Кейсы. 1 Примерные кейсы_23.04. Решение для специально описанной проблемной ситуации, связанной или с научнотехническими изысканиями, или с решением конкретной задачи в области хозяйства и инфраструктуры
 Скачать 149.5 Kb.
|
1 2 — Какие именно факторы определяют требования растений к свойствам почвы и климата? — Какие именно факторы определяют вегетативный цикл данных растений? — При каких условиях, требования растений к внешним условиям могут «снизиться», а вегетативный цикл — сократиться? — Какими могут быть побочные воздействия новых внешних условий на состояние данных растений, прежде всего — на качество получаемых от них продуктов? После этого, школьники могут начать поиск решений, создающих необходимые условия для «оптимизации» жизни данных растений, идя различными путями: — селекция и выведение культурных растений с новыми заданными свойствами; — искусственное создание таких природно-климатических условий, при которых, растение сможет не только нормально расти, но и ускорить вызревание. Каждый из путей рассуждения и каждое из предложенных в его результате решений должны проверяться по следующим параметрам: — скорость получения продуктивных результатов при внедрении данной разработки; — экономическая эффективность (в том числе, энергетическая эффективность); — отсутствие принципиальных деформаций исходных свойств растения, вследствие предлагаемых методов. Возможные прототипы: Огородники в зонах рискованного земледелия давно приспособились выращивать рассаду в домах, часто начиная с зимы, а затем, с наступлением тёплого времени года, высаживать в открытый грунт. Но это требует значительных затрат времени. И если хозяин небольшого огорода, особенно пенсионер, эти затраты может себе позволить, в условиях массового сельскохозяйственного производства это нереально. Возможны ли аналогичные, но массовые технологии? Технологии рекультивации почв, позволяющие восстановить исходную экосистему, давно отработаны для бывших территорий горных разработок, в России, в первую очередь, для исчерпанных угольных разрезов. Возможно ли применение сходных технологий для того, чтобы сделать территорию пригодной для сельского хозяйства? Способности и компетенции школьников, диагностируемые за счёт решения данной задачи: — способность проанализировать условия достижения поставленной задачи в наличной ситуации; — способность спроектировать целенаправленное воздействие инженерного характера на биологические системы, не деформирующее эти системы и при этом обуславливающее получение необходимого результата; — способность адекватно подобрать средства и методы для решения поставленной задачи; — способность спрогнозировать и оценить эффективность и результативность предлагаемого решения. Кейс 7.2. В маленьком хозяйстве фермер достаточно легко может определить, что нужно каждой из его коров, чтобы давать большое количество молока; что требуется каждой из овец, чтобы вырастить на себе максимально густую и длинную шерсть; что требуется каждой из свиней, чтобы быть оптимальной «фабрикой мяса». В крупных хозяйствах уже практически невозможно отслеживать каждое животное и добиваться именно от него максимально продуктивных результатов. Усреднённые показатели, в том числе основанные на использовании биометрических данных и их компьютерной обработке, заведомо не учитывают особенностей конкретного организма и его режима жизни. Кроме того, содержание животных в крупных хозяйствах, с искусственной средой обитания и с искусственной кормовой базой, включающей в себя синтетические составляющие, не встречающиеся в кормах в естественных условиях, такие, как витаминные добавки и антибиотики, приводит к падению качества продукта, при росте количественных показателей. Иногда это оборачивается крупными эпизоотиями (самый известный случай — «коровье бешенство» в северо-западных регионах Европы), отчасти — массовыми аллергическими реакциями потребителей на химические примеси в животной пище. Требуется: разработать цифровую систему, позволяющую в условиях крупного фермерского хозяйства следить за каждым животным в отдельности, определять для него оптимальный индивидуальный рацион, режим жизни, параметры ухода. Противоречие: Имеет двойной характер. С одной стороны, это противоречие между тем, что высокое качество животноводческих продуктов обеспечивается только в условиях, максимально приближенных к естественным, и тем, что современная ситуация требует максимально увеличить производство этих продуктов, притом, так, чтобы обеспечить их минимальную стоимость. В естественных «сельских» условиях животноводство заведомо не может обеспечить массовую потребность