Методология оптимизации образовательного процесса

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

«Казанский национальный исследовательский

технологический университет»

Ю. И. Толок, Т. В. Толок

МЕТОДОЛОГИЯ 
ОПТИМИЗАЦИИ 

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО 

ПРОЦЕССА

Монография

Казань

Издательство КНИТУ

2020

УДК 378.14
ББК Ч481.22

Т52

Печатается по решению редакционно-издательского совета 

Казанского национального исследовательского технологического университета

Рецензенты:

д-р пед. наук, профессор В. Е. Уткин
канд. пед. наук, доцент В. А. Султанов

Т52

Толок Ю. И. 
Методология оптимизации образовательного процесса : монография / 
Ю. И. Толок, Т. В. Толок; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. 
технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2020. – 144 с.

ISBN 978-5-7882-2927-0

Изложены теоретические основы, принципы и алгоритм оптимизации образовательного 
процесса в вузе. Представлены технология организации самостоятельной 
работы обучающихся с использованием информационно-образовательной 
среды вуза и учебно-методическое сопровождение процесса формирования 
знаний, умений и навыков на примере курса «Защита интеллектуальной собственности». 
Доказана эффективность предложенных подходов к оптимизации образовательного 
процесса по курсу, подтвержденная результатами опытно-экспериментальной 
работы.

Предназначена для преподавателей, аспирантов и магистров, а также всех, 

кто интересуется данной проблемой.

Подготовлена на кафедре методологии инженерной деятельности.

ISBN 978-5-7882-2927-0
© Толок Ю. И., Толок Т. В., 2020
© Казанский национальный исследовательский 

технологический университет, 2020

УДК 378.14
ББК Ч481.22

О Г Л А В Л Е Н И Е

Введение......................................................................................................5

Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОПТИМИЗАЦИИ 
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА В ВУЗЕ КАК СИСТЕМЫ .........................7

1.1. Исторические аспекты сущности образовательного процесса...........7

1.2. Теоретические основы оптимизации образовательного 
процесса...........................................................................................................13

Глава 2. КОНСТРУИРОВАНИЕ МОДЕЛИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО 
ПРОЦЕССА И ЕЕ АНАЛИЗ...........................................................................35

2.1. Методология системного подхода при исследовании 
образовательной деятельности.....................................................................35

2.2. Модель образовательного процесса  (цель, образовательный 
стандарт) ..........................................................................................................45

2.3. Обучающая деятельность преподавателя............................................48

2.4. Организационные формы и содержание учебного материала .........54

2.5. Методы и средства обучения.................................................................58

2.6. Познавательная деятельность обучающихся (СРС, 
информационные технологии, формирование исследовательских 
умений).............................................................................................................59

2.7. Контроль знаний, умений, навыков......................................................67

Глава 3. ОПЫТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РАБОТА ПО
ОПТИМИЗАЦИИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА.................................70

3.1. Особенности учебной дисциплины  «Защита интеллектуальной 
собственности» ...............................................................................................71

3.2. Разработка рабочей программы и последовательности изучения 
дисциплины.....................................................................................................76

3.3. Формирование исследовательских умений у обучающихся............87

3.4. Использование информационных технологий для оптимизации 
самостоятельной учебно-познавательной деятельности 
обучающихся...................................................................................................89

3.5. Технология организации самостоятельной работы обучающихся..91

3.6. Оценка знаний обучающихся................................................................96

3.7. Анализ результатов  опытно-экспериментальной работы................98

Заключение .............................................................................................104

Список использованной литературы.....................................................109

Приложение 1 .........................................................................................116

Приложение 2 .........................................................................................131

1. Модуль ДЕМОНСТРАЦИЯ  (демонстрационная программа)..........132

2. Модуль ИНИЦИАЛИЗАЦИЯ  (инициализация проекта)..................133

3. Модуль ПРЕПОДАВАТЕЛЬ  (проектирование файла данных).......134

4. Модуль СТУДЕНТ (модуль выполнения проекта).............................137

5. Модуль ОБРАБОТКА 1  (обработки траектории обучения).............138

6. Модуль ОБРАБОТКА 2  (обработки файла. Ответы на исходный 
текст) ..............................................................................................................138

В В Е Д Е Н И Е

Сегодня преподаватель высшей школы исходя из требований Фе-

деральной целевой программы развития образования на 2016–2020 
годы стоит перед необходимостью постоянного поиска таких педагоги-
ческих форм, методов, приемов и средств обучения, которые создавали 
бы условия и возможности саморазвития обучающихся в вузе, их го-
товность к самореализации в будущей профессиональной деятельно-
сти. Все это предопределило выделение процесса подготовки обучаю-
щихся в вузе как объекта исследования.

