Раздел 2. Глава 11. Большая задача

Метод прикладных задач, излагаемый в предыдущих главах, предполагает три уровня обучения. Каждый уровень представляет собой набор задач качественно отличных от уровня предыдущего, и с ростом уровня сложности, количество задач естественно убывает. На последнем этапе ученику предлагается только одна задача и о том, что она из себя представляет  сейчас и поговорим.
Была мысль назвать эту главу – профессиональная задача. В таком названии действительно есть смысл, так как предполагается, что третьим уровнем завершается ученичество, и мы получаем готового специалиста. Но если окончательный результат сомнений вызывать не должен, то относительно профессиональности задачи необходимо сделать несколько важных уточнений.

В предыдущей главе, я уже говорил, что система образования нацелена на объем знания больший того, что необходимо здесь и сейчас. Она работает всегда на будущее и такова должна быть нацеленность любого педагогического метода, если он вообще чего-нибудь стоит. Это первое соображение против задачи, взятой из реальной профессиональной деятельности.
Второе возражение касается интеллектуальной сложности задач решаемых в любой области знания и промышленного производства. Вообще так называемые профессиональные задачи это некие, достаточно простые вещи, требующие лишь дисциплинированного ума и навыка шаблонного действия, пусть и технически нагруженного деталями. По большей части это даже не задачи, а некие исполнительские алгоритмы.

Но уже второй уровень моей педагогической системы предполагает развитие навыка к нестандартному мышлению. Надо полагать, что эту линию необходимо вести и далее. Поэтому, более правильно говорить о Большой задаче третьего уровня, а не о профессиональной. Став специалистом, бывший ученик будет выполнять разные действия и часто, а может быть и всегда, его делом станут шаблонные решения, в той или иной степени, но если он в принципе не готов к поиску новых идей, то все его обучение от начала до конца было напрасным.

Что такое большая задача

Напомню, что мы сейчас обсуждаем подготовку не ученого исследователя, а технического специалиста. От него не требуется умения вести долговременные исследования. Владея общим знанием своей области, и самостоятельно изучив специализированную теорию, он должен за ограниченное время находить вполне приемлемые и необязательно, но возможно новые решения прикладных задач. Итак, три пункта: ограниченное время, приемлемое решение, и возможно решение не вполне привычное. Обсудим, какой смысл несут в себе эти словосочетания.   

Ограниченное время. Наука и технология развиваются в определенном темпе. Чем определяется этот темп сказать сложно, ясно только то, человеческая цивилизация в своем материальном развитии идет вперед, и это движение складывается из миллионов маленьких решений. И эти миллионы определяют общий ход и скорость технологического развития. Это фундаментальная причина, ограничивающая специалиста во времени на поиск решения. Требуемый темп задается общим ходом прогресса науки и техники и  темпом производственных процессов. Решение, полученное слишком медленно, теряет  смысл, так как в лучшем случае его найдет кто-то другой, и мы получим двойную трату ресурсов, в худшем это решение замедлит общий темп, пусть и локально в рамках конкретного производства, но все же и это недопустимо.

Приемлемое решение. Это допущение имеет твердое основание. Ограниченное время не дает возможности искать сколь угодно качественное решение. Это, во-первых. А во-вторых, сколь угодно качественное решение, как правило, и не нужно. Простые примеры: нет никакой необходимости в одежде, которую можно было бы носить 1000 или хотя бы 100 лет. Нет нужды рассчитывать траекторию космического корабля с точностью до сантиметра. На самом деле в любой прикладной области есть необходимость только лишь в приемлемом решении, а не сколь угодно качественном, поэтому ограничение по времени вполне выполнимо.

Новизна решения. Если специалист нашел решение задачи, это не означает его абсолютной новизны. Это означает вещь более простую, а именно - решение такого качества этой задачи сложно найти  в известных информационных источниках за разумное время, хотя возможно оно уже где-то описано. Здесь так же необходимо напомнить, что прикладной специалист это человек, разрабатывающий технологические решения, которые затем становятся шаблоном действий исполнителя. На этапе исполнителя фактор новизны теряет смысл, поэтому поиск нового решения для прикладника имеет своей целью качество и скорость решения, цель личного творческого порыва в такой ситуации необязательна, хотя и  вполне возможна.