современных городов в продуктах животноводства. Более того, в наиболее развитых и густо населённых территориях, где наиболее велик спрос на животноводческую продукцию, оно просто не располагает необходимыми пространствами и буквально вынуждено запирать коров в стойлах, свиней — в тесных загонах, кур — в клетках. Но даже если разворачивать на уцелевших нетронутых сельскохозяйственных угодьях огромные фермы, потребуется длительная сложно организуемая транспортировка полученных продуктов, которая заведомо снизит их качество, поскольку, потребует глубокой заморозки и консервации. С другой стороны, друг другу противоречат массовый характер производства и индивидуальный характер жизни каждого животного, при котором именно это животное может быть максимально эффективно с точки зрения количества и качества создаваемых им продуктов. Последние полвека во всём мире закрепили положение дел: если пищевая продукция массовая и дешёвая, то не очень качественная, поскольку, её появление не предполагало затрат усилий на выращивание и обиход каждого конкретного животного; а если продукция качественная, то заведомо дорогая, поскольку, в каждую её единицу, вложено заведомо много ресурсов, и прежде всего — человеческого труда. Чтобы успешно разрешить это противоречие, необходимо новое поколение систем технологического обеспечения животноводства, и прежде всего — систем диагностики и управления, рассчитанной не на массовый, а на индивидуализированный результат. Возможные направления рассуждения. Стоит выбрать один из массовых видов сельскохозяйственных животных, чтобы сразу опираться и на конкретный тип полезного продукта (мясо определённого вида, молоко, яйца, шерсть, и т.д.), и на определённый тип организации пространства (заведомо различный для курятника и для коровника). Полезно проанализировать, какие именно показатели снимают датчики, использующиеся в современном крупном фермерском хозяйстве, как анализируются их показатели, по каким алгоритмам формируется режим кормления и ухода за животным (включая диагностики, требующие вмешательства ветеринара либо отбраковки животного). На следующем шаге продуктивно определить, какие параметры могут считаться индивидуальными; каков минимальный набор индивидуальных параметров, которые могут быть собраны датчиками и обработаны соответствующей программой; как информация, предоставляемая датчикам по этим параметрам, позволяет оптимизировать уход за животным. Уже затем можно переходить к определению «индивидуального образа жизни животного», поиску недостающих датчиков и разработке цифровых решений. Прототипы: Экспертные системы, основанные на знании об индивидуальности, широко используются в медицине (включая индивидуальный подбор сочетаний лекарств, с учётом возможных противопоказаний, формирование индивидуального режима жизни и профиля питания). Особенность экспертных систем как особого типа программного обеспечения состоит в том, что в их основе лежат не алгоритмы, а эвристики (схемы правдоподобных рассуждений), сформированные на основе моделирования хода рассуждений экспертов, признанных в определённой практической области. Можно предположить, что поставленная задача решается экспертной системой, основанной на эвристиках, моделирующих рассуждения опытных ветеринаров и скотников. Компетенции, выявляемые у школьников: — Интерес к конкретным особенностям определённых представителей животного мира, исторически вовлечённых в сферу хозяйственной деятельности человека. — Способность к формированию системной модели, включающей в себя фрагменты биологического, зоопсихологического знания и логистики. — Способность к постановке задачи по разработке прикладного программно-аппаратного комплекса на основе системного описания задачи в целом. — Способность к работе со слабо представленным алгоритмически (эвристическим) знанием, в том числе с алгоритмическим моделированием эвристик. Кейс 7.3. Одной из острых экономических проблем сельского хозяйства является слабая техническая оснащённость наиболее мелких хозяйств, которые, при этом, зачастую являются наиболее активным и демократичным, с точки зрения цен, поставщиком продуктов питания на рынок. Причины этого явления понятны: у конкретного фермера и, тем более, владельца подсобного хозяйства зачастую нет средств на покупку и обслуживание сложной техники; кроме того, масштабы их хозяйства не требуют её постоянного использования, обуславливают простои и тем самым ещё больше снижают рентабельность. Одновременно, кооперирование малых хозяйств по поводу приобретения техники в складчину, в большинстве случаев рано или поздно приводит к конфликтам по поводу порядка использования и хранения этой техники, приоритетных прав распоряжаться ею, и т.