезом знань та має результатом зменшення ентропії нової структури знання та зростання організації знання, порівняно з організацією початкового знання про досліджуваний об’єкт ПГ.

Знання є динамічною абстрактною системою, яка відображає матеріальні явища та процеси. Розвиток наукового знання, за концепцією К. Поппера,відбувається за такою загальною схемою, в якій послідовні компоненти опосередковані знаком імплікації Þ (“якщо…, то”):

Вихідна проблема Þ Наукова гіпотеза або апробаційна теорія, що пропонується для розв’язання проблеми Þ Критика (фальсифікація) цієї теорії Þ Нова проблема

Роль взірця для постановки наукових проблем та їх розв’язання відіграють парадигми, що за визначенням Т.Куна є моделями світоглядної норми та формами пізнавальної діяльності.

Існують дві категорії особистих (персональних) знань:

1) “холодні” – одержані із книг, або від викладача, або від більш досвідченого колеги;

2) “гарячі” – накопичені у власній практичній діяльності, на власному досвіді, на власних помилках (А.Скінпер).

Фундаментальні дисципліни (фізика, хімія, біологія та ін..)

Моноаспектні знання

Математика, філософія, прикладні технічні дисципліни

Моносистемні або обмежено поліаспектні знання

Дисципліни межевого типу: прикладна математика, фізична хімія, математична фізика та ін.

Поліаспектні знання(описують об’єкт з різних точок зору, тобто поліаспектно)

Інтегровані науки: системологія, системотехніка, кібернетика та ін.

Полісистемні знання (описують різні науки, як системи, які інтегровані)

Синтетичні науки: ергономіка, синергетика, теорія штучного інтелекту та ін.

Ідейно-, об’єктно- і проблемно-орієнтовані знання, проблемно-незалежні , синтетичні та інші знання

Рис. 2.1. Співвідношення напрямів наукових досліджень і відповідних наукових знань

Знання можливо ідентифікувати тільки тоді, коли вони проявляються у вигляді вмінь виконувати відповідні розумові або фізичні дії. Уміння неможливі без розуміння. Якщо інформація відповідає на запитання хто, що, коли, де, скільки, а знання – як, то розуміння – чого, навіщо, чому[11].

Перетворення знань людиною відбувається за схемою: засвоєні знання (фундаментальні, технічні, соціальні, гуманітарні) ® особисті (персональні) знання ® діяльність людини ® уміння (здатність людини виконувати певні дії при здійсненні тієї чи іншої діяльності на основі відповідних знань) ® високорозвинуте вміння, яке включає у собі певні навички (навичка – це сукупність взаємопов’язаних дій, що виконуються при здійсненні певної діяльності, котрі завдяки численним повторенням стають автоматизованими і виконуються без свідомого контролю) ® майстерність (надійне і творче використання різноманітних умінь) ® досвід (якість особи, що сформована в процесі її діяльності, навчання і виховання, яка узагальнює знання, навички, уміння та звички).

У психології досвід людини поділяться на два види: дискурсивний і креативний.

Досвід дискурсивний ґрунтується на дискурсивному мисленні –опосередкованого минулим досвідом природним інтуїтивним мисленням і зв’язним логічним міркуванням, в якому кожна наступна думка обумовлена попередньою.

Досвід креативний (творчий) ґрунтується на конвергентному мисленні, що пов’язує разом усі елементи семантичного простору, які відносяться до проблеми, знаходить єдино правильну композицію цих елементів і, стимулюючись мотивом досягнень і рефлексією, породжує ідеї, гіпотези, нові способи дій тощо.

На творчому рівні на основі наявних знань про об’єкти поля пошукової діяльності, їх осмислення й оцінювання в аспіранта формується образне мислення, інтроспекція та рефлексія. Особисті знання аспіранта починають виконувати не тільки репрезентативну функцію, але й евристичну та прогностичну функції. Ментальна діяльність аспіранта на цьому рівні дозволяє виявляти не тільки загальний сенс, але й нові риси сприйнятої інформації, усвідомлювати підтекст повідомлення (інтерполяція), а також передбачає розвиток подій (екстраполяція), здійснювати узагальнене оцінювання ситуації (інтроспекція). Достатньо творчий рівень виявляється в рефлексії, тобто аспірант критично відноситься не тільки до «чужої» публікації, але й до змісту свого рукопису, даючи можливість йому «відстоятися у часі», щоб підсвідомість, яка не спить, змогла оптимізувати зміст, знайти в ньому некоректності та помилки.