Сказанное выше определяет требования к Большой задаче. Она должна быть решена за ограниченное время, ее решение должно иметь приемлемое качество и обладать свойством новизны для ученика, но понятно не для науки и не для современной технологии. То есть это своего рода тренинг умения решать задачи такого уровня.
А так как эта задача представляет собой этап образовательного процесса, то добавим требование высокой степени сложности, такой, с которой ученик не встречался на предыдущих двух уровнях обучения. Также добавим требование актуальности задачи, для чего она должна быть на острие технологического и научного развития, сохраняя естественно учебный статус. К примеру, в области программирования сегодня и, думаю еще очень долго, в приоритете будут направления искусственного интеллекта, обработки больших данных, защиты информационных систем. В этих сферах программирования достаточно много актуальных  задач высокой степени сложности. Думаю, что такие направления есть в любой интеллектуальной деятельности, откуда и стоит брать Большую задачу.

Если определено направление, то дальше учитель должен выполнить методически очень важную работу. Необходимо выбрать класс задач максимальной сложности, с известным методом решения, здесь поставлю акцент, именно с известным методом решения. Например, если вы обучаете программистов и для Большой задачи выбрали разработку искусственного интеллекта, то в этой сфере, можно выбрать класс задач разработки программ, играющих против человека в игры с полной информацией. Метод разработки таких программных систем известен, но он будет очень качественным объектом учебной работы.
Учитель должен детально вникнуть в метод и область знания, и сформулировать задачу этого класса несущую в себе все существенные качества метода, но вполне решаемую для ученика. Если вернуться к примеру игр с полной информацией, то если ученик разработает программу игры в шашки, то необходимо потребовать осмысленной игры,  программа должна уметь сыграть с игроком, имеющим некоторый опыт в этой игре, но не обладающим высокой квалификацией, и при этом сыграть с ним достойно. Для этого ученику вполне достаточно хорошо понимать метод, но возможно не потребуется вникать в большое количество деталей, дающих высокое качество конечного продукта. Но конечный результат должен быть таков, чтобы при желании его можно было довести и до высококачественного.

Наверное, этот параграф разумно было завершить примерами больших задач. Разумеется я могу таковые взять только из своей работы, надеюсь их смысл будет понятен без специальное подготовки и надеюсь они дадут хороший ориентир для поиска таковых задач в других областях знания.

Программа, играющая в интеллектуальную игру против человека. Таких программ достаточно много. Наиболее известны из них шахматные программы, есть достаточно сильные программы, играющие и в другие игры. Уже само название задачи говорит о высокой степени сложности такого рода разработок и это действительно так. Но общая технология достаточно хорошо изучена, она вполне по силам старшекласснику, хорошо владеющему техникой разработки алгоритмов и программ. К тому же интеллектуальных игр, для которых нет играющей программы, достаточно много. В принципе вполне интересно создать авторскую программу и для таких игр как шахматы и шашки. То, что программ играющих в эти игры много, не проблема для образовательного процесса.

Разработка компилятора языка программирования. Компилятор это исключительно сложная программа,  выполняющая перевод текста написанного на языке программирования в машинный код. Конечно сомнительно, что школьник справится с такого рода задачей, но для студента с хорошей теоретической подготовкой это вполне реально, а я могу напомнить, что мой метод прикладных задач не привязан к существующей структуре образовательных учреждений, речь вообще идет об ученике а не его возрасте. Но в принципе возможна ограниченная постановка задачи, содержащая все существующие необходимые моменты, но в упрощенной формулировке, приемлемой и для старшеклассника.

Формирование производственного плана симплекс-методом. Речь идет о том, как выстроить оптимальный план производства  при условии, что известно наличие материальных ресурсов и возможностей по выпуску определенной номенклатуры продукции, при условии, что требуется обеспечить максимально возможную финансовую выгоду. Эта задача требует решения системы неравенств симплекс-методом, который потребует от ученика довольно глубокого погружения в линейную алгебру, но при наличии грамотного в этой области учителя задача становится вполне решаемой.

Три примера думаю достаточно. У них есть общие качества. Они сложны, требуют развитой теории, но в рамках этих задач возможна формулировка делающая задачи вполне посильными ученику, прошедшему курс задач высокой степени сложности второго уровня, предполагаемого методом прикладных задач. Если само понятие Большой задачи достаточно прояснено, то можно несколько слов сказать и о связанных с ней педагогических целях. 