Актуальность поднимаемой проблемы подвигла авторов на иссле-

дование сущности образовательного процесса в вузе, выявление основ 
его оптимизации, обобщение результатов практического применения 
современных подходов к организации образовательного процесса на 
примере курса «Защита интеллектуальной собственности» («ЗИС»). Та-
ким образом, целью монографии является анализ теоретических основ 
оптимизации образовательного процесса в вузе как системы и выра-
ботка подходов по его совершенствованию на примере дисциплины 
«ЗИС» как предмета исследования.

Для решения поставленных задач использовались теоретические и 

эмпирические методы. Теоретические (анализ литературы по изучае-
мой проблеме исследования, изучение нормативных документов по образованию) 
позволили выявить особенности организации процесса обучения 
в вузе как системы и выйти на резервы повышения ее качества. 
Эмпирические методы основаны непосредственно на опыте, связаны с 
наблюдением, изучением результатов деятельности, опросами, беседами, 
самооценкой. В исследовании выявлена эмпирическая зависимость: 
проявление разного уровня усвоения знаний в зависимости от 
самоконтроля с использованием информационных технологий. 

Первая глава посвящена исследованию теоретических основ оптимизации 
образовательного процесса в вузе как системы. В ней авторы 
описывают исторические аспекты сущности образовательного процесса, 
детально рассматривают и описывают теоретические основы его 
оптимизации. Выделяются и описываются характерные особенности
современных подходов к организации и оптимизации образовательного 
процесса в вузе, теоретические основы и требования к выбору его оптимальной 
структуры. Во второй главе авторы раскрыли методологию 
применения системного подхода при исследовании образовательной 

деятельности, методологические основы его оптимизации на модели 
этой деятельности. В ходе анализа модели образовательного процесса 
были выделены ее системообразующие и переменные элементы и осуществлен 
их анализ. Изложены взгляды на оценку результата оптимизации 
образовательного процесса в вузе в целом и по отдельной дисциплине. 
Обосновано важнейшее качество познавательной деятельности 
обучающихся: формирование у них умения самостоятельно организовывать 
свою учебно-познавательную деятельность, овладевать способами 
поиска необходимой информации. Поэтому авторы особое внимание 
уделили анализу существующей в вузе системы организации самостоятельной 
работы обучающихся. 

Третья глава посвящена опытно-экспериментальной работе по оптимизации 
образовательного процесса на примере курса «ЗИС». Изложены 
особенности учебной дисциплины и последовательность ее изучения, 
алгоритм разработки рабочей программы, возможности по формированию 
исследовательских умений у обучающихся. Особое внимание 
уделено технологии организации самостоятельной работы обучающихся, 
ее информационно-методическому обеспечению и использова-
нию информационных технологий для оптимизации их самостоятель-
ной учебно-познавательной деятельности. 

Представлены результаты опытно-экспериментальной работы по 

организации самостоятельной деятельности обучающихся с использо-
ванием информационных технологий по курсу «ЗИС».

Теоретическая значимость проделанной авторами работы заключа-

ется в обосновании ими дидактических особенностей оптимизации об-
разовательного процесса в вузе как системы и определении принципов 
его оптимизации по курсу «ЗИС». 

Практическая важность данной работы заключается в разработке и 

внедрении в образовательный процесс информационно-методического 
обеспечения и контролирующей программы, позволяющих активизи-
ровать познавательную деятельность обучающихся, оптимизировать их 
самостоятельную работу.

Достоверность представленных результатов доказана всесторон-

ним анализом заявленной проблемы и результатом проведенных экспе-
риментов.