У 1956 році американський вчений Б. Блум опублікував працю з таксономії цілей навчання [16] (таксономія – ієрархічна систематизація). Ним запропонована така ієрархія цілей навчання: знання (персональне) ® розуміння ® застосування ® аналіз ® синтез ® оцінювання (знак ® є імплікація).

У праці [8] автор виділив такі цілі: об’єктивна і суб’єктивна, абстрактна і конкретна, нормативна і ситуативна, детермінована і випадкова, чітка і нечітка, вимірна і невимірна, динамічна і статична, оптимальна і довільна, «жорстка» і «м’яка» (гнучка), зовнішня і внутрішня, стратегічна і тактична, актуальна і потенційна, домінантна і другорядна, досяжна і нездійснима, суперечлива і узгоджена, теоретична і практична.

Враховуючи вищевикладене, належить вважати, що розуміння людиною об’єкта ПГ, насамперед, залежить від її дискурсивного та креативного досвіду та може мати різні рівні. Для навчальних об’єктів вказані рівні виражаються такою послідовністю ключових термінів, як: осмисленість → правильність → точність → швидкість → самостійність → майстерність → творчість.

У свою чергу, застосування знань на практиці теоретичної та практичної діяльності спричиняє формування нових умінь і навиків, які збагачують досвід людини. Певний рівень вказаного досвіду дозволяє людині аналізувати інформацію про об’єкт ПГ з декількох незалежних джерел і формувати власний висновок. Це досить нетривіальна операція мислення (адекватне судження й аналіз інформації, правильний умовивід), на яку, на мій погляд, потенційно здатні статистично не більше ніж 25 % звичайних людей (є дані незалежних репрезентативних статистичних досліджень, проведених на Заході по Інтернету).

Ще значно менший діапазон людей (біля 7%) може синтезувати нову інформацію, творити на основі креативного досвіду, а саме писати наукові чи художні праці, займатися винахідництвом, малювати картини, створювати нові архітектурні форми тощо. У свою чергу, геніальні особистості зустрічаються надто рідко – статистично приблизно одна-дві людини на 1 млн. населення.

Відповідно сучасним психологічним поглядам, найвищий рівень цілей навчання є рефлексією, в основі якої лежить здатність людини критично оцінювати не тільки чужі, але й власні продукти творчості (рис. 2.2).

У студентів у процесі навчання та проведення дослідження формуються переконання.Переконання, яке базується на розумінні – адекватне розуміння, на відміну від помилкової думки – переконання, яке базується на нерозумінні. Творчий рівень діяльності студента відбувається в режимах самоучіння (під управлінням наукового керівника), або в режимі самоосвіти (дисертаційна робота виконується самостійно).

Виникнення в кінці ХХ ст. інноваційної концепції компетентності (концепції кінцевого результату) є результатом багатогранних досліджень у системі освіти. Основу концепції складає компетентнісний підхід, особливість якого полягає в створенні нової моделі освіти, яка ґрунтуючись на результатах навчання, регулює саморозвиток суб’єктів навчального процесу та всієї системи освіти. Вказана концепція реалізується на модульному змісті навчання та покликана забезпечувати досягнення працівником не тільки певного рівня кваліфікації, який визначається кваліфікаційною характеристикою, але й досягнення стандартизованого рівня професійної компетентності. Ця концепція передбачає формування кваліфікацій на основі стандартів компетентності, тобто на вихідних результатах.

Кваліфікація (від лат. qualis – якої якості + facere – робити) є лише потенційною здатністю працівника виконувати завдання, яке стосується даної діяльності (від лат. potentia – сила, міць). Як наслідок, кваліфікація – підготовленість працівника до реалізації виробничих функцій, посадових обов’язків і завдань, тобто це потенційна (можлива, прихована) здатність працівника виконувати завдання та вирішувати проблеми, які відносяться до його компетенції.

Рефлексія, у т. ч. критичне оцінювання

Синтез на основі креативного досвіду

Аналіз на основі дискурсивного досвіду

Застосування знань, формування вмінь і навичок

Розуміння знань, які можуть мати різні рівні

Формування особистих (персональних) знань

Рис. 2.2. Ієрархія потенційних рівнів людини в засвоєнні знань, репродуктивному

та креативному перетворенню інформації

Рівень кваліфікації – це якісний рівень професійної майстерності працівника, що характеризується тарифним розрядом, класом чи категорією і забезпечує його здатність виконувати відповідні виробничі завдання певного виду трудової діяльності (спеціальності).