Педагогическая задача

Что делает ученик вполне понятно. Он приобретает опыт решения задач высокой степени сложности и овладевает какой-то профессиональной, интеллектуально сложной технологией. Разумеется, это не означает целевой подготовки к работе именно с этим классом задач, поэтому есть вопрос, в чем заключается педагогическая проблема. Здесь я бы выделил следующие ключевые моменты.

Концентрация интеллекта

Важность такой психологической задачи я уже рассматривал и не раз. Ее решение требует серьезного внимания учителя уже на втором этапе учебного процесса, где ученик должен быть готов тратить дни на решение только одной задачи. Большая задача завершающего этапа требует качественно больший объем усилий, что конечно, зависит от того, сколько учебного времени ученик находится в общении с учителем, и полагаю, что промежуток до года, это не слишком много.
В этом случае временная арифметика получается очень неплохая. Примерно год на базовый уровень, от года до двух на предпрофессиональный уровень, и от года до двух на Большую задачу. То есть, как максимум пять лет. И если учесть, что это не означает работы такой же высокой степени интенсивности, как в школе или вузе, то арифметика действительно очень неплоха.

Вернемся к проблеме концентрации. Работа, ожидающая большинство из нас в современной жизни, не особенно требовательна к интеллектуальной концентрации. Мы работаем, то что называется «от звонка и до звонка». Поэтому, большинство специалистов не пригодны для решения Большой задачи в моем понимании. Большая задача должна стать постоянным объектом осмысления вне зависимости от рабочего графика. Профессионал способный удерживать задачу в сознании в течение значительного времени суток резко увеличивает свои возможности. Дело в том, что помимо сознательных действий, которые мы способны выразить в языке, существует еще сверхсознательная работа мозга, трудно управляемая и иногда даже плохо осознаваемая, но она есть. Для  ее активации нужен осознанный акцент на решаемую проблему, и Большая задача создает, своей сложностью и объемностью, идеальные условия для тренировки интуиции. Думаю понятно, что термины «Интуиция» и «Сверхсознание» для меня идентичны.
 
Представление о профессиональных технологиях

Решение Большой задачи из выбранного класса задач не означает выбор этого класса в качестве окончательной специализации ученика. Вообще окончательная специализация в моем педагогическом методе вещь совершенно необязательная. Специалист профессионал должен быть ограничен некоей сферой знания, но в пределах этой сферы  обладает определенной свободой. Вопрос, какой знаниевый уровень может стать ограничителем, не имеет строгого, точного ответа, но обсудить его необходимо.

Например, когда-то ограничителем был термин «Натурфилософия». Философ не изучал часть природы, он изучал ее всю сразу. С ростом объема знания, стали выделяться большие сферы естественных наук: физика, химия, биология и т.д. Особенное место получила математика. Но сегодня, по сути, уже нет математиков или физиков или химиков, есть специалисты в областях все более и более узких. Узких в том смысле, что есть объемлющие их области, а те включены еще во что-то и на вершине этой пирамиды старая добрая «Натурфилософия» которой уже никто не занимается.
Для нас ограничивающая сфера – это сфера знания, включающая ограниченное количество классов решаемых задач. Причем эти классы используют похожие методы. В качестве иллюстрации позволю себе использовать, всем понятный пример кулинарии. Наверное, невозможно уметь готовить совершено все. Есть смысл быть специалистом в области выпечки, но неразумно быть специалистом по пирожкам с картошкой. Как хорошо бы вы не делали таковые пирожки, это слишком узко. Какими общими качествами определяется профессионал в области выпечки. Есть, насколько понимаю, три достаточно объемных метода, в которых он должен хорошо разбираться: подготовка теста, начинка, и сама выпечка.

Пример от дилетанта в области кулинарии, полагаю, прозрачен. Ясно, что специалист должен уметь после небольшой переподготовки заниматься несколько иными классами задач, требующих вариации общих методов. А вот насколько широки эти вариации полностью определяется личными интеллектуальными возможностями. Если человек может стать вообще натурфилософом и работать в любой сфере человеческой деятельности, то замечательно, хотя наверное сегодня это все же невозможно.
Таким образом, Большая задача это своего рода тренинг по освоению технологии решения класса задач, для понимания того, что профессиональная технология может из себя представлять, и как ей обучиться. Это должно дать специалисту возможность обучения и перехода между большими классами задач в выбранной отрасли знания. В отношении нашего кулинарного примера - научившись качественно делать пирожки, кулинар получает нечто такое, что дает ему возможность изучать и другие виды выпечки.