д. . Требуется: разработать инженерно-социальное решение, которое позволит малым хозяйствам, вплоть до подсобных дачных, но готовых работать на рынок по доступной для потребителя цене, в полноценном объёме пользоваться сложной современной сельскохозяйственной техникой. Противоречие Оно очевидно из условий задачи: любому современному аграрному хозяйству, чтобы быть конкурентоспособным, необходимо в том или ином объёме использовать специализированное техническое оборудование. При этом, покупка этого оборудования малым хозяйством единолично лишает его конкурентоспособности, поскольку, затраты на приобретение оказываются очень велики, и чтобы их возместить, приходится удорожать стоимость продукции, так, что она перестаёт быть привлекательной для покупателя. А приобретение оборудования вскладчину в большинстве случаев порождает конфликты, которые усложняют работу и также снижают эффективность хозяйства. Возможные направления рассуждений школьников Как и в большинстве предыдущих случаев, школьникам стоит чётко определить, какую именно проблему они решают. По большому счёту, противоречие заключается в том, что способ максимизации эффективности малого аграрного хозяйства оказывается одновременно фактором, ослабляющим эту эффективность, за счёт увеличения затрат или втягивания хозяйства в напряжённую микросоциальную ситуацию. После того, как это противоречие будет выявлено и обозначено, можно будет предлагать варианты для его разрешения, по следующим основным направлениям (как и в предыдущих случаях, их список не исчерпывающ, и конкретные идеи школьников могут оказаться гораздо продуктивнее наших изначальных предположений): — разработать и популяризировать эффективную и при этом дешёвую сельскохозяйственную технику (важно сделать акцент именно на популяризации, поскольку, многие мелкие хозяева привыкли, что хорошая техника — дорогая, а дешёвая — пустая трата денег, и этот стереотип будет нужно преодолеть); — разработать наиболее прозрачную в плане отношений и минимизирующую возможность конфликтов модель кооперации по приобретению техники (в том числе, возможно, с компьютерными средствами вычисления, кто из хозяев сколько времени пользовался оборудованием за сезон и, соответственно, кто в какой пропорции должен вложиться в амортизацию); — разработать модель льготной аренды сельскохозяйственной техники для мелких хозяйств. Способности и компетенции школьников, диагностируемые за счёт решения данной задачи: — способность определять конкретное, максимально локализованное противоречие, обуславливающее проблемный характер ситуации, и подбирать средства для разрешения именно этого локализованного противоречия; — способность определять необходимые затраты на решение инженерно-социальной задачи и находить способ их минимизации без потери качества работы системы; — способность определять инженерный, управленческий, психологический аспекты решения инженерно-социальной задачи и организовывать работу с этими аспектами в режиме параллельных, но при этом взаимосвязанных процессов. 8. Беспилотный транспорт о логистические системы Кейс 8.1. Транспортные проблемы современных городов очень трудно до конца решить даже самой эффективной оптимизацией наземной транспортной сети. Как ни расширяй дороги, сколько ни строй подземных или надземных путей, рост количества транспортных средств заведомо опережает любые инфраструктурные меры. Современный город уже заведомо стал трёхмерным: его жизнь разворачивается не только на земле, но и над землёй и под землёй. В этом качестве, он давно освоен архитекторами, осуществляющими вертикальное зонирование, создающими на крышах зоны для отдыха, разрабатывающими проекты вертикального озеленения. С другой стороны, существует немало частных разработок в сфере малого воздушного транспорта. И при всём при этом, немногочисленные вертикальные средства перемещения, как правило, сосредоточены внутри зданий (это, разумеется, прежде всего, лифты). А внутригородское авиасообщение остаётся, в целом, в фантастических романах и фильмах. Единственным массовым исключением являются лёгкие вертолёты, допускающие взлёт и посадку практически где угодно, — в ряде стран их активно используют полиция и служба безопасности дорожного движения. А вот, например, малые беспилотные почтовые аппараты (в отличие от аналогичных военных аппаратов и аппаратов, используемых в системах мониторинга) не выходят за пределы экспериментальных разработок, и их распространённость, возможно, уступает даже почтовым голубям в Европе Нового Времени. Частных причин