2.2. Моделирование в научном исследовании

Научное исследование проходит несколько стадий. На первой стадии эмпирического исследования органы чувств физически взаимодействуют с объектом, на второй исходным является не сам объект, а данные опыта, на третьей - исходные группировки данных. Следовательно, на второй и последующих стадиях эмпирического исследования ученый имеет дело с заместителями объекта (М.В.Мостепаненко, 1972).

Любые заместители объекта исследования называются моделями. Модель это естественный или искусственный, материальный или идеальный заменитель объекта, который имеет общие свойства с изучаемым объектом. Процесс исследования, разработка модели называется моделированием.

Моделирование - основной метод теоретического исследования. На первой стадии теоретического исследования строится новый или расширяется существующий базис, то есть описывается идеальный объект - модель действительности. На второй стадии проводится мысленное или математическое имитационное моделирование для изучения закономерностей функционирования и развития модели, доказательство адекватности поведения модели реальному объекту. На третьей стадии теория или обнаруженные закономерности используются для конструирования, проектирования, применения новых знаний на практике. Логика теоретического исследования подробно описывается в программно-целевом подходе (И.С.Ладенко, 1987).

Ученый, занимающийся изучением модели, становится управляющей системой, а модель - объектом управления. Взаимодействие между ними осуществляется посредством следующей информации:

- целевых требований к объекту управления;

- описания объекта управления (описание модели, доказательство ее адекватности);

- критериев предпочтения из рассчитанных вариантов.

Управление осуществляется с учетом влияния внешней среды на поведение объекта.

Для прогнозирования поведения объекта необходима модель. Модель создается с учетом следующих основных методических принципов:

- системности - объект прогнозирования рассматривается как система; с учетом цели определяется необходимый набор элементов и структура;

- природной специфичности - при создании модели объекта учитывается специфика его природы, физические основы процессов взаимодействия между элементами;

- оптимизации - сложность модели должна обеспечить заданную достоверность и точность прогноза в требуемый срок.

Таким образом, "теория есть система идеальных образов (понятий), отражающих сущность исследуемого объекта, его внутренние необходимые связи, законы его функционирования и развития" (А.П.Шептулин, 1984). Для разработки теории необходимо построить концептуальную (для получения количественных оценок - математическую) модель объекта; в ходе имитационного моделирования предсказать известные явления, обнаружить новые; найти наиболее выгодные для практического использования пути воздействия на объект; экспериментально обосновать эффективность предложений, следующих из теории.

2.3. Основы теории управления и применения тренажеров

Под управлением понимается процесс обеспечения целенаправленного поведения системы при изменяющихся внешних условиях. В нашем случае объектом исследования является система, состоящая из двух подсистем - тренер (управляющая) и спортсмен (управляемая). В теоретическом исследовании вместо спортсмена должна использоваться концептуальная или математическая модель.

Процесс управления, организованный по принципу регулирования, разделяют на следующие функции управления: планирование, организация, учет, контроль и регулирование. Планирование, организация и учет реализуются с определенными интервалами времени, то есть представляют собой дискретные действия. Приведем определения перечисленных понятий.

Планирование - это деятельность по выработке и принятию управленческих решений. План предусматривает содержание, последовательность и сроки выполнения работ.

Организация - создание условий, содействующих выполнению плана. Эта деятельность касается всей системы управления - и тренера, и спортсмена.

Учет - качественная и количественная оценка действий процесса управления, является начальной, исходной функцией управления, предшествует планированию, служит обратной связью.

Трудовая деятельность тренера сводится к решению управленческих проблем. Средствами труда выступают различные методы, техника принятия решений. Предметом и продуктом управленческого труда является информация, то есть решения, определяющие величину управляющих воздействий на объект управления. Особенность этой продукции состоит в том, что возможный брак можно обнаружить только после ее "потребления" спортсменом. Очевидно, что применение в тренировочном процессе "бракованных" управленческих решений граничит с преступлением, поэтому актуально применение в учебном процессе институтов физической культуры и даже в тренировке спортсменов высшей квалификации имитационных моделей-тренажеров. При проектировании технологий управления на основе концептуального или математического моделирования можно сформулировать четкие логические посылки для выработки управленческих решений.

В общем случае процесс принятия решений подразделяют на следующие этапы:

- определение общих целей и установок по той или иной проблемной ситуации;

- изучение обстановки;

- формулирование задачи на основе концептуальной модели объекта;

- генерирование вариантов решения задачи;

- прогнозирование (мысленное имитационное моделирование) и оценивание результатов тренировки;

- выбор варианта решения задачи;

- реализация варианта решения (организация, контроль, анализ результатов).

Применение в научном исследовании или при подготовке тренеров концептуальных или имитационных моделей позволяет многократно проверять результаты генерированных решений, то есть играть.

Игрой называют вид человеческой деятельности, отражающий и воссоздающий другие ее виды. В случае использования в качестве модели спортсмена программы в ЭВМ организация имитационной игры требует выполнения следующих условий:

- к игре допускаются только те специалисты (тренеры, студенты, и т.д.), которые прошли соответствующий теоретический курс;

- процесс обучения осуществляется под руководством методиста;

- обучение имитационной игре имеет этапный характер;

- все этапы подготовки завершаются разбором решений, принятых тренером на основе протоколов выполненной исследовательской работы - имитационной управляющей игры.

Этапы имитационной игры:

- начальный - знакомство с интерьером рабочего места, расположением средств индикации и органов управления;

- специализированный этап - тренер закрепляет теоретические знания и приобретает навыки при выполнении отдельных операций на тренажере, в частности, выполняется исследование поведения системы при разных легко интерпретируемых планах тренировки;

- контрольный этап - тренер реализует в виде плана подготовки тренировочный процесс в соответствии с заданной методистом целью.

Таким образом, разработка математических имитационных моделей организма спортсмена и применение их при обучении теории физической подготовки в ходе педагогического процесса в институтах физической культуры позволит существенно повысить уровень научной дисциплины и качество подготовки специалистов.