Процедуры

Вид материала

Документы

Содержание Блок 1. Входной мониторинг. Исследование общеучебных умений. Уровни когнитивной готовности. Уровни учебной готовности Проектирование уроков изучения декларативной информации. Библиографический список

Подобный материал:

• Общие положения, 7597.65kb.
• Экзаменационные вопросы по курсу «Административный процесс», 26.53kb.
• Концепция экономических измерений 31 Процедуры экономического анализа 33 4 Общие правила, 29.31kb.
• Средства spa-программы, 2094.6kb.
• Процедуры банкротства, 286.36kb.
• Размер платы, взимаемой при осуществлении административной процедуры, 24.68kb.
• Венедиктов Александр Владимирович Совершенствование планирования процедуры конкурс, 22.31kb.
• Примерная программа модуля «Таможенные процедуры» Рекомендуется для направления подготовки, 1378.32kb.
• Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде Комитет по выполнению, 898.77kb.
• Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде Комитет по выполнению, 544.97kb.

Бершадский М.Е.

г. Москва

профессор АПКиППРО

ТЕХНОЛОГИЯ КОГНИТИВНОГО ОБУЧЕНИЯ: СТРУКТУРА И ПРОЦЕДУРЫ

Когнитивная технология обучения имеет модульную структуру. Модуль представляет собой систему уроков, объединенных общей дидактической целью. Системообразующим фактором, на базе которого формируется модуль, является процедурная информация, лежащая в основе частного или общего метода научного познания (изучаемые в теме способы, приёмы и методы выполнения каких-либо предметных деятельностей, например методы решения задач по алгебре, геометрии, физике, химии, информатике, изучение определённого правила правописания в русском или иностранном языке, способы анализа литературного произведения, схемы анализа особенностей географического положения и т. д.). Каждому модулю соответствует одна процедура (отдельный метод, способ, приём и т. д.). Для изучения процедуры необходимо ввести исходную теоретическую информацию, то есть сообщить детям какие-то факты, правила, законы, ввести понятия, применяемые для описания объектов в данной теме. Эта совокупность фактической информации составляет блок так называемой декларативной информации. Изучение этого





блока предшествует изучению процедурной информации. В итоге формируется первый модуль, состоящий из блока декларативной информации и блока процедурной информации (рис. 1).

Аналогичному анализу подвергается весь материал темы. В нём выделяются процедуры, подлежащие изучению, и декларативная информация, необходимая для изучения действий и операций, входящих в состав процедур. В результате проведенного анализа весь материал изучаемой темы необходимо представить в виде последовательности модулей, которые сменяют друг друга в учебном процессе (рис. 2).




Модуль имеет блочную структуру и состоит из следующих трех блоков уроков, в каждом из которых решается отдельная дидактическая задача:

• блок входного мониторинга;
  
• теоретический блок – изучение декларативной информации;.
  
• процессуальный блок – изучение процедурной информации.
  

Последовательность блоков внутри модуля в учебном процессе изображена на рисунке 3.

Разумеется, в одном модуле может быть несколько уроков изучения декларативной и процедурной информации. Это зависит от объёма учебного материала и сложности изучаемой процедуры.

Психологическим основанием для выделения декларативной и процедурной информации как основы для структурирования учебной части модуля является модель АСТ (адаптивный контроль мышления), разработанная американским когнитивным психологом Дж. Андерсеном. Данная модель была разработана в процессе решения следующей когнитивной проблемы: "Самая фундаментальная проблема из тех, с которыми сегодня встречается когнитивная психология, - это как теоретически представить знания, имеющиеся у человека: что представляют собой элементарные символы или понятия, и как они связаны, состыкованы между собой, как из строятся более крупные структуры знаний, и как осуществляется доступ к столь обширной "картотеке", как ведётся в ней поиск, и как она используется при решении рядовых вопросов повседневной жизни" [5, с. 151].

Центральным конструктом модели АСТ является продукция или продукционная система: "Продукция представляет собой активную информационную единицу (оператор + информация), описывающую условия совершения некоторого действия, характер этого действия и содержание, по отношению к которому может быть применено действие" [4, с. 18]. Андерсен выделяет три вида памяти, участвующие в когнитивных процессах:

• рабочая память, содержащая информацию, обеспечивающую текущую активность когнитивной системы;
  
• декларативная память, содержащая утверждения и суждения об окружающем мире;
  
• продукционная память, содержащая знания об операциях (продукции) и об условиях и объектах их применения.
  