Интеллектуальная самостоятельность

А теперь о главном. Есть две крайние формы интеллектуального действия. Первая форма – полная исследовательская свобода. Она была в истории человеческой науки и технологии. По мере накопления знаний, рос перечень известных алгоритмов и перечень ограничений на неэффективную деятельность. И сегодня мы подошли к черте, за которой возможно уже почти полное отрицание свободы мышления. Готовых алгоритмов во всех отраслях науки и производства настолько много, что самодеятельность в мышлении становится чуть ли не преступлением, во всяком случае, право на нее надо доказывать, что все более и более сложно. И специалисты – профессионалы все более и более превращаются в исполнителей. 

Это конечно не следствие злого умысла, просто человечество слишком долго испытывало острый недостаток всего, даже самого необходимого, поэтому общий интеллектуальный ресурс был брошен на решение задачи достижения максимальной эффективности. И эффективность стала монстром, убивающим интеллект. Как оказалось в условиях ограничений свободы мышления, мы теряем сам интеллект, а не его свободу. Может быть не случайно выдающиеся ученые и конструкторы остались в 20 веке, а уже 21 век – это эпоха хорошо организованных коллективов, решающих вполне понятные прикладные задачи.

Принципиально это тупиковый путь, который обеспечит некоторый уровень эффективной организации массовой интеллектуальной деятельности, но затем может привести к деградации Разума. Поэтому полагаю необходимо интеллектуальную самостоятельность, умение думать за пределами существующих алгоритмов и технологий сделать общепризнанной ценностью, пока мы еще хорошо понимаем, что это такое – интеллектуальная самостоятельность.

Итак, что же это такое? Для начала позволю негативное определение. Самостоятельное мышление – это не есть отрицание накопленных норм интеллектуальной дисциплины. Это не есть хаос мышления. Надо признать, что методология научной и инженерной работы давшая высокий уровень эффективности в производстве, экономике, науке это очень значимое достижение, несмотря на страшное обвинение прозвучавшее выше  в адрес эффективной организации мышления.
А теперь положительное, конструктивное определение. Важный акцент, - речь идет больше не о свободе, а о самостоятельности. О свободе целесообразно говорить в случае воспитания ученого. Прикладник же должен быть не столько свободен, сколько самостоятелен. Это означает способность пройти весь набор стадий решения задач: постановка условия, его формулировка в точной терминологии, определение границ качества решения, выбор методов, обоснование этого выбора и, наконец, само решение в виде описания технологии решения с алгоритмической точностью.

Это конечно не программа свободного исследования, но прикладной специалист, это и не ученый и если он берется за решение задачи, значит разрешимость задачи уже не представляет вопроса, проблема только в грамотной организации поиска решения в рамках известной специализированной теории. Этот тезис не позволяет надеяться на настоящую свободу для прикладного специалиста. Она остается ограниченной требованиями эффективности, тезис только утверждает разумные границы ограничения специалиста внутри которых он может оставаться думающим человеком а не автоматом у конвейера, хотя повторюсь лишь в определенной степени. Позволю себе забежать немного вперед, но у нас все есть сфера где мы можем каждому позволить высокую степень свободы интеллекта, но он этом разговор будет в разделе, посвященном гуманитарному образованию.   

В заключение 

Таким образом, если ученик смог решить Большую задачу, он, безусловно, способен самостоятельно мыслить в пределах широкого класса задач, способен изучать специализированную теорию и может провести решение проблемы от точной постановки условия до уровня технологической разработки, а, следовательно, он настоящий профессионал. И в заключение опять о пирожках. Профессиональный кулинар способен разработать технологию приготовления нового блюда. Это означает, что и поваром он будет тоже хорошим, обратное неверно. Хороший исполнитель не становится автоматически прикладным специалистам (и тем более ученым) в рамках понимания моего метода. Поэтому даже если нам пока нужны именно исполнители, то все равно есть смысл готовить профессионалов в широком смысле и конечно ученых, если мы хотим, чтобы потребность в простых исполнителях уменьшалась, а не захватывала все человечество. Понятно, что чем совершеннее  технология, разрабатываемая настоящими, полноценными специалистами, тем больше возможности уходить от исполнителя – человека и заменять его на исполнителя – машину.


Группа для обсуждения: https://vk.com/club214198675