Модель обучения. Неочевидные вещи #2: Максимальные скорости потока


Для газов и жидкостей существует такое понятие как максимальная скорость потока. Эта величина во многом умозрительна, но тем не менее - существует. Гораздо более практичная привязка в физике существует к скорости распространения звука в среде. Около неё или при её превышении появляются заметные отличия во взаимодействиях чужеродных объектов, погружённых в среду.
Здесь надо помнить, что логически для нас жидкость состоит из молекул знаний (и возможно нейтральной среды наполнителя), а частицы–ученики являются «механическими» добавками. Причём весьма активными, так как даже их малое количество вызывает изменения характеристик среды и в чувствительность к изменениям, сделанным извне.
А так как вербальное общение (звуки) являлись и до сих пор является важнейшей частью процесса обучения, то скорость их распространения в среде (знаменитая скорость звука) неявно характеризует скорость передачи информации. То есть можно считать что процесс обучения физически реализуем пока скорость потока будет ниже этой величины. То есть для модели это будет уже не скорость звука, а некоторая максимально допустимая скорость перемещения информации (она же — собственно скорость обучения), но сама аналогия достаточно прозрачна.
Сразу обратим внимание что максимальная «личная» скорость обучения никак не связана с предельной скоростью передачи информации. То есть теоретически ученик может иметь большие возможности, но сама среда не даёт возможности достичь этих пределов. Ситуация прекрасно знакомая педагогам. Но верно и наоборот: условия прекрасны, но ученик не может использовать все её возможности. И опять ситуация известна педагогам, просто таких учеников всегда меньше. То есть можно принять как гипотезу что в силу внутренних характеристик и взаимодействий в нашей среде обучения существует дополнительная характеристика, которую можно называть предельной скоростью передачи информации, аналогом которой в физическом плане является скорость распространения звука в среде.
Итак, в идеальном газе скорость звука можно вычислить как $$c_\mathrm{Среды}(T)=\sqrt{\mathrm{константа}\cdot\frac{i+2}{i}\cdot T}$$ в котором фигурируют уже упоминавшиеся ранее степени свободы и термодинамическая температура. В каждом конкретном прогоне модели степень свободы подразумевается фиксированной величиной (особенности среды/системы обучения), а температура связана с кинетической энергией которая постепенно меняется как сама по себе, так и из-за внешних воздействий (управляемых). То есть если допустить такое физическое явление, то наша предельная скорость распространения информации тоже не будет постоянной, хотя предполагается что её изменения по крайней мере плавные. И самое интересное — это не неподконтрольная нам характеристика среды, определяемая только её спецификой, а динамическая внутренняя характеристика, которую да, можно и подкорректировать за счёт внешних воздействий.
Максимум этой величины существует, но пока весьма абстрактен для нас, так как определяется некой априори возможной, но неизвестной $T_\mathrm{Кипения}$.
Интересно то, что при отсутствии внешних действий с подпиткой энергии (единственный начальный учебный импульс на каждом отрезке), кинетическая энергия будет невозрастающей функцией. А это немедленно означает невозрастание максимально допустимой скорости передачи информации. Корректная педагогическая интерпретация этого эффекта требует отдельного исследования, но не противоречит наблюдениям о «подтормаживании» учащихся к концу отрезка, если учитель не предпринимает корректирующих мер по ходу. Этот интегральный эффект в значительной степени объясняется объективными внутренними изменениями в ученике по мере учёбы, но оказывается что на практике происходит и некоторое обратное влияние учащихся на свою локальную среду обучения, которую многие учителя считают определяемой исключительно ими самими. Похоже, что это не совсем так.
Интересным опытом с учителями могут поделиться быстрые технологии разработки программного обеспечения. В частности, если рассматривать рабочий (для нас - учебный) процесс через три аспекта:
то, переводя на язык педагогов игнорирование одно из трёх аспектов приведёт к не очень желательным последствиям:
  • Скорость и Концентрация. Делая всё быстро и усердно, но при этом ничему не учась - вы уподобляетесь собаке, гоняющейся за собственным хвостом. Тратите кучу энергии, но двигаетесь по замкнутому кругу. Из "народных" диагнозов здорово подходит фраза: "В одно ухо влетело, в другое - вылетело". В рамках возможностей моей модели это соответствует низкой вероятности успешного усвоения материала прежде всего.
  • Обучение и Концентрация. Сконцентрировавшись на правильных вещах и вдумчиво обучаясь мы поступаем в целом правильно, и уже упоминавшееся slow schooling как раз хорошо подходит к этому варианту. Однако без должного темпа вы рискуете отстать от других, причём возможны и неприятные последствия.
  • Скорость и Обучение. Ну и наконец, вроде учительский идеал: и темп поддерживаем, и уровень обучения гарантируем. Так что в этом плохого вроде?
    При разработке программного обеспечения потеря концентрации ведёт к тому, что слишком рано начинают заниматься оптимизациями, ну или проще говоря - улучшениями, вплоть до бесполезных с точки зрения практики использования украшательств. В случае педагогики это соответствует ослабленному контролю и отсутствию обратной связи или её игнорированию. Напрямую эта ситуация моделью не отрабатывается, но необходимость повторов и "закреплений" неоднократно обсуждалась. Да и продвинутые возможности типа температурного контроля и намагничивания нужны не просто для полноценности модели, но и как раз для реагирования на "нюансы" конкретного процесса обучения.

Комментарии