Освітньо-кваліфікаційний рівень вищої освіти – якісний рівень сформованості професійних якостей працівника (фахівця, професіонала, керівника, державного службовця, законодавця), що забезпечує його здатність виконувати відповідні фахові обов’язки та завдання. Освітньо-кваліфікаційний рівень вищої освіти – характеристика вищої освіти за ознаками ступеня сформованості інтелектуальних якостей особи (знань, умінь та навичок), що забезпечують її здатність виконувати завдання та обов'язки (роботи) певного рівня професійної діяльності, а також визначають її розвиток як особистості.

Освітньо-кваліфікаційні рівні вищої освіти:

1. Молодший бакалавр – особа, яка на основі повної загальної середньої освіти здобула неповну вищу освіту, спеціальні вміння та знання, достатні для здійснення виробничих функцій, що передбачені для первинних посад у певному виді економічної діяльності, на операторському рівні професійної діяльності. При виконанні виробничих функцій молодші спеціалісти здатні переносити свою діяльність з одного предмета праці на інший. Завдання діяльності, які вирішують молодші спеціалісти, припускають вибір готових рішень із набору стандартних загальноприйнятих рішень, що мають алгоритмізований характер. Особи, які мають базову загальну середню освіту, можуть одночасно навчатися за освітньо-професійною програмою підготовки молодшого спеціаліста і здобувати повну загальну середню освіту.

2. Бакалавр – освітньо-кваліфікаційний рівень вищої освіти особи, яка на основі повної загальної середньої освіти здобула базову вищу освіту, фундаментальні і спеціальні вміння та знання щодо узагальненого об’єкта діяльності (праці), достатні для виконання завдань та обов’язків (робіт), що передбачені для первинних посад у певному виді економічної діяльності, на експлуатаційному рівні професійної діяльності. Виробничі функції, що здійснюють бакалаври, пов'язані з обмеженою кількістю етапів циклу існування об'єктів їх діяльності. Завдання діяльності, які вони вирішують, припускають діяльність відповідно до заданого алгоритму, що містить процедуру часткового конструювання відповідних операцій.

3. Магістр – освітньо-кваліфікаційний рівень вищої освіти особи, яка на основі освітньо-кваліфікаційного рівня бакалавра здобула повну вищу освіту, спеціальні вміння та знання, достатні для виконання професійних завдань та обов’язків (робіт) інноваційного характеру, що передбачені для первинних посад у певному виді економічної діяльності, на дослідницькому рівні професійної діяльності. Виробничі функції, що здійснюють магістри, пов'язані зі всіма етапами циклу існування об'єктів їх діяльності. Завдання діяльності, які вони вирішують, припускають діяльність за складним алгоритмом, що містить процедуру конструювання рішень. Освітньо-кваліфікаційний рівень магістрів передбачає, за умови виконання вимог стандарту вищої освіти щодо підготовки педагогічних працівників, спроможність до виконання педагогічних функцій, що пов'язані з узагальненими об'єктами їх діяльності.

Компетентність (від англ. competence – здатність, спроможність, уміння) – це актуальна здатність підготовленого працівника ефективно та результативно виконувати професійні завдання, фахові обов’язки та посадові функції, які входять до його компетенції і відповідають наявному освітньо-кваліфікаційному рівню (від лат. competentia – сфера повноважень чи видів діяльності).

Можна виділити такі основні компетенції викладача вищої школи, як науково-дослідна (в галузі науки), науково-професійна (в галузі навчальної дисципліни, яка викладається), професійно-педагогічна (викладацька, інструкційна, методична, організаційна, виховна, управлінська, розвивальна тощо), соціально-психологічна (комунікативна), диференціально-психологічна (в сфері мотивів, здібностей, спрямованості студентів), аутопсихологічна (в сфері усвідомлення достоїнств і недоліків власної діяльності), рефлексивна (здатність до аналізу діяльності та продуктів мислення, критичне відношення до них, пошук нової норми, як основи самостійного прийняття рішення). Ми притримуємося думки, за якою компетентність є актуальна (від лат. actualis – діяльний), тобто важлива для теперішнього часу, здатність досягнення поставленої мети. Належить зазначити, що в компетентність викладача входять базові навички або ключові компетентності, які відрізняються від власне науково-дослідної та науково-професійної компетентностей тим, що вони мають наскрізний характер і не «прив’язані» до певної професії, групи професій і, взагалі, до будь-яких видів діяльності.