для такой задержки в распространении транспортных сетей на новые измерения, конечно, масса: начиная с отсутствия посадочных площадок для «малой авиации», заканчивая огромным количеством надземных проводов и кабелей, затрудняющих её использование. Но по большей части эти причины сводятся к одной, фундаментальной: транспортная инфраструктура сегодня, как и сто, и двести лет назад, проектируется на плоскостях, а не в объёме. Проблема заключается не только в посадочных площадках и системах сервиса, но и в общей системе логистики и навигации для трёхмерного пространства. А её отсутствие можно связать, скорее, с тем, что для человека по-прежнему непривычно думать о пространстве своей жизни и о своих перемещениях по этому пространству в «трёх измерениях», а не в плоскости. Житейский опыт продолжает нам говорить — в том числе, на подсознании: для человека нормально передвигаться по земле; по воздуху летают птицы, под землёй копают кроты — но в обоих случаях не люди. Немногочисленные, довольно половинчатые решения, позволяющие городскому транспорту захватить пространства над землёй и под землёй (прежде всего, учёт подземных коммуникаций и эстакад), не меняют принципа в целом. Требуется: — проанализировать, какие из существующих и перспективных технических решений, от малых беспилотных летающих аппаратов до лёгкого воздушного транспорта, рассчитанного на перевозку людей и сопоставимых с ними по массе грузов, могли бы быть эффективно решать конкретные транспортные задачи в условиях современного города; — разработать трёхмерную модель навигации в современном городском пространстве, предполагающую использование как внешних средств навигационного позиционирования, так и элементов искусственного интеллекта для оценки складывающейся воздушной обстановки и контроля за безопасностью; — разработать схему «разделения труда» между наземными, подземными и воздушными средствами транспорта для максимально быстрого и эффективного перемещения людей и грузов по городу. Основное противоречие: Кроме очевидного противоречия, связанного с «привязкой» транспортного проектирования к плоскостям, существует определённое противоречие на уровне человеческого восприятия, связанное с тем, что средний человек хорошо умеет воспринимать ситуацию в плоскости, но не в объёме. Так, даже в существующих системах диспетчеризации опорой является либо «вид сверху», то есть карта местности, на которую спроецирована текущая обстановка, либо — как в системе организации работы авиадиспетчера — экран, на котором выводится плоская проекция трёхмерной обстановки, например, над аэродромом. Это противоречие может быть снято двумя способами: — инструменты визуального представления, позволяющие за счёт дополнительной информации (и при наличии соответствующей тренировки) восстановить трёхмерную картину событий по её плоской проекции или серии проекций; — инструменты моделирования, позволяющие автоматически осуществлять диспетчеризацию и формировать готовые решения для управления обстановкой, в том числе, указывать наилучшее направление и режим движения отдельной транспортной единицы, с минимальным вмешательством человека. Возможные направления рассуждения: На первом шаге, наиболее полезно составить реестр возможных транспортных задач и определить внутри этого реестра, наиболее «узкие» места, обусловленные современной организацией городского транспорта, а также возможность преодоления этих «узких мест» за счёт выхода «в третье измерение». Далее, полезно проанализировать существующие разработки малого воздушного транспорта, в том числе, определить те из них, в которых возможности базового инженерного решения используются лишь частично, и выяснить, с чем это связано: с рентабельностью, с ограничениями на эксплуатацию, со сложившимися стереотипами, «закрывающими» возможности новых решений. После составления реестра задач и имеющихся технических решений, можно уже разрабатывать схему диспетчеризации городского транспорта, действующего в разных физических плоскостях, исходя из обозначенного противоречия. Здесь удобнее было бы исходить из обобщённой модели современного города. Но при желании школьники могут взять и какой-либо конкретный крупный город, активно использующий третье измерение при архитектурном проектировании. Прототипы: Очевидный существующий прототип — система диспетчеризации авиасообщений. В этой системе приходится решать задачи двух разных типов: — Сопровождение самолёта на трассе, с учётом достаточно быстрой скорости этого перемещения; того факта, что, как правило, авиатрассы включают в себя несколько потоков и пересекаются; необходимости оперативно учитывать