Процесс научения в модели АСТ связан с постепенным образованием связей между декларативными и процедурными знаниями и последующей генерализацией продукций в области их успешного применения (такую область Андерсен назвал доменом). На первом этапе – декларативном – имеющие декларативные знания дифференцируются по их роли в когнитивном процессе. Некоторые знания начинают рассматриваться как оператор по отношению к другому знанию, позволяющий выполнить его определённое преобразование, а третий факт или группа фактов приобретают смысл условий применимости оператора. В процессе многократного применения абстрактное содержание декларативных фактов конкретизируется различными значениями данных, необходимых для решения задач. Для решения некоторых из них необходимо применить не один, а несколько операторов, поэтому частные продукции начинают объединяться в одну или несколько обобщённых. Второй – процедурный – этап связан с развитием и завершением процесса генерализации продукций для определённого класса задач. Постепенно обобщённые продукции объединяются в систему, в которой выстраиваются подсистемы специализированных продукций для каждого класса решаемых задач.

Процесс научения протекает, в основном, в продукционной памяти, в которой хранятся уже известные индивиду продукции. При встрече с некоторой проблемой индивид извлекает из продукционной памяти те из них, которые позволяют решить проблему. При этом различные продукции обладают разной успешностью, и каждой из них приписывается своеобразный "когнитивный вес". Чем он выше, тем больше вероятность того, что при следующей встрече с похожей проблемой индивид применит наиболее "весомую" продукцию. В продукционной памяти фиксируется история успешности применения каждой из продукций. Этот процесс и отражает сущность научения в модели Андерсена. Как видно из приведённого описания продукция начинает складываться на основе имеющейся декларативной информации. Это и определило порядок следования уроков в модуле.

Вернёмся теперь к структуре модуля и рассмотрим содержание каждого блока более подробно.

Блок 1. Входной мониторинг.

Входной мониторинг предназначен для исследования исходного состояния учащихся, предшествующего началу учебного процесса. Это исследование проводится по четырём направлениям, указанным на рисунке 4.

В рамках первого направления изучается структура интеллекта учащихся, кратковременная память, подвижность нервных процессов, креативность, внимание и некоторые вторичные когнитивные процессы, связанные с результатами предшествующего обучения. Ниже приведён полный перечень тех характеристик когнитивного развития учащихся, которые изучаются в ходе когнитивного мониторинга.

• Пространственный интеллект;
  
• Математический интеллект: устный счёт, поиск закономерностей (индук­тивное обобщение);
  
• Вербальный интеллект: связи между понятиями, классификация понятий, обобщение, существенные признаки;
  
• Интеллектуальная лабильность;
  
• Кратковременная память;
  
• Произвольное внимание;
  
• Стратегии формирование понятий;
  
• Вербальная креативность;
  
• Невербальная креативность;
  
• Дедуктивные умозаключения.
  

Для изучения приведённых выше особенностей когнитивного развития учащихся применяются следующие методики: тест структуры интеллекта Амтхауэра, культурно-свободный тест Кеттелла, тест "Логика связей", тест "Существенные признаки", тест "Интеллектуальная лабильность", тесты вербальной и невербальной креативности Торренса, методика корректурной пробы, тест "Дедуктивные умозаключения"¹.

В результате проведения когнитивного мониторинга строится когнитивная модель учащегося, изображённая на рисунке 5 в виде дискограммы.

Для сопоставления всех данных при оценке результатов различных тестов применена шкала IQ со стандартным отклонением 16. По осям откладываются количественные результаты выполнения ученикам указанных тестов. Точки на осях соединены ломаной линией. Серые круги, снабжённые числами от 90 до 110, ограничивают область статистической нормы. Таким образом, модель наглядно показывает сильные, средние и слабые стороны когнитивной сферы ученика.

На основе данной модели осуществляются следующие действия по проектированию учебного процесса:

• Прогнозирование уровня учебных достижений в различных образовательных областях;
  
• Определение причин учебных затруднений и разработка корректирующих упражнений на основе полученных данных;
  
• Адаптация содержания обучения к когнитивным возможностям учащихся;
  
• Определение скорости усвоения учебной информации и продолжительности обучения;
  
• Выбор адекватных методов, форм, средств и приёмов обучения (совместно с данными мониторинга общеучебных, межпредметных и предметных знаний и умений);
  
• Уровень детализации при предъявлении новой информации;
  
• Возможность выполнения креативных заданий.
  

Приведу несколько примеров, подчеркивающих значимость данных когнитивного мониторинга для прогноза успешности обучения в данной пред­метной области.