Звідси випливає, що поняття “кваліфікація” (спроможність, здатність індивідуума до професійної діяльності) має менший обсяг ніж поняття “компетентність” (обґрунтована можливість актуалізувати та реалізувати на практиці відповідно до діючих стандартів мотиваційні, змістовні та процесуальні компоненти професійної діяльності). Дійсно, в стандарті ISO 9001:2001 зазначено, що персонал, залучений до робіт повинен бути компетентним, тобто мати належні освіту, професійну підготовку, кваліфікацію та досвід.

Кожному рівню кваліфікації відповідає певний стандарт професійної компетентності (СПК),структура якого включає опис професійного поля діяльності, ситуації, в яких ефективність роботи повинна бути продемонстрована, умови допущення до виконання професійних функцій, елементи компетентності, критерії оцінювання компетентності(критерії ефективності виконання роботи) та іншу інформацію, необхідну працівнику для виконання конкретного виробничого або посадового завдання та досягнення заданого результату діяльності на рівні мінімально прийнятих вимог.

Якісний рівень компетентності – реальна здатність працівника реалізувати сукупність вимог до інтегрованих особистих знань, умінь і навичок в межах певного рівня кваліфікації. Очевидно, що кожний освітньо-кваліфікаційний рівень повинен співвідноситися з трьома рівнями професійної компетентності (базовий, поглиблений і творчий) відповідно до ступеневого ускладнення алгоритмів діяльності, а також завдань, які їх випереджують: стереотипні, діагностичні й евристичні. Процес інтелектуального, професійного та соціально-психологічного розвитку працівника пов'язаний з безперервним збільшенням кількісного рівня його компетентності в межах певного діапазону, а також відбувається перехід на наступний діапазон рівнів компетентності в межах визначеного освітньо-кваліфікаційного рівня. Отримання працівником більш вищого рівня кваліфікації означає перехід на наступний триплет діапазонів рівнів компетентності.

Одна із причин некомпетентності – посадові обов’язки не повністю враховуються освітньо-кваліфікаційною характеристикою (ОКХ), що відносно часто проявляється при призначенні працівника на відповідну посаду. Це явище найшло відображення в принципі Пітера: наш світ – це світ войовничої некомпетентності. Якщо людина успішно справляється зі своїми обов'язками, його вважають прийнятною кандидатурою для висунення на вищу посаду. Після ряду висувань він досягає рівня, де можна знайти його некомпетентність, так як нові обов'язки виявляються йому не під силу.

Отже, принцип Пітера означає, що розвиватися людині потрібно все життя (отримання всіх рівнів освіти, індивідуалізоване навчання, самоосвіта) щоб не відстати від бурхливого розвитку науково-технічного прогресу. Щодо методики визначення кількісних рівнів компетентностіпрацівників, то рекомендуємо статтю автора [Костюченко М.П. Реформування структури кваліфікацій на основі стандартів компетентності у професійній освіті / М.П. Костюченко // Педагогіка і психологія професійної освіти : наук.-метод. журнал. – 2010. – № 3.– С.139 – 152. (фахове видання)].

ЛІТЕРАТУРА ДО 2-ої ТЕМИ

1. Гаврилова Т.А. Базы знаний интеллектуальных систем / Т.А. Гаврилова, В.Ф. Хорошевский. – СПБ: Питер, 2000. – 384 с.

2. ДСТУ ISO 860—99. Термінологічна робота гармонізування понять і термінів [Чинний від 2001- 01- 01]. – К.: Держстандарт України, 2000. – 8 с.

3. Искусственный интеллект. – В 3-х кн. Кн. 1. Системы общения и экспертные системы: Справочник / Под ред. Э.В. Попова – М.: Радио и связь, 1990. – 464 с.

4. Искусственный интеллект. – В 3-х кн. Кн. 2. Модели и методы: Справочник / Под ред. Д.А.Поспелова. – М.: Радио и связь, 1990. – 304 с.