метеоусловия на самой трассе и в точке прибытия. — Сопровождение самолёта в окрестностях аэропорта, как правило, при достаточно большом скоплении авиасредств, перемещающихся в разных направлениях и ограниченных в свободе манёвра; учитывая необходимость отдельно учитывать технические неисправности и других экстремальных обстоятельств, требующих обеспечить особый режим посадки. С другой стороны, подросткам полезно рассмотреть фантастический прототип, трёхмерную командную спортивную игру «квиддич», хорошо знакомую фанатам «Гарри Поттера». Полезно продумать отдельно, как ориентируется в игре отдельный игрок, как видит ситуацию капитан команды, как видит ситуацию судья, что понимает подготовленный зритель. Компетенции, выявляемые у школьников: — Способность комплексно анализировать задачу, с возможностью выделить «узкие места», различить технологические и инфраструктурные составляющие. — Способность соотнести главную полезную функцию технического решения с классом решаемых задач и обуславливаемыми им требованиями к решению. — Способность выстроить объёмное представление динамической модели и адекватно использовать способы её демонстрации, основанные на плоскостных проекциях. Кейс 8.2. Географические условия нашей страны требуют, для успешной организации оперативного транспортного сообщения, активно использовать малую авиацию. Во многих районах Сибири, Дальнего Востока, Крайнего Севера только она может обеспечить регулярное сообщение между населёнными пунктами, связь отдельных посёлков с региональным центром, в короткое время и без издержек, связанных с перемещением по тундре, тайге, горам, в сложных погодных условиях. В последние десятилетия советской эпохи малая авиация развивалась активно, с опорой на универсальную модель лёгкого самолёта, который не прихотлив к условиям эксплуатации и может быть переоборудован под разные задачи, от пассажирских и грузовых перевозок до санитарной и пожарно-десантной авиации. Сворачивание малой авиации обусловлено отчасти общими социально-экономическими причинами, отчасти тем, что на замену устаревшему «Ан-2» не пришёл аналогичный, столь же универсальный и не требовательный в плане эксплуатации, но более современный самолёт. Лёгкие универсальные вертолёты также не получили развития. Массово используемые в настоящее время конструкции (тяжёлые вертолёты, самолёты, разработанные для других климатических условий) оказываются либо дорогими в эксплуатации, либо в экстремальных условиях требуют значительных издержек на обслуживание. Вдобавок, возобновление регулярного авиасообщения в ряде территорий требует либо восстановить, либо создать заново соответствующие инфраструктуры: Требуется: — проанализировать основные источники издержек, связанных с «малыми» авиаперевозками грузового и пассажирского характера, а также с содержанием необходимой обеспечивающей инфраструктуры; — предложить базовую модель воздушного транспортного средства, которое было бы максимально технически и экономически эффективным, нетребовательным в эксплуатации, устойчивым в экстремальных природных условиях; — разработать технологии работы инфраструктуры для придуманных воздушных транспортных средств, позволяющие осуществлять посредством них бесперебойное воздушное сообщение, в частности: систему управления потоками; типовую модель посадочной площадки, технологию разворачивания мобильной посадочной площадки в «полевых» условиях; — представить максимально возможную технико-технологическую документацию по разработанному воздушному транспортному устройству и по модели инфраструктуры, обеспечивающей его использование. Противоречие Требуется максимально удешевить транспортное средство и возможности его эксплуатации — и одновременно обеспечить многофункциональность, что задаёт избыточные требования к базовой конструкции, и современный уровень безопасности, а следовательно, сделать транспортное средство объективно дороже в изготовлении, эксплуатации и обслуживании. Известно, что удельная стоимость инфраструктурных издержек существенно уменьшается при возрастании частоты эксплуатации — но для этого необходимы регулярные транспортные потоки, что зачастую в отечественных условиях проблематично именно в случае с малой авиацией, либо мобильные решения. Направления рассуждений Необходимо, в первую очередь, выяснить, какие особенности существующих летательных аппаратов обуславливают основные издержки, связанные с их использованием. Далее, следует определить, какие конструктивные решения могут существенно снизить эти издержки; определить технологические модели, могущие быть прототипами; определить условия, при которых