С помощью субтестов теста Амтхауэра, предназначенных для изучения пространственных представлений, можно определить уровень развития нагляд­но-образного мышления, проявляющегося в оперировании пространственными образами и отношениями. Высокие результаты, показанные учеником в этих субтестах по сравнению с субтестами, с помощью которых исследуется вер­бальный и математический интеллект, позволяют сделать вывод о преобладании образного мышления, о направленности интеллекта на восприятие и решение технических или практических проблем, связанных с переструктурированием поля зрительно воспринимаемых образов. Можно с высокой вероятностью ожи­дать, что этот ученик будет успешен в любой деятельности, связанной с практи­ческим манипулированием и преобразованием объектов. Ребёнок с удоволь­ствием будет выполнять практические задания и лабораторные работы, ему сле­дует поручать изготовление макетов и моделей различных приборов и устройств, ремонт оборудования. О таких людях говорят, что они "рукастые".

Высокий уровень развития пространственного интеллекта является необ­ходимым условием успешного обучения физике и геометрии, однако, так как обе эти науки используют и теоретические методы познания, то для их усвое­ния необходим и определённый уровень развития математического интеллекта. Если ученик показывает высокие результаты и при выполнении пространствен­ных, и при выполнении математических субтестов теста Амтхауэра, то можно ожидать проявления технической и естественнонаучной одаренности. Такой ребёнок обладает интуицией, помогающей ему успешно усваивать эти области научного знания.

Для большей надежности прогноза успешности обучения математике, тех­ническим и естественнонаучным дисциплинам полезно сопоставить результаты выполнения теста Амтхауэра, с данными, полученными при выполнении культурно-свободного теста Кеттелла и заданиями на формирование абстракт­ных понятий из теста Айзенка.

Второй пример значимости данных когнитивного мониторинга связан с интерпретацией результатов исследования интеллектуальной лабильности. Это свойство интеллекта определяет скорость и точность восприятия и переработки информации, поэтому оно оказывает сильнейшее влияние на скорость, с кото­рой ученик усваивает новое содержание обучения. На рисунке 6 представлен график зависимости результатов усвоения учениками новой информации от времени обучения для четырёх групп учащихся с различными уровнями интел­лектуальной лабильности, которые выделены на основании количества ошибок, допущенных школьниками при выполнении теста: 1) 0 – 4 ошибки – высокая лабильность, хорошая способность к обучению; 2) 5 – 9 ошибок – средняя ла­бильность; средние способности к обучению; 3) 10 – 14 ошибок – низкая ла­бильность, трудности в обучении; 4) 15 ошибок и более – мало успешен в лю­бой деятельности.

Из рисунка видно, что к окончанию времени, отведён­ного программой на изучение темы, учащиеся, относящиеся к разным группам по уровню интеллектуальной лабильно­сти, находятся на различных уровнях усвоения учебной ин­формации. К сожалению, за это время лишь первая группа уча­щихся с высокой лабильностью успевает усвоить примерно 90% содержания. Группа уча­щихся со средним уровнем ла­бильности усваивает около 70% информации, что позволя­ет ученикам этой группы в дальнейшем воспринимать и понимать новую ин­формацию и продолжать обучение. Учащиеся же третьей и четвертой групп усваивают менее 70% содержания, поэтому для них дальнейший процесс усвое­ния новой информации становится бессмысленным, так как у них не сформиро­ваны когнитивные схемы, необходимые для её восприятия. Игнорируя этот факт в реальном учебном процессе, учитель обрекает учащихся третьей и четвёртой групп на неизбежное отставание от более лабильных учащихся, сопровождаю­щееся потерей интереса к учёбе и формированием стойкого неприятия интел­лектуальной деятельности или даже отвращения к ней. Включающиеся меха­низмы психологической защиты, пытающиеся сохранить положительный образ "Я" в сознании ученика, заставляют его негативно относиться к учебной и по­знавательной деятельности. Большинство поведенческих проблем, с которыми сталкиваются учителя в учебном процессе, вызвано попытками самоутвержде­ния и самореализации ученика вне учебной деятельности, так как в ней он не может быть успешен. Впрочем, последнее утверждение нуждается в уточнении. Все кривые научения, изображённые на рисунке 6, асимптотически приближа­ются к уровню полного усвоения. Это означает, что ученики с низким уровнем интеллектуальной лабильности могут быть успешны в учебной деятельности, но для усвоения того же содержания им требуется значительно больше време­ни². Данный тезис был экспериментально подтверждён в многолетних исследо­ваниях, проведённых американским психологом Б. Блумом, и положен им в основу технологии полного усвоения³. Этот вывод заставляет изменить отноше­ние к данным итогового тематического контроля, которые следует рассматри­вать не как констатацию учебных достижений, а как данные, необходимые для разработки корректирующих воздействий в ходе продолжающегося обучения. Так как время, отведённое программой на изучение темы, уже закончилось, то коррекционное обучение должно продолжиться во внеурочное время. Поэтому в когнитивной образовательной технологии предусматривается выделение дополнительного времени для обучения тех учащихся, которые не смогли усвоить содержание в основной учебный период.