Г л а в а 1 .  Т Е О Р Е Т И Ч Е С К И Е  О С Н О В Ы  О П Т И М И З А Ц И И

О Б Р А З О В А Т Е Л Ь Н О Г О  П Р О Ц Е С С А  В  В У З Е  К А К  С И С Т Е М Ы

1 . 1 . И с т о р и ч е с к и е  а с п е к т ы  с у щ н о с т и  

о б р а з о в а т е л ь н о г о  п р о ц е с с а

В настоящее время при большом разнообразии в образовательной 

деятельности педагогических вузовских коллективов и при недостаточ-
ности фундаментальных работ в этой сфере существует определенное 
разночтение в трактовке ряда традиционных терминов, которые ис-
пользуются в научно-педагогической литературе. Это относится и к по-
нятию «образовательный процесс». 

В одних случаях это понятие используются для раскрытия обще-

ственной стороны явления. В других случаях его представляют как 
единство процессов обучения и воспитания. 

Так, например А. С. Воронин в словаре терминов по общей и соци-

альной педагогике трактует образовательный процессc следующим об-
разом: «Образовательный процесс – это целенаправленный и организо-
ванный процесс получения знаний, умений и навыков в соответствии с 
целями и задачами образования» [16]. Г. М. Коджаспирова в педагоги-
ческом словаре дает другую формулировку: «Образовательный про-
цесс – это совокупность учебно-воспитательного и самообразователь-
ного процессов, направленная на решение задач образования, воспитания 
и развития личности в соответствии с государственным образовательным 
стандартом» [32]. Есть и другие формулировки этого понятия.
Авторам ближе определение, которое дают М. Ю. Олешков и В. М. Уваров, 
учитывающее изменения в парадигме образования с введением 
государственного образовательного стандарта.

Итак, образовательный процесс – это целенаправленная деятельность 
по обучению, воспитанию и развитию личности путем организованных 
учебно-воспитательных и учебно-познавательных процессов в 
единстве с самообразованием этой личности, обеспечивающая усвоение 
знаний, умений и навыков на уровне не ниже государственного образовательного 
стандарта [71]. 

Понимание огромной роли образования через обучение как в жизни 

каждого человека, так и для поступательного развития общества возникло
еще в древнем мире. Это хорошо сознавали многие мыслители и общественные 
деятели того времени, что подтверждается уже тем, что привычное 
для нас сегодня слово «педагогика», применяемое как название науки, 
занимающейся исследованием воспитания и обучения человека, «родом» 
из античной Греции. Произошло оно от слова «пейдагогос», что в переводе 
означает «детоводитель» (ребенок – пейда, вести – гогос). Так в Древней 
Греции назывались рабы, которые сопровождали детей аристократов в 
школу и из школы. В дальнейшем этим словом назывались люди, для ко-
торых педагогическая деятельность была профессией, а науку о воспита-
нии и обучении человека стали называть педагогикой.

Вопросы воспитания и обучения нашли свое значительное место в 

трудах многих философов древности. Так, древнегреческий философ, 
один из основателей атомистики и материалистической философии 
Демокриит (460–370 до н.э.), развивая идеи о воспитании и обучении, 
сделал следующее заключение: главное в обучении и воспитании – раз-
витие интеллекта, а не количество полученных знаний. Природу 
человека преобразует только процесс обучения и воспитания, обучение
и воспитание хотя является трудом благородным, но это не легкий труд, 
в обучении и воспитании нужен и метод принуждения [15]. 

Глубокий след в развитии педагогики оставили ученые-софисты 

Сократ (469–399 до н.э.), Платон (427–347 до н.э.) и Аристотель 
(384–322 до н.э.). Благодаря им в программу образования были 
включены
грамматика, обучение искусству спора, диалектика, 

арифметика, астрономия, геометрия и музыка. Владение этими семью 
предметами считалось признаком образованности вплоть до Нового 
времени, а вклад в педагогику этих великих мыслителей заслуживает 
особого внимания.