5. Кислий В.М. Організація наукових досліджень: навч. посібник / В.М. Кислий. – Суми: Університетська книга, 2011. – 224 с

6. Костюченко М.П. Закономерности функционирования и развития технических систем. – Донецк, 1992. - 56 с. – Деп. в Укр. ИНТЭИ 12.08.92., № 1213 – Ук. 92 // Библ. указ. ВИНИТИ № 11 (253), б/о 399, 1992.

7. Костюченко М.П. Інформаційно-кібернетичні та психолого-дидактичні аспекти проектування експертно-навчальних систем / М.П. Костюченко // Штучний інтелект. – 2013. – № 4 (62) – С. 127 – 138.

8. Костюченко М.П. Модель формування розвиваючих цілей занять професійної підготовки кваліфікованих робітників / М.П. Костюченко // Проблеми інженерно-педагогічної освіти: зб. наук. праць. – Харків: УІПА, 2009.– Вип. 22 –23.– С. 65 –79.

9. Кузин Л.Т. Основы кибернетики: В 2-х т. Т. 2. Основы кибернетических моделей / Л.Т. Кузин. – М.: Энергия, 1979. – 584 с.

10. Лазарєв М.І. Полісистемне моделювання змісту технологій навчання загально-інженерних дисциплін: монографія / М. І. Лазарєв. – Харків: Вид. НФаУ, 2003. –356 с.

11. Лямец В.И. Системный анализ. Вводный курс: [учеб. пособие] / В.И. Лямец, А.Д. Тевяшев. – Х.: ХНУРЕ, 2004. – 448 с.

12. Попов Э.В. Экспертные системы: Решение неформализованных задач в диалоге с ЭВМ / Э.В. Попов. – М.: Наука, 1987. – 435 с.

13. Словарь по кибернетике: Св. 2000 ст. / Под ред. В.С. Михайлевича. – К. Гл. ред. УСЭ им. М.П. Бажана, 1989. – 680 с.

14. Тлумачний словник з інформатики / Г.Г. Півняк, Б.С. Бусигін, М.М. Дівізінюк та ін. – Дніпропетровськ: Нац. гірнич. ун-т, 2010. – 600 с.

15. Шишков Д.П. Дані та знання / Д.П. Шишков // Штучний інтелект. – 1996. – № 1. – С. 115-120.

16. Bloom B.S. Taxonomy of Educational Objectives // The Classification of Educational goals. Handbook 1: Cognitive Domain. - N.Y.: Academic Press, 1967. – 320 p.

Афоризми:

v “Освітадозволяє нам жити, не особливо напружуючи розум” (А. Уіггам).

v “Освіта – це спосіб набуття упереджень більш високого порядку” (Л. Пітер).

v “Тільки освічений хоче самостійно вчитися; невіглас віддає перевагу навчанню ” (Едурд Ле Беркьє ).

v “Освіта як гроші, її треба мати багато, інакше все рівно будеш виглядати бідно” (Ліна Марса).

v “Те, чому вчили в школах і університетах, – не освіта, а тільки спосіб отримати освіту” (Ралф Емерсон).

v “Людина освічена – та, яка знає, де знайти те, чого вона не знає” (Георг Зіммель).

v “Цінність освіти яскравіше всього проявляється тоді, коли освічені висловлюються про речі, які лежать зовні галузі їх освіти ” (Карл Краус).

v “Вік живи – вік вчися! І ти нарешті досягнеш того, що, подібно мудрецю, будеш мати право сказати, що нічого не знаєш” (Козьма Прутков).

v “Нічого не можна взнати, нічому не можна навчитися, ні в чому не можна упевнитися: відчуття обмежені, розум слабий, життя коротке ” (Анаксагор).

v “Краще в світі освіта – отримана в боротьбі за кусок хліба” (Уенделл Філіпс).

v “Добра освіта повинна залишати бажати кращого” (Алан Грегг).

v “Хто досягнув висот освіти, повинен заздалегідь передбачити, що більшість буде проти нього” (Іоганн Гете).

v “Пізнання – одна із форм аскетизму” (Фрідріх Ніцше).

___________

© Костюченко М.П., 2016 р. E-mail: [email protected] Відповідно до закону України про авторське право та інформацію, відтворення (репродукування) тексту даної лекції будь-яким способом без згоди автора забороняється

_______________________________________________________________