Третий пример значимости данных когнитивного мониторинга для проек­тирования учебного процесса связан с исследованием вербального интеллекта. Традиционно в тестах интеллекта применяются три вида методик: "Аналогии", "Исключение лишнего" и "Обобщение". Первая методика предназначена для изучения умений устанавливать виды связей между понятиями. В инструкции к данной методике указывается, что первая пара понятий, приведённых в каждом задании, задаёт определённое отношение (вид связи) между ними. Между тре­тьим словом в задании и одним из пяти слов, данных в вариантах ответа, суще­ствует такая же связь, как и между первой парой понятий. Это слово и является правильным ответом. Например, пусть дано следующее задание:

Темный : светлый = мокрый : …?

а) дождь б) день в) влажный г) ветер д) сухой.

Понятия "темный" и "светлый" являются антонимами, поэтому среди предло­женных пяти слов нужно такое, которое имеет противоположное значение по отношению к понятию "мокрый". Таким значением обладает слово "сухой".

В методике "Исключение лишнего" ученикам предлагается ряд из пяти по­нятий, четыре из которых объединены по определённому признаку, а пятое по­нятие этим признаком не обладает. Это понятие и должен обнаружить ученик. Например, дан следующий ряд понятий:

а) круг б) стрелка в) эллипс г) дуга д) кривая.

Очевидно, что лишним понятием является слово "стрелка", так как объекты, описываемые остальными понятиями, принадлежат множеству плоских кри­вых.

Существует интересная модификация методики "Исключение лишнего", в которой ученик должен среди пяти понятий выбрать два, являющиеся суще­ственными признаками ключевого понятия, данного в задании. В качестве при­мера приведу три задания из соответствующего теста:

Война (самолет, пушки, сражение, ружья, солдаты).

Чтение (глаза, книга, картина, печать, слово).

Сад (растения, садовник, собака, забор, земля).

Наконец, ещё одной обязательной методикой является тест, предназначен­ный для изучения умений обобщать понятия на основе выделения общего при­знака, свойства, принадлежности к одному классу объектов. Примером таких заданий являются следующие словесные пары из одного из субтестов теста Амтхауэра:

Роза – тюльпан;

Глаз – ухо;

Сахар – алмаз;

Дождь – снег.

Нетрудно видеть, что все проведённые выше задания предназначены для исследования умений сравнивать, классифицировать, обобщать понятия, уста­навливать виды связей между ними. Всё эти умения необходимы для адекватно­го восприятия смысла изучаемого письменного или устного текста. Очевидно, что любой текст, предназначенный для обучения школьников, содержит упоря­доченную информацию, в которой понятия связываются в суждения и в умоза­ключения на основе значений, признаков, норм и правил, общепризнанных в данной культуре. Однако было бы большой ошибкой предполагать, что ребёнок адекватно воспринимает информацию, содержащуюся в этом тексте, наделяя слова теми же значениями и признаками, устанавливая между ними те же виды отношений, как и автор учебного текста или учитель. Одним из наиболее ин­формативных тестов, позволяющих убедиться в том, ребёнок далеко не всегда способен установить истинный вид связей даже между житейскими понятиями, является тест "Логика связей". Тест состоит из двух частей, в первой из которых приведены шесть пар слов, снабженных римскими цифрами от единицы до ше­сти. Эти пары слов задают определенные типы связей между понятиями. Но эти связи в инструкции прямо не называются и ученики в течение 5 минут должны попробовать выделить их самостоятельно. Затем ученикам предъявляются еще двадцать пар понятий, среди которых они должны опознать те же виды связей, что и среди первых шести пар, заданных в шифре. Затем нужно указать для каждой пары римскую цифру соответствующего примера в шифре, в котором задан тот же тип связи, что и для данной пары слов.

Шифр:

I. Овца – стадо	IV. Свет - темнота
II. Малина – ягода	V. Отравление - смерть
III. Море – океан	VI. Враг – неприятель