Так, Сократ считал необходимым обучение искусству спора, 

подводящего к истине через вопросы, поставленные наставником. 
Кроме того, исключительный интерес представляют следующие его 
педагогические суждения:

– нравственное 
самосовершенствование 
является 
главной

жизненной целью человека;

– человеку присуще разумное сознание, направленное на добро и 

истину, и поэтому он имеет право на образование;

– главная задача наставника – пробудить у ученика мощные

душевные силы с целью «самозарождения» в его сознании истины;

– наставник и ученик должны находиться в равном положении, в

основе их взаимоотношений должен быть постулат: «Я знаю только то, 
что я ничего не знаю»;

– результаты знания появляются благодаря избавлению
от 

предрассудков и тяжелому труду [52].

Великий мыслитель Платон оставил свой след в педагогике своим

трудом «Законы». Он утверждал следующее:

– при обучении необходимо учитывать личные склонности 

ученика; 

– социальной функцией обучения и воспитания должно быть 

формирование гражданина, умеющего справедливо подчиняться или 
начальствовать;

– воспитание и обучение являются важнейшим фундаментом всей

жизни человека. От того, как человек воспитан и обучен, зависит его 
дальнейший жизненный путь [58].

Аристотель, являясь учеником Платона, развил педагогические 

идеи учителя в трактате «Политика», в котором он писал следующее:

– обучение до семи лет может осуществляться
дома под 

присмотром отца, но под контролем государства;

– с 
семилетнего
возраста
обучение
должно 
осуществлять 

государство [21].

Вклад в развитие педагогической науки внес и теоретик 

ораторского искусства Марк Фабий Квинтилиан (35–96 гг.). Он 
является автором учебника по ораторскому искусству «Наставления
оратору», который дошел до наших времен. Его основные 
педагогические суждения сводятся к следующему:

– для достижения хороших результатов в обучении и воспитании 

необходимо соединять воспитание и природную доброту человека;

– с учеником необходимо обращаться уважительно, ибо только так 

можно сформировать свободного человека; 

– целью обучения и воспитания является подготовка гражданина, 

способного исполнять предписанные обществом обязанности, а 
основой обучения должно быть организованное государством 
школьное обучение [37].

В Средние века (476–1492 гг.) педагогические идеи впитали в себя

многие положения церковных догм. Проблемы обучения и воспитания
были уделом философов-богословов того времени.

На смену Средним векам пришла эпоха Возрождения (в Италии – с 

начала XIV века, повсеместно в Европе – с XV–XVI вв.). Крупнейший 

ученый этой эпохи Эразм Роттердамский (1466–1536 гг.) в своем 
исследовании под названием «О первоначальном воспитании детей» 
обращал внимание на то, чтобы формирование педагогического процесса 
учитывало опыт не только античных ученых, но и основополагающих 
положений христианства; что только через напряженный труд могут быть 
реализованы врожденные способности [3].

Наиболее полно гуманистические и демократические идеи 

педагогики эпохи Возрождения сформулировал Я. А. Коменский
(1592–1670 гг.), который не случайно признается основоположником 
современной педагогики. Его главные идеи: начальное обучение 
должно быть всеобщим. Образование должно включать четыре 
возрастных периода (детство, отрочество, юность, возмужалость). 
Первый – обучение для детей до 6 лет под руководством матери. 
Второй – обучение в школах родного языка, которые должны быть 
созданы в каждом селении для детей от 6 до 12 лет. Третий – обучение 
в гимназии или латинской школе, которые должны быть созданы в 
каждом большом городе для подростков и юношей от 12 до 18 лет,
проявивших склонности к научным занятиям. Четвертый период 
обучения предполагалось предоставить молодым людям от 18 до 24 лет, 
готовящимся стать учеными. Для этой категории Коменский предлагал 
организовать в каждом государстве академию. Обучение должно 
осуществляться по
классно-урочной
системе (он теоретически 

обосновал ее). Учитель должен быть примером для обучающихся. Обу-
чение возможно при соблюдении дисциплины и порядка во всем и 
должно осуществляться во всех школах в рамках единой стройной 
системы. Преподавание каждого предмета следует начинать с 
простейших элементов [33].