инфраструктура для использования этих моделей может быть развернута быстро, оптимально и недорого. В целом, на основе анализа прототипов, полезно понять, чем лёгкая авиация (малая авиация) принципиально отличается от авиации для крупных магистралей и масштабных перевозок, как по техническим решениям, так и по условиям использования и эксплуатации. Разработка таких конструктивных моделей может потребовать нетривиальных конструкторских ходов. В том числе полезно не бояться гибридных решений, сочетающих элементы самолёта, вертолёта и иных воздушных транспортных средств. Прототипы: В первую очередь, полезно разобраться, почему, в своё время, была столь привлекательна модель самолёта «Ан-2». Важнее всего, какие принятые тогда конструктивные решения — с поправкой на современные технологические возможности, в том числе на современные материалы, особенности разных видов топлива и средства навигации — может быть использованы сейчас, если не напрямую, то в качестве прототипов. Аналогично могут быть проанализированы лёгкие вертолёты Сикорского, активно использовавшиеся, в частности, армией и полицией США. Можно обратить внимание на опыт использования парапланов и мотодельтапланов, для быстрой доставки людей и грузов на небольшие дистанции при практически полном отсутствии инфраструктуры (кроме мобильных средств запуска, в качестве которых подойдёт любое буксирующее устройство). Компетенции, формируемые у школьников: — Способность определять причины недостаточной рентабельности и технологической эффективности конкретного устройства и на этой основе совершенствовать данное устройство, либо разрабатывать схожее по характеристикам и функциям, но более оптимальное для решения актуальных задач; — Способность выделять универсальные характеристики технической разработки, позволяющей решить задачи определённого типа и масштаба, и использовать их при поиске решения для задач, похожих по типу и масштабу, но существенно отличающихся по конкретной специфике; — Способность использовать исторически оправдавшее себя техническое решение как прототип для возможного решения сходных задач, но при изменившихся требованиях и в новых технико-технологических условиях. — Способность комбинировать существующие элементы технических решений (с учётом современных технологических достижений) и на этой основе создавать устройства с заданными главными полезными функциями. Кейс 8.1. Если «беспилотный» автомобиль попадает в аварию, как определить виновного? Необходимо придумать изменения в правилах дорожного движения, предусматривающие появление автомобилей без водителя, и соответствующие стандарты безопасности (в том числе требования к искусственному интеллекту таких автомобилей). Противоречие Традиционно виновником нарушений правил дорожного движения становился водитель, чья воля полностью управляла транспортным средством, который контролировал его техническую исправность. Водителя, как правоспособного гражданина, можно было привлечь к юридической ответственности; он сам это осознавал и в каждый момент времени, что находился за рулём, старался не допустить нарушений, по крайней мере, критически значимых, ведущих к аварии. В случае с автономным транспортом, его искусственный интеллект разрабатывают одни люди; собирают, в виде бортового компьютера, другие; непосредственно программируют третьи. Все они заведомо не могут каждую минуту своей жизни думать, не нарушит ли автомобиль, ведомый созданным ими искусственным интеллектом, каких-либо правил: они лишь, при сдаче продукта, один раз гарантируют, что продукт будет исправно работать. Возможные направления рассуждений школьников: Продуктивно будет обсудить, во-первых, достоверный способ определения конкретной причины, по которой произошла авария (из-за чего произошёл сбой, и кто из специалистов, готовивших машину к рейсу, отвечал за тот аспект, в котором произошёл сбой); во-вторых, способ фиксации причастности конкретного человека к подготовке машины к рейсу в каждом конкретном аспекте; в-третьих, способ проверки того, что сбой не был обусловлен обстоятельствами непреодолимой силы, не зависящими от качества первоначальной подготовки машины. На основании этих обсуждений, можно уже предлагать возможные регламенты допуска автономного автомобиля к рейсу (такие, которые не замедляли бы выезд автомобилей критическим образом), а также регламенты разбирательства на месте в случае аварий и назначения наказания. Возможные прототипы: Аналогичные проблемы возникли, когда появились первые самодвижущиеся устройства (паровые дилижансы в Англии). Значительный риск, связанный с движением такой машины по городской улице, привёл