Основателем научной педагогики в России считается Константин 

Дмитриевич Ушинский
(1824–1871
гг., профессор Ярославского

Демидовского лицея,
преподаватель
Смольного института). Его 

основные идеи сводились к следующему:

– приоритетным в обучении должен быть родной язык;
– ведущим фактором развития личности является труд;
– основными принципами обучения должны быть сознательность,

активность, наглядность, последовательность, доступность, прочность;

– обучение и воспитание неразрывны;
– при обучении необходимо учитывать индивидуальные и 

физиологические особенности обучающихся, а также специфику их 
психики и развития; 

– обучение должно осуществляться в единстве теории и практики;
– при обучении необходимо учитывать посильность его содержа-

ния и его последовательность; 

– в обучении целесообразно применять игры как воспитательно-об-

разовательное средство.

Ушинский разработал учение о двухуровневой дидактике – общей 

и частной [24]. 

Большой вклад в развитие педагогики внес Павел Петрович Блон-

ский (русский и советский философ, педагог и психолог, 1884–1941 гг.). 
Его основные педагогические идеи: 

– педагогика должна охватывать в единстве обучение и воспитание; 
– знания могут быть доступны обучающимися только благодаря их 

трудовой деятельности по познанию мира, а не только в результате 
изучения соответствующих учебных дисциплин;

– обучающиеся обязаны любить не книги о действительности, а са-

мую действительность; 

– жизнь учащихся не должна сужаться до учения, а напротив, уче-

ние необходимо расширять до жизни; 

– учитель должен любить не школу, а детей, приходящих в нее; 
– учитель должен иметь многообразные знания, связанные с жиз-

нью и бытом обучающихся;

– учитель должен быть умелым пропагандистом и агитатором, а 

также обладать способностями организатора; 

– учитель должен привить обучающимся приемы мыслительной 

деятельности, должен знать всевозможные особенности обучающихся;

– учитель должен заботиться об укреплении здоровья учеников;
– учитель обязан не только знать свой предмет, но и уметь про-

буждать интерес ученика к нему;

– учитель должен формировать у учеников высокую нравствен-

ность, эстетические взгляды и чувства; 

– учитель должен привить обучающимся приемы мыслительной 

деятельности, должен знать всевозможные особенности обучающихся;

– классно-урочная система обучения устарела и должна быть заме-

нена «методом проектов» (зарубежный опыт) [10].

Антон Семенович Макаренко (1888–1939 гг., советский педагог и 

писатель, отнесен ЮНЕСКО к числу педагогов, определивших способ 
педагогического мышления в XX в.) разработал педагогическую си-
стему нового типа, впитавшую в себя все лучшее из педагогического 
наследия прошлого. 

Методологической основой этой системы он предложил педагоги-

ческую логику, согласно которой педагогика представлена как практи-
чески целесообразная наука, которая строится на органическом един-
стве воспитания и жизни общества, а сердцевиной воспитательного 
процесса является воспитательный коллектив. 

В этой связи интересны следующие его мысли об учении и вос-

питании:

– если опираться на идеи «кабинетных» педагогов, которые не 

видят реального процесса обучения и обучающихся, это приведет к 
отставанию в педагогике;

– заставлять хорошо учиться с помощью насилия нельзя;
– только применение учебно-воспитательного процесса как целостной 
системы, которая осознается всем педагогическим коллективом, 
позволит получить высокие результаты в процессе формирования личности;

– 
требовать отличной учебы у ребенка, имеющего низкие способности, 
преступно;

– в школе необходимо создать условия, чтобы у каждого учащегося 

появились любимые предметы, а для этого необходимо создавать там 
различные кружки и т. п.; 

– воспитание должно осуществляться в коллективе и через 

коллектив;

– главное в работе преподавателя – это его отличные знания 

предмета, при этом все его недостатки обучающиеся могут ему 
простить;

– неграмотный преподаватель вызывает у обучающихся только 

презрение;

– любые слова должны подкрепляться практическими делами;
– навыки самоуправления в коллективе необходимо прививать с 

детства [46]. 

Завершая рассмотрение исторических аспектов сущности образовательного 
процесса, можно констатировать, что ученые и педагогики-
практики оставили значительный след в развитии теории и практики 
образовательного процесса.