к принятию ряда законов, которые, как выяснилось позже, существенно затормозили развитие городского транспорта. В то же время использование таких устройств на специально организованных путях привело к появлению железных дорог как основного способа сообщения между городами и между странами, а затем — и к появлению городского рельсового транспорта (трамвай, метро). Какой вариант сейчас был бы наиболее эффективен, с учётом человеческих предрассудков? Способности и компетенции школьников, диагностируемые за счёт решения данной задачи: — способность к анализу проблемной ситуации и точному выяснению возможных источников проблемы; — способность к моделированию сложной системы отношений по поводу технической инновации, в том числе, к определению значения каждого из элементов системы для успешного внедрения и обслуживания этой инновации; — представление о том, что любая принципиальная техническая инновация обуславливает изменения в социальной и правовой сфере; способность спрогнозировать возникающие вследствие этого проблемы и предложить социально-управленческие решения, которые сделают внедрение изменений наиболее безболезненными. Критерии оценивания. Задача открытого типа не может оцениваться непосредственно по соответствию правильному решению или алгоритму получения правильного решения, как в большинстве стандартных задач по точным, естественным и инженерным дисциплинам. Среди параметров оценки можно выделить условия, выполнение которых необходимо. Невыполнение этих условий означает, что задача заведомо не решена, либо произошла подмена задачи. Как правило, подмена задачи — упрощение условия (или опускание части условия), приводящее к потере исходного противоречия. Что точно должно быть: — Серия тезисов, описывающих решение или последовательность шагов, неизбежно приводящих к решению (в случае инженерной разработки или управленческого решения, которые не могут быть реализованы непосредственно силами школьников). — Логически выстроенная аргументация, показывающая, каким образом предложенные тезисы решают поставленную задачу. — Список основных понятий, используемых при решении задачи, с отсылками к общепризнанным определениям (энциклопедиям, учебникам, справочникам) либо с пояснением собственного понимания этих понятий. Чего точно не должно быть: — Аргументации по типу «Deus ex machina» («Бог из машины»), апелляции к некоторой силе, внешней по отношению к условиям задачи. Типичные варианты такой аргументации у современных школьников, как правило, строятся по принципу: «Когда-нибудь учёные придумают…». — Апелляции к изобретениям, описанным в фантастической литературе и кинематографе, без объяснения того, за счёт чего они могут быть реализованы на уровне современной науки и техники. Типичные примеры для современных подростков — робот, фактически являющийся сверхчеловеком («Терминатор»), полностью виртуальная среда («Матрица»), нуль-транспортировка. — «Нулевых» решений, отменяющих само существование задачи. Например, решения в сфере транспорта не нужны, если никто никуда не перемещается. Решения в сфере медицины не нужны, если люди каким-то чудесным образом не болеют или стали киборгами, которым нужен ремонт, а не лечение. Инфраструктура северных городов не нуждается в совершенствовании, если север осваивается вахтовым методом, а стационарные поселения сворачиваются. И так далее. Выполнение этих условий может быть оценено из общих логических соображений и не требует экспертного уровня владения предметным материалом. Хотя общее знакомство того, кто оценивает выполнение заданий, с материалом — на уровне основных понятий и существующего уровня достижений, представленных на тематических информационных порталах, желательно. Отметим ещё, как при оценке могут быть использованы наводящие соображения, представленные в комментариях к задачам. Как уже указано, для школьника они могут являться источником продуктивных аналогий и приёмов рассуждения. Педагог так же может быть использовать их как образец схем и приёмов рассуждения при работе с данным предметным материалом, что позволит более точно оценить логику решения. Самостоятельная разработка инженерных задач открытого типа требует: — Общего знакомства с конкретным типом задач, существующими разработками, приоритетными направлениями развития соответствующей сферы, актуальными проблемами, обсуждаемыми в профессиональном сообществе. — Общего понимания структуры открытой задачи, знакомства, как минимум, с одной из образовательных технологий, основанных на работе с открытыми задачами. Желателен также опыт личного участия разработчика в реализации одной из таких технологий